Краткая характеристика судна, его основные режимы работы.
«Антиас» - специализированный среднетоннажный ярусник-морозильщик немецкой постройки.
Конструктивная специализация ярусоловов связана с особенностями орудий и районов промысла. В основном это суда длиной около 30 - 50 м, шириной 7 - 11 м, имеющие, как правило, два люка (в борту и в транце) для вымета и выборки яруса. В последнее время все шире начинают применяться суда с выборкой яруса через отверстие в днище судна (система “moon pool”), что позволяет увеличить улов на 10 - 20 % [21].
По обобщению технических характеристик судов ярусного лова 1970-2002 годов постройки: при длине 25 - 50 м мощность главного двигателя (ГД) типового судна – 500 - 1300 кВт, иногда суда оборудованы успокоителями качки и подруливающим устройством, экипаж 10-27 человек. Могут иметь ограниченный или неограниченный район плавания.
Тип судна: Рыболовное. Ярусный лов, рыбообработка, холодильная установка.
Класс судна : KM* Ice1 AUT2 fishing vessel
Порт приписки:
Петропавловск - Камчатский
Место и год постройки:
Германия, 07.09. 1993г.
Основные характеристики судна
- дедвейт 808т
- мощность ГД 1*1600кВт
- количествово и мощность генераторов(кВт каждого) 1* 560 2* 291
- Количествово и тип движителя 1-Винт регулируемого шага
- водоизмещение 1827 т
- осадка 5,06м
- длина расчетная 104,5м
- длина габаритная 52,5м
- ширина габаритная 11,5м
- ширина на миделе16м
- высота борта до палубы переборок7,4м
- осадка по КВЛ5,7м
- высота борта 8,05м
- скорость 12,3 узлов
Расчетная часть.
Определение мощности судовой электростанции табличным методом, выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии
В практике проектирования для определения величины загрузки ГА производится расчет потребляемых мощностей в режимах работы судна табличным методом. Табличный метод основан на определении мощности СЭС по специальным расчетным таблицам нагрузок, составленных для наиболее важных режимов работы судна.
Первым шагом на пути определения мощности СЭЭС табличным методом является выбор электродвигателей для судовых механизмов по известным мощностям.
Составление таблицы
В таблицу заносятся все потребители, работающие в данном режиме, их номинальные данные, данные для режима работы.
Расчеты производятся на основании нижеперечисленных соотношений:
Графа 1. Наименование групп потребителей.
Графа 2.Режим работы.
Графа 3. Количество однородных потребителей: n, шт.
Графа 4. Мощность на валу механизма: Pн.мех, кВт.
Графа 5. Мощность потребителя: Pн.эд, кВт.
Графа 6. Номинальный КПД электродвигателя: h н.эд.
Графа 7. Номинальный коэффициент мощности потребителя: Cos j .
Графа 8. Коэффициент использования электродвигателя: k1=Pн.мех./Pн.эд.
Графа 9. Установленная активная мощность однородных потребителей: Pуст.=(Pн.эд/ h н.эд ) * n, кВт.
Графа 10. Установленная реактивная мощность однородных потребителей: Qуст.=Pн.эд * tg j , кВАр.
Графа 11. Установленная полная мощность потребителей:
Графа 12. Коэффициент загрузки механизма в зависимости от режима работы: k2.
Графа 13. Фактический коэффициент загрузки электродвигателей: k3 =k1*k2.
Графа 14. КПД соответствующий фактической загрузке электродвигателя: h потр.
Графа 15. Коэффициент мощности соответствующий фактической загрузке электродвигателя: Cos j потр .
Графа 16. Коэффициент одновременности, определяющий отношение потребителей электрической энергии к общему их числу: k0 =праб/пуст.
Графа 17. Активная потребляемая мощность однородных потребителей: 
Графа 18. Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей: 
Примечание: Значения КПД и Cos j потр электродвигателя зависят от его загрузки. По соответствующим графикам зависимости КПД и Cos j потр загрузки двигателя можно сказать, что значение КПД электродвигателей сравнительно мало изменяется в пределах нагрузки от 50 до 100% поэтому КПД из графы 5 переносится в графу 13 (исключение составляет рулевое устройство, где kз<0.5) Значения коэффициента мощности электродвигателя в значительной степени зависит от изменения загрузки электродвигателя - kз, поэтому при определении потребляемой мощности необходимо вводить соответствующую поправку на изменение Cos j потр, значение коэффициентов использования установленных электродвигателей загрузки механизмов, одновременности, мощности, КПД принимает на основании расчетов по техническому и рабочему проектам данного судна и судна прототипа, а также по данным эксплуатации аналогичных потребителей на других судах.
После заполнения таблицы определяем сумарные потребляемые мощности (активная, реактивная, полная) для режима без учета эпизодически работающих потребителей. После этого выбирают общий коэффициент одновременности работы потребителей для каждого режима. Тем самым учитывают несовпадение максимумов нагрузки потребителей во времени. Значение коэффициента одновременности берутся в зависимости от соотношения мощностей:
Тогда:
где kc=1,05 коэффициент, учитывающий потери в судовой сети.
Суммарную активную и реактивную мощности судовой эл.станции в отдельных режимах находят из следующих соотношений:
Полная потребляемая мощность:
Определяем средневзвешенный Cos j ср для режима по отношению суммарной активной мощности для режима к полной мощности для режима:
Значение средневзвешенного Cos j ср (больше 0,8 ) указывает, что мощность генераторов выбираем по суммарной активной мощности для режима.
Выбор САРН и САРЧ
Системы автоматического регулирования напряжения (САРН) и частоты (САРЧ) для судовых генераторов выбирают в зависимости от тех требований, которые предъявляют к СЭЭС с учётом условий эксплуатации. Правила Регистра предусматривают следующие требования стабилизации напряжения и частоты вращения: системы стабилизации напряжения (ССН) генераторов должны поддерживать в установившихся режимах напряжение СГ с точностью ±2,5% для диапазона нагрузок от холостого хода до номинальной при изменении cosj от 1 до 0,4. В переходных режимах при набросе на СГ 100% номинального тока и сбросе его или при сбросе 50% номинального тока максимальное изменение напряжения должно быть не более 20% и восстанавливаться до номинального значения с точностью ±2,5% за 1,5 с.
Частота тока зависит от частоты вращения приводного двигателя. Постоянство частоты тока - основное условие нормальной работы потребителей электроэнергии. Поэтому дизели всегда имеют автоматические регуляторы частоты вращения, воздействующие на подачу топлива; а синхронные генераторы – автоматические регуляторы напряжения, воздействующие на ток возбуждения. САРН и САРЧ относятся к системам стабилизации. Системы автоматической стабилизации регулируемой величины могут быть статическими и (или) астатическими по отношению к внешнему воздействию. Первая обеспечивает установившееся значение регулируемой величины, зависящее от внешнего воздействия, а вторая – независимое. В САРЧ дизелей внешним воздействием является мощность, приложенная к выходному валу, которая равна активной мощности, отдаваемой генератором, делённой на КПД генератора. В САРН генераторов внешним воздействием является ток статора, который равен току нагрузки.
Практически характеристики регулируемой величины не являются прямыми линиями, так как любая САР имеет некоторую нечувствитнльность и нестабильность в работе. Статическая характеристика оценивается :
-статизмом системы
d=[(Ао-Аном)/Аном] × 100%; где
d – статизм системы
Ао – начальное значение регулируемой величины
Аном – номинальное значение регулируемой величины
-коэффициентом статизма
Кс=(Ао-Аном)/Вном= tg b; где
Кс – коэффициент статизма
Вном – номинальное значение внешнего воздействия
Качество САР в установившемся режиме оценивается точностью поддержания регулируемой величины и значением статической ошибки или статизмом системы. Астатическая характеристика имеет статическую ошибку, равную нулю, то есть лучшее качество по сравнению со статической характеристикой. Последняя применяется при параллельной работе агрегатов.
Существует два основных принципа автоматического регулирования: по отклонению регулируемой величины (САР по отклонению), по внешнему воздействию на регулируемую величину (САР по внешнему воздействию) и комбинированные (САР по отклонению и по внешнему воздействию). САРЧ и САРН судовых дизельгенераторов в большинстве случаев являются комбинированными. Такие регуляторы называют двухимпульсными. По сравнению с одноимпульсными, они обеспечивают более высокую точность регулирования.
Судовые синхронные генераторы серии МСК имеют комбинированную систему самовозбуждения выполненную по принципу компаундирования. Она выполняет все требования Регистра, обладает высокой точностью стабилизации напряжения. Требуемая точность поддержания напряжения обеспечивается совместной работой схемы фазового компаундирования и корректра напряжения. С помощью корректора напряжения можно осуществить ручную регулировку напряжения генератора с помощью потенциометров точной и грубой уставки.
В САРН СГ типа МСК (рисунок ниже) используют трансформатор компаундирования ТК с подмагничиванием и магнитным шунтом МШ. Обмотка подмагничивания wп указанного трансформатора получает питание от КН, который представляет собой устройство, состоящее из полупроводниковых элементов и работающее в импульсном режиме. При уменьшении напряжения СГ корректор напряжения действует так, что ток подмагничивания Iп уменьшается, полезный результирующий магнитный поток Ф увеличивается, возрастает выходное напряжение о6мотки w2, увеличивается ток Iв и напряжение СГ восстанавливается. При увеличении напряжения СГ корректор напряжения увеличит ток подмагничивания ТК, что вызовет уменьшение магнитного потока Ф, уменьшение тока Iв и восстановление напряжения генератора до заданного значения.
Структурная схема САРН СГ типа МСК с фазовым компаудированием и корректором напряжения
Двухимпульсный АРЧ обладает высокой точностью и быстродействием и состоит из датчика частоты ДЧ, датчика активного тока ДТ, магнитного усилителя А и электромагнита УА.
Датчик частоты представляет собой двухполупериодный выпрямитель-демодулятор, в диагональ которого включен выход частотного индуктивно-емкостного фильтра L1-C1-L2-C2L3. При резонансной частоте (50 Гц) выходное напряжение фильтра Uf находится в квадратуре с опорными напряжениями U1 и U2 трансформатора Т2., При отклонении частоты от резонансной выходное напряжение Uf изменяет свою начальную фазу. Выходные напряжения ДЧ равны U3 = U1 + Uf и U4=U2-Uf , поэтому выходной сигнал ДЧ пропорционален отклонению частоты от номинальной, а его полярность uпределяется направлением этого отклонения. При понижении частоты обмотки управления 9-10 и 11-12 подмагнитят ДМУ, сработает электромагнит УА и откроет золотник гидроусилителя, который сместит топливную рейку до полной компенсации отклонения частоты от номинальной. При этом подмагничивание ДМУ прекратится, УА потеряет питание и гидроусилитель прекратит работу.
Датчик активного тока практически не отличается от датчика типа УРЧН-IД. В цепь дополнительно включена отрицательная обратная связь от поворотного трансформатора TR, связанного кинематически с гидроусилителем. В установившемся режиме напряжение TR уравновешивает выходное напряжение ДТ. При набросе активной нагрузки обмотки управления 5-6 и 7-8 подмагничивают ДМУ, и гидроусилитель переместит топливную рейку в положение, соответствующее новой нагрузке, после чего поворотный трансформатор ТR своим напряжением скомпенсирует сигнал ДТ. ДМУ АРЧ имеет дополнительную обмотку смещения 13-14 и обмотку положительной обратной связи по току нагрузки 15-16.
Двухимпульсный электрический АРЧ по сравнению с электромеханическим повышает качество процесса регулирования частоты и устойчивость распределения активных нагрузок методом мнимостатических характеристик.
Определение расчетных токов в фидере компрессора кондиционирования воздуха. Выбор кабелей, коммутационной защитной и распределительной аппаратуры на основании расчета, проверка кабеля на потерю напряжения
Условия:
Потребитель – мощностью Р = 37 кВт.
Режим работы – непрерывный.
Участок 1 – L1=17 м.
Уч-к 2 – L2=42 м.
Уч-к 3 – L3=9 м.
Способ монтажа кабеля по участкам:
L1 – однорядная пучковая прокладка.
L2 – многорядная пучковая прокладка.
L3 – автономная прокладка в трубе длиной более 1,3 м
Температура в МКУ 47 С0, в остальных помещениях не превышает расчетной , места контактирования на шинах ГРЩ необработанные.
На I участке:
Поправки с учетом прокладки и режима работы:
I’расч. = Iрасч./(k1 × k2)=802 А, где
k1=0,9 - коэф.,учитывающий способ прокладки (однорядная пучковая),
k2== 1 - коэф.,учитывающий режим работы (непрерывный [24ч]).
С учетом температурного режима:
I’’расч.=I’р/k q =951 А, где kθ - температурный коэф.
, температурный коэф.
На II участке:
kз=0,85 - коэф. загрузки потребителя,
Pн=37 кВт - номинальная мощность потребителя,
Uн=380 В - напряжение сети,
hн =0,9 - номинальный К.П.Д. потребителя
cos j=0,89 - номинальный коэф. мощности потребителя.
С учетом прокладки и режима работы:
I’расч. = Iрасч./(k1 × k2)= 98,3А, где
k1=0,6 - коэф., учитывающий способ прокладки (многорядная пучковая),
k2=1 - коэф., учитывающий режим работы (непрерывный).
С учетом температурного режима:
I’’расч.=I’расч /k q =65,5А, где
, температурный коэф.
На III участке:
kз=0,85 - коэф. загрузки потребителя,
Pн=37 кВт - номинальная мощность потребителя,
Uн=380 В - напряжение сети,
hн =0,9 - номинальный К.П.Д. потребителя
cos j=0,89 - номинальный коэф. мощности потребителя.
Поправки с учетом прокладки и режима работы:
I’расч. = Iрасч./(k1 × k2)=73,8 А, где
k1=0,8 - коэф.,учитывающий способ прокладки (автономная в трубе L более 1,3м),
k2== 1 - коэф., учитывающий режим работы (непрерывный [24ч]).
С учетом температурного режима:
I’’расч.=I’р/k q=49,2 А, где kθ - температурный коэф.
, температурный коэф.
Выбор кабелей.
Произведем выбор кабелей для заданной трассы питания электропривода насоса рефрижератора трюмов с учетом режимов работы кабелей под нагрузкой, особенностей прокладки трассы и фактической температуры окружающей среды.
На 1 участке: I’’расч.= 951 А
По этому току из таблиц выбираем ближайшее большее значение допустимого тока: Iдоп=325А для кабеля КНР 3 
240 мм2 ,число кабелей = 3
На 2 участке: I’’расч.= 65,5 А
По этому току из таблиц выбираем ближайшее большее значение допустимого тока: Iдоп =79А для кабеля КНР 3 25 мм2.
На 3 участке: I’’расч.= 49,2 А
По этому току из таблиц выбираем ближайшее большее значение допустимого тока: Iдоп =60А для кабеля КНР 3 16 мм2.
Выбор пуско-регулирующей и защитной аппаратуры.
В соответсвии с заданием необходимо выбрать для участка судовой сети (рис. 1) автоматические выключатели и пускорегулирующую аппаратуру электродвигателя.
Определение расчетного тока
Выбор шин
Выбираем медные, сплошные, окрашенные шины из справочника по допустимому току нагрузки со следующими размерами (допустимый ток - Iдоп. = 860 А): ширина: а = 50 мм;толщина: b = 5 мм .
Выбор аккумуляторов
Выбор аккумуляторов состоит из двух задач:
5. выбор типа аккумулятора, соответственно заданным условиям эксплуатации
6. определение ёмкости аккумуляторной батареи для питания заданных потребителей электроэнергии.
Исходные данные:
средний пусковой разрядный ток – 340 А
кол-во пусков - 7
напряжение - 12 В,
время одного пуска - 6 с.
Выбор аккумулятора :
1) Рассчитаем ёмкость АБ: САБ = 
= 
=3,96 А 
ч
2) С’АБ= САБ/(к1к2)=3,96/0,85*0,9=5,2 А 
ч
3) Для обеспечения этой ёмкости и напряжения 12В выбираем аккумуляторную батарею типа 6СТК-135.
Данные аккумуляторной батареи 6СТК-135 :
7. Число аккумуляторов в батареи: 6
8. Номинальное напряжение : 12 В
9. Ток разряда : 340 А (для стартерного режима )
10. Ёмкость: 28,3 А ч
Расчет тока КЗ.
Начальное значение сверхпереходной составляющей тока КЗ от генератора:
; где
Е0’’* - начальное значение сверхпереходной ЭДС принимаем равной 1.
Ударное значение тока КЗ, возникающее примерно через 0,01сек после начала КЗ:
где
g=0,76 - коэффициент характеризующий затухание периодической составляющей тока КЗ (определяем по рис.2.7.19. из спр. Суд. Электротехн. Том1. Под ред. Г.И. Китаенко);
- ударный коэффициент (по полному сопротивлению по графику рисунка 10.13 Баранов А.П. “САЭЭС”).
Та=0,72
Ударный ток КЗ от генератора:
Действующее значение тока КЗ от генератора:
Ток подпитки от асинхронных двигателей:
где
Ед’’*=0,9 - сверхпереходная ЭДС эквивалентного АД;
- остаточное напряжение на шинах ГРЩ;
- полное сопротивление II-ого участка.
- полное сверхпереходное сопротивление эквивалентного АД и линии.
Номинальный ток эквивавалентного АД:
, где
Pд.э.=0,75Рн.г. - номинальная мощность эквивалентного АД.
Ударный ток КЗ от асинхронных двигателей:
Суммарный ударный ток в точке КЗ:
Суммарное действующее значение ударного тока КЗ от генераторов и эквиввалентного АД:
где
- ток подпитки, приведенный к базисному, где
- базисный ток.
Полученные значения ударного тока КЗ и его действующее значение в точке КЗ будут использоваться в дальнейших расчетах и проверках элементов СЭЭС.
Список использованной литературы
1. Лейкин В.С., Михайлов В.А. “Автоматизированные электрические системы промысловых судов”
2. Баранов А.П. “Судовые автоматизированные электроэнергетические системы”
3. Роджеро Н.П. “Справочник судового электромеханика и электрика”
4. Лейкин В.С. “Судовые электрические станции и сети”
5. Брунав Я.П., Татьянченко Ю.Г. “Судовые электрические сети”
6. Китаенко Г.И. “Справочник судового электротехника в трех томах”
7. Крепак А.П. “Судовая светотехника”
8. Хайдуков О.П., Дмитриев А.Н., Запорожцев Г.Н. “Эксплуатация электроэнергетических систем морских судов”
9. Хатылов А.А. “Курс лекций по САЭЭС”
Краткая характеристика судна, его основные режимы работы.
«Антиас» - специализированный среднетоннажный ярусник-морозильщик немецкой постройки.
Конструктивная специализация ярусоловов связана с особенностями орудий и районов промысла. В основном это суда длиной около 30 - 50 м, шириной 7 - 11 м, имеющие, как правило, два люка (в борту и в транце) для вымета и выборки яруса. В последнее время все шире начинают применяться суда с выборкой яруса через отверстие в днище судна (система “moon pool”), что позволяет увеличить улов на 10 - 20 % [21].
По обобщению технических характеристик судов ярусного лова 1970-2002 годов постройки: при длине 25 - 50 м мощность главного двигателя (ГД) типового судна – 500 - 1300 кВт, иногда суда оборудованы успокоителями качки и подруливающим устройством, экипаж 10-27 человек. Могут иметь ограниченный или неограниченный район плавания.
Тип судна: Рыболовное. Ярусный лов, рыбообработка, холодильная установка.
Класс судна : KM* Ice1 AUT2 fishing vessel
Порт приписки:
Петропавловск - Камчатский
Место и год постройки:
Германия, 07.09. 1993г.
Основные характеристики судна
- дедвейт 808т
- мощность ГД 1*1600кВт
- количествово и мощность генераторов(кВт каждого) 1* 560 2* 291
- Количествово и тип движителя 1-Винт регулируемого шага
- водоизмещение 1827 т
- осадка 5,06м
- длина расчетная 104,5м
- длина габаритная 52,5м
- ширина габаритная 11,5м
- ширина на миделе16м
- высота борта до палубы переборок7,4м
- осадка по КВЛ5,7м
- высота борта 8,05м
- скорость 12,3 узлов
Расчетная часть.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 195.
