П.П. Селиванов, В.И. Клеутин
Судовые электроэнергетические системы
Омск 2011
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Омский институт водного транспорта (филиал)
Федерального государственного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
«Новосибирская государственная академия водного транспорта»
Кафедра электротехники и электрооборудования
П.П. Селиванов, В.И. Клеутин
Судовые электроэнергетические системы
Методические указания и задания к выполнению контрольной работы
Омск 2011
УДК 629.02.006
ББК 38.56
С 29
Рецензент:
И.Г. Малахов, к.т.н., доцент кафедры СТД Омского института водного транспорта (филиал) ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»
Работа одобрена на учебно-методическом совете филиала в качестве методических указаний к выполнению контрольной работы по дисциплине «Судовые электроэнергетические системы»
Селиванов, П.П., Судовые электроэнергетические системы [Текст]: метод. указания и задания к выполнению контрольной работы / П.П. Селиванов, В.И. Клеутин. – Омск: Омский институт водного транспорта (филиал) ФГОУ ВПО «НГАВТ», 2010. – 30с.
Методические указания и задания по выполнению контрольной работы по предмету «Судовые электроэнергетические системы» составлены на основании учебного плана Селивановым П.П. и Клеутиным В.И. и предназначены для студентов-заочников 5 курса специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».
Селиванов П.П., Клеутин В.И., 2011
ОИВТ (филиал) ФГОУ ВПО «НГАВТ», 2011
СОДЕРЖАНИЕ
1. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ......................... 4
2. РАСЧЁТ СУДОВОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ (см. задание 2).......................... 7
3. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (задание 3)..................... 12
РАСЧЁТ МОЩНОСТИ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Расчёт мощности судовой электростанции в инженерной практике может быть выполнен тремя методами: аналитическим, табличным и вероятностным. Так как нагрузка генераторов судовой электростанции (СЭС) определяется в любой момент времени количеством и мощностью работающих потребителей электроэнергии, а это зависит от особенностей эксплуатации судна в различных навигационных условиях (район плавания, погоды, время суток, вида груза, скорости хода и т.п.), отсюда вытекает, что характер изменения потребления электроэнергии носит случайный характер, т.е. относится к категории случайных процессов, описать которые можно только с использованием теории вероятности, но вероятностный метод ещё не достаточно разработан для инженерной практики.
Табличный метод имеет самое широкое распространение, но требует полного списка потребителей электроэнергии, поэтому применяется при расчётах в техническом проектировании.
При эскизном проектировании, когда ещё все потребители не определились, а необходимо сделать предварительный выбор генераторных агрегатов, применяют аналитический метод, который основан на большом количестве статистического материала работающих судов. В контрольной работе предлагается использовать этот метод.
Этот метод основан на предположении зависимости мощности СЭС от мощности главных двигателей в ходовом режиме судна, а на стоянке – от дедвейта судна и грузовых операций.
Ходовой режим,
где N – мощность главных двигателей, кВт
– мощность наибольшего потребителя электрической нагрузки (обычно мощность пожарного насоса), кВт
На судах с высокой степенью электрификации (суда большого водоизмещения, пассажирские и туристические суда и т.п.)
где – мощность камбузного оборудования, кВт
– мощность вентиляции, кВт
– мощность климатической установки, кВт
– для сухогрузных речных судов.
Стоянка без грузовых операций.
где D – дедвейт, т.
Стоянка с грузовыми операциями.
где , кВт
n – количество лебёдок
– грузоподъемность лебёдки, кг
– скорость подъёма груза, м/с
– для речных судов
где n – количество лебёдок
– суммарная мощность лебёдок, приведённая к ПВ = 40%.
Маневровый режим.
где – мощность брашпиля (носовых шпилей), кВт
– мощность компрессора для судов с воздушным пуском.
Аварийный режим.
Данные для расчёта необходимо взять в табл.1 задания.
После расчёта нагрузок следует приступить к выбору генераторов, при этом необходимо руководствоваться следующими положениями:
1.1. Генераторы следует выбрать из ряда бесконтактных (бесщёточных) типа БГ и 2СН, при крайней необходимости можно применять генераторы МСК, МСС или ГСС (см. приложение 1);
1.2. Загрузка генераторов должна составлять (70…80)% Рном, и только при кратковременных режимах коэффициент может быть снижен до (30…40)% Рном. Например у буксировщиков, у которых ходовое время составляет (80…90)% на стоянке генератор может иметь низкий коэффициент загрузки.
1.3. Желательно чтобы все генераторы были однотипные, и их количество не превышало четырёх единиц.
1.4. Регистр рекомендует применять параллельную работу генераторов даже тогда, когда все режимы работы СЭС обеспечиваются работой одного генератора. Параллельная работа в этом случае нужна для бесперебойного обеспечения потребителей в момент перехода с одного генератора на другой.
1.5. Правила Российского речного регистра и Российского морского регистра судоходства требует наличие резервного генератора, который обеспечивал бы судно электроэнергией в ходовом, маневровом и аварийном режимах при выходе из строя одного основного генератора.
1.6. Так как в процессе длительной эксплуатации судна обычно устанавливают дополнительные потребители, то генераторы должны выбираться с запасом по мощности.
1.7. При выборе генераторов обычно намечают несколько вариантов и отбирают тот, который более экономически целесообразен, т.е. сравнивают капитальные и эксплуатационные расходы, того и другого вариантов.