Определение мощности судовой электростанции

Во время наименее нагруженного режима судна генераторы могут быть недогружены. Для уменьшения себестоимости вырабатываемой электроэнергии и существенного улучшения работы дизелей, для которых длительная работа с малыми нагрузками вредна, следует устанавливать стояночные дизель-генераторы. Однако опыт показывает, что установка стояночного дизель-генератора меньшей мощности по сравнению с другими

ДГ нецелесообразна, поскольку в промысловом режиме его не используют. А при отказе такого ДГ его приходиться заменять генератором большей мощности, и наоборот, что существенно изменяет значения коэффициентов загрузки.

По требованиям расчетной мощности СЭЭС принимаем к установке три генераторных агрегата (один - резервный) типа МСК 114-4, имеющие следующие параметры:

- частота напряжения: f = 50 Гц,

- полная мощность: S = 500 кВА,

- активная мощность: P = 400кВт,

- напряжение: U = 400 В,

- ток статора: Iст. = 722 А,

- номинальный КПД hном=92.5%

- частота вращения: n =1500 об/мин.

Выбор аварийного дизель-генератора.

Выбираем генератор:

· тип: МСК 91-4

· частота тока: f = 50 Гц,

· полная мощность: S = 94 кВА,

· активная мощность: P = 75 кВт,

· напряжение: U = 400 В,

· ток статора: Iст. = 135,5 А,

· номинальный КПД hном=88,7%

· частота вращения: n =1500 об/мин.

Выбор преобразователей электроэнергии.

Условия выбора трансформаторов:

1. По количеству фаз.

2. По напряжению.

3. По мощности.

По требованиям Регистра трансформаторная подстанция должна обеспечить питание всех приёмников в случае отказа самого мощного. Наиболее часто на судах устанавливают два или три трансформатора равной мощности, подключая их к разным секциям ГРЩ. Выбор мощности трансформаторов для сети освещения производят по режиму наибольшей нагрузки, принято в таблице нагрузок генераторов.

Для расчёта используем следующее соотношение :

, где

n - число трансформаторов;

Sн.т. - номинальная мощность трансформатора;

kо - коэф. одновременности;

kЗ – коэф. загрузки трансформатора;

SPi - суммарная мощность потребителей.

SPi=Ркамб+Росв+Рпрож+Рнагр+Рро+Рэл.нав.=46+38+1,5+27+7,1+5,2=124,8 кВт

Для питания сети освещения и других потребителей рассчитанных на напряжение 220 В, принимаем к установке два трехфазных силовых трансформатор типа ТСЗМ-160 (трехфазный, сухой, защищенный, морской) мощностью 160 кВА, напряжением 380/230 В.

Для запитки радиооборудования и электрорадионавигационных приборов и аварийного освещения от АРЩ принимаем к установке трехфазный силовой трансформатор типа ТСЗМ-40 (трехфазный, сухой, защищенный, морской) мощностью 40 кВА, напряжением 380/220 В.

2. Разработка структурной однолинейной электрической схемы генерирования и распределения электроэнергии

Согласно Правилам Регистра СССР непосредственно от ГРЩ получают питание электроприводы рулевого и якорно-швартовных устройств, насосов пожарных и балластно-осушительных, навигационное оборудование, щиты основного освещения, радиостанция, основные ЭП механизмов силовой установки (компрессоры пускового воздуха, насосы топливный и масляный), грузовые, траловые и шлюпочные лебедки. А также непосредственно от ГРЩ запитываются мощные электроприводы (компрессор системы кондиционирования воздуха, компрессор и насос провизионной установки).

От аварийного распределительного щита получают питание электроприводы аварийного пожарного насоса, производится дублирование питания электронавигационных приборов, радиостанции, аварийного освещения, сигнализации пожарной и СО2.

Через вторичные распределительные щиты питаются: вентиляторы трюмов, насосы бытовых систем, вентиляторы МКО и общесудовые, вентиляторы системы кондиционирования воздуха, механизмы, обеспечивающие работу вспомогательных котлов, испарительная установка, нагревательные устройства, электроприводы рыбообрабатывающих цехов, электроприводы мехмастерской, потребители камбуза и прочая нагрузка.

3. 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=tgb; 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.

 Скачать реферат