судовые автоматизированные электроэнергетические системы

ВВЕДЕНИЕ

В данном проекте рассчитывается судовая электроэнергетическая система сухогрузного теплохода.
За основу взят проект ФИН 100/800 с использованием новых серий электродвигателей.
Основные данные:
Класс регистра – КМ ЛЗIIСП
Длина – 81,00 (м)
Ширина – 11,96 (м)
Надводный габарит (в балласте) – 13,20 (м)
Головные дизеля – 6NVD 48A-2U
Количество – 2
Номинальная мощность – 210 л.с.
Частота вращения – 375 (мин-1)
Пуск – воздушный
Эл. станция: Д-Г – ДГА 50-9
Количество – 3
Дизель – 6Ч 12/14
Мощность – 80 (э.л.с.)
Частота вращения – 1500 (об/мин)
Пуск – электростартерный
Генератор – МСС 83-4
Род тока – переменный
Напряжение – 400 (В)
Мощность – 50 (кВт)

 
1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СЭС И ВЫБОР ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ

Расчет сведен в таблицу 1.
Для расчета использовались следующие формулы:
1.1 Коэффициент использования:

k_и=Р_(м ном)/Р_(д ном)

1.2 Коэффициент загрузки механизма:

k_з=Р_м/Р_(м ном)

1.3 Коэффициент одновременности работы однотипных механизмов:

k_о=n^'/n

где n^' – количество работающих механизмов;
n – количество однотипных механизмов.

1.4 Общий коэффициент одновременности

k0 = 0,9…1,0 – для постоянно работающих потребителей;
k0 = 0,5…0,8 – для периодически работающих;
k0 = 0,1…0,4 – для эпизодически работающих.



1.5 Активная мощности для одного потребителя, кВт:

Р_а=(k_и⋅Р_(д ном))/η_(д ном) =Р_(м ном)/η_(д ном)

1.6 Реактивная мощность для одного потребителя, кВт:

Q=(Р_(д ном)⋅tgϕ_(д ном))/η_(д ном)

1.7 Активная и реактивная мощности потребителей для данного режима работы судна:

Р_реж=k_о⋅k_м⋅n⋅Р (кВт)
Q_реж=k_о⋅n⋅Q (кВт)

1.8 Общая потребная мощности электроэнергии по каждому режиму:

Р_об="1,05" ∑▒〖(k_(о^' ) 〗 ∑▒〖Р_реж)〗,(кВт)
Q_об="1,05" ∑▒〖(k_(о^' ) 〗 ∑▒〖Q_реж)〗,(кВт)

1.9 Полная потребная мощность, кВ·А:

S_об=√(Р_об^2+Q_об^2 )




1.10 Средневзвешенный коэффициент мощности:

cos⁡〖ϕ_(ср.в) 〗=Р_об/S_об

Так как cos⁡〖ϕ_(ср.в) 〗>cos⁡〖ϕ_(ср.ном) 〗, то мощность генератора для каждого режима выбирается по активной мощности.

 
2 ОБОСНОВАНИЕ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ

По Российскому Речному регистру напряжение на выводах источников электрической энергии, предназначенных для питания судовой сети, не должно превышать 400 В.
Принимаем напряжение:
генераторов, В: 400
приемников, В: 380
Род тока, А: переменный
Частота тока, Гц: 50
Принимаем Uг = 400 В и Uприем = 380 В, т.к. Руководящий Технический Материал (РТМ) рекомендует такие значения при мощности источников до 50 кВт.


 
3 ВЫБОР САРН СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

3.1 Выбранный генератор

Тип: МСК 83-4
Мощность:
полная Sном, кВ·А: 62,5
активная Рном, кВт: 50,0
Напряжение Uном, В: 400
Сила тока Iном, А: 91
Сопротивления, Ом:
активное rа: 0,0296
по продольной оси:
Хd: 2,081
Хd: 0,21
Хd: 0,143
Постоянные времени:
Тd: 0,128
Тd: 0,003
Частота тока, Гц: 50
Коэффициент мощности cos⁡〖ϕ_ном 〗: 0,8
Частота вращения η_ном, об/мин.: 1500