Расчет судовой электростанции и сетей для судна класса лесовоз

          Предпочтения отдаются типовым схемам СЭЭУ. Для проектируемого судна выбираю схему станции с одной системой секционированных сборных шин, так как она лишена недостатков присущих станциям с одной не секционированной системой сборных шин, т.е. при выводе из работы одной секции остальные остаются в работе, а значит отключаются лишь те приемники, которые подсоединены к выведенной из работы секции. В то же время она проще и дешевле схемы с несколькими системами сборных шин. ГРЩ состоит из 3-х секций. Секционирование шин обеспечивается автоматическими воздушными выключателями (QF1, QF2). Схема позволяет обеспечивать параллельную работу генераторов, питание соответствующих приемников от шин ГРЩ и АРЩ, питание потребителей от береговой сети.

          АРЩ получает питание, при работе  основной СЭС, от 2-х секций ГРЩ по двум фидерам через устройство автоматического переключения питания (УАПП), которое исключает возможность одновременной подачи питания по двум фидерам.

          При выходе из строя основной СЭС, АРЩ получает питание от АДГ. В схеме предусмотрены блокировки, исключающие подачу питания с АРЩ на ГРЩ, при работе от АДГ, и несинхронное включение основного и аварийного генераторов.

          Предусмотрено деление ГРЩ на  панели: генераторные, распределительные  и  управления, каждый генераторный  и секционный АВВ имеет отдельную  панель.

          Распределение по РЩ производится  по функциональному признаку, например: механизмы МКО, палубные механизмы  (левый и правый борта) и  т.д. По такому же способу  делятся и распределительные  панели ГРЩ.

          Крупные ответственные потребители  получают питание непосредственно  от шин ГРЩ.

          Вторичные РЩ питаются от ГРЩ по фидерам через фидерные АВВ.

          Для обеспечения надежности питания одноименных потребителей, они подключаются к разным секциям ГРЩ (если речь идет об ответственных потребителях) и к различным РЩ (если речь идет о менее ответственных потребителях). Ответственные потребители получают питание от ГРЩ через АВВ, другие потребители питаются от РЩ через пакетные выключатели в комплекте с предохранителями. Например, шлюпочная лебедка, чтобы шлюпку не разбило о борт во время качки, в случае необходимости ее спуска и подъема. Такие потребители подключаются к РЩ через АВВ.

          Для уменьшения нагрева шин  при протекании по ним электрического  тока, наиболее крупные потребители  подключаются ближе к источникам  электроэнергии.

          Схема главного тока показана  на Рис.4.

          Ниже описаны все секции:

1. секция СШ ГРЩ,

• шпиль №1 (1 шт.), ;
• пожарный насос №1 (1 шт.), ;
• масляный насос главного двигателя (ГД) №1 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос пресной воды ГД №1 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос забортной воды ГД №1 (1 шт.), ;

• РЩ №1:

• шлюпочная лебедка №1 (1 шт.), ;
• шлюпочная лебедка №2 (1 шт.), ;
• траповая лебедка №1 (1 шт.), ;
• траповая лебедка №2 (1 шт.), ;

• РЩ №2:

• производственная вентиляция №1,2,3 (3 шт.), ;
• механизмы мастерской №1 (1 шт.), ;
• механизмы мастерской №2 (1 шт.), ;
• санитарный насос №1 (1 шт.), ;
• провизионная рефрижераторная установка №1 (1 шт.), ;

• РЩ №3:

• вентиляция МКО №1 (1 шт.), ;
• вентиляция МКО №2 (1 шт.), ;
• общесудовая вентиляция №1,2 (2 шт.), ;
• провизионная рефрижераторная установка №2 (1 шт.), ;
• насос опреснительной установки №1 (1 шт.), ;

• РЩ №4:

• питательный насос вспомогательного котла №1 (1 шт.), ;
• форсуночный насос вспомогательного котла №1 (1 шт.), ;
• сепаратор топлива №1 (1 шт.), ;
• сепаратор масла №1 (1 шт.), ;
• топливный насос расходной цистерны №1 (1 шт.), ;

          Суммарная мощность потребителей .

2. секция СШ ГРЩ,

• шпиль №2 (1 шт.), ;
• брашпиль №1 (1 шт.), ;
• пожарный насос №2 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос пресной воды ГД №2 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос забортной воды ГД №2 (1 шт.), ;
• воздушный компрессор №1 (1 шт.), ;

• РЩ №5:

• валоповоротное устройство (1 шт.), ;
• санитарный насос №2 (1 шт.), ;
• сварочный агрегат №1 (1 шт.), ;
• механизмы мастерской №3 (1 шт.), ;
• производственная вентиляция №4,5,6 (3 шт.), ;

• РЩ №6:

• питательный насос вспомогательного котла №2 (1 шт.), ;
• сепаратор топлива №2 (1 шт.), ;
• сепаратор масла №2 (1 шт.), ;
• топливный насос расходной цистерны №2 (1 шт.), ;

          Суммарная мощность потребителей .

3. ескция СШ ГРЩ,

• шпиль №3 (1 шт.), ;
• масляный насос главного двигателя (ГД) №2 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос пресной воды ГД №3 (1 шт.), ;
• охлаждающий насос забортной воды ГД №3 (1 шт.), ;
• баластно-осушительный насос №1 (1 шт.), ;
• воздушный компрессор №2 (1 шт.), ;
• рулевое устройство №1 (1 шт.), ;

• РЩ №7

• грузовая лебедка №3,4 (2 шт.), ;
• грузовая лебедка №5,6 (2 шт.), ;
• грузовая лебедка №1,2 (2 шт.), ;
• АШЛ (2 шт.), ;
• АШЛ (2 шт.), ;

• РЩ №8:

• провизионная рефрижераторная установка №3 (1 шт.), ;
• вентиляция МКО №3 (1 шт.), ;
• общесудовая вентиляция №3,4 (1 шт.), ;
• суммарная мощность прочей моторной нагрузки, ;

• РЩ №9:

• производственная вентиляция №7,8 (2 шт.), ;
• зарядный агрегат аккумуляторных батарей №1 (1 шт.), ;
• механизмы мастерской №4 (1 шт.), ;
• механизмы мастерской №5 (1 шт.), ;

     Суммарная мощность потребителей .

 

4. секция СШ ГРЩ,

• освещение МКО;
• освещение палуб;
• освещение кают;
• прожекторы;
• радиооборудование;
• камбуз;
• бытовые помещения;

5. секция СШ АРЩ,

• зарядный агрегат аккумуляторных батарей №2 (1 шт.), ;
• аварийный пожарный насос (1 шт.), ;
• радио и навигационное оборудование, ;
• воздушный компрессор №2 (1 шт.), ;
• баластно-осушительный насос №2 (1 шт.), ;
• рулевое устройство №2 (1 шт.), ;

          Суммарная мощность потребителей .

6. секция СШ АРЩ,

• суммарная мощность прочей моторной нагрузки, ;
• большое аварийное освещение;
• СОО.

          Питание от АБ:

• малое аварийное освещение;
• сигнально-осветительные огни;
• авральная сигнализация;
• пожарная сигнализация;
• освещение мест посадки в шлюпки;
• клинкетные двери.

          В схеме главного тока получилось 10 распределительных щитов, каждая  из которых подключена к 3-м  секциям ГРЩ через АВВ. Некоторые  малоответственные потребители  подключаются с помощью предохранителей в комплекте с пакетными выключателями. Особо ответственные потребители, например, автоматическая швартовая лебедка, пожарный насос, брашпиль и т.д. подключены к секциям напрямую.

          ГРЩ  подключены к ГРЩ по двум независимым фидерам, каждый из которых соединен через трансформатор с отдельной секцией ГРЩ .

          К каждой из 3-х секций подключен генератор, что делает ее независимой от других.

 

7. Выбор оборудования схемы главного тока ЭЭС судна.
1. Выбор шин распределительных щитов.

          Сечение шин определяют исходя  из максимально допустимой температуры  нагрева, которая для медных  шин составляет . Для этого находят для самого напряженного режима работы СЭС расчетные токи в наиболее нагруженных участках шин. Такие участки находятся справа и слева от точек присоединения генераторов к шинам. Так как нагрузка шин распределена так, что от точки присоединения генераторов она примерно одинакова, ток шин с учетом допустимой двадцати процентной неравномерности распределения нагрузки по их длине определяю по формуле:

 

         Максимальный ток шин:

,

где

где предельная допустимая температура нагрева шин,

     фактическая температура внутри ГРЩ,

      расчетное значение температуры окружающей среды.

          Выбор шин должен удовлетворять  условию:

 

,

где h – высота шины,

       b – ширина шины.

         По каталогу, приведенному в [5,81] выбираю шинопровод типа ШМА4-1250:

 ; b =8 мм; h=140 мм.

          Расстояние между шинами соседних  фаз:

.

          Расстояние между опорами:

l=800  мм. Оно равно ширине панели ГРЩ, которая стандартизирована. Ширина панели примерно равна генераторному автомату.

          Проверку шин на механический  резонанс производят путем определения  свободных колебаний шин:

 

т.к. не входит в диапазон 40-60 и 90-110 Гц , то считаю, что проверку на механический резонанс шинопровод прошел.

2. Расчет и выбор кабелей.

          Выбор кабелей включает определение  его марки и сечения, а также  проверку кабеля на потерю  напряжения и термическую стойкость  к току КЗ.

          Сечение кабелей выбирают по  расчетному току . Расчетный ток генератора 3-х фазного переменного тока определяется через его паспортные данные по формуле:

 

          Расчетный ток отдельного приемника  находится по выражению:

 

 коэффициент загрузки  приемника, для силовых трансформаторов  принимается равным еденицы.

          Расчетный ток фидера, питающего  РЩ, находится по формуле:

 

где n – количество приемников, присоединенных к этому РЩ;

      коэффициент одновременности работы этих приемников.