Курсовая работа: Проектирование электропитания на судне

Исходя из рекомендаций, выбираем максимальное сечение трехжильных кабелей не выше 3x240 мм2. Минимально допустимое сечение жил кабелей и проводов соответственно равно 1 мм2. Сечение жил кабеля определяем с помощью таблиц норм нагрузки на электрические кабели и провода [2,приложение 10] и [6, таблица 5.4] по величине расчетного тока кабеля Iрасч.

Исходя из составленной однолинейной схемы распределения электроэнергии, определяем необходимое количество автоматических выключателей для каждого щита, которое не должно превышать 12. По справочнику [6, таблица5.2.3] определяем тип распределительного щита.

По примеру для рулевой машины выбираем кабель КНРП, как для ответственного потребителя. По Iрасч = 31,70 А, выбираем кабель 3хфазный сечением 4мм2(3х4) и генераторный автомат А3714СР с комбинированным расцепителем на номинальным током максимального расцепителя 32А.

8. Проектирование схемы распределения электроэнергии

8.1 Схема коммутации ГРЩ

Однолинейная схема коммутации ГРЩ обеспечивает:

-  параллельную и раздельную работу генераторов на свои секции сборных шин;

-  питание через трансформаторы секции потребителей 220 В;

-  питание секции второстепенных потребителей при выключении любого из генераторов;

-  питание с берега;

-  связь ГРЩ с аварийным распределительным щитом;

Схема включает в себя следующие элементы:

-  сборные шины ГРЩ, разделенные на секции (генераторные, потребителей);

-  генераторные кабели со своими автоматическими воздушными выключателями (АВВ);

-  секционные АВВ либо разъединители;

-  перемычки с переключателями;

-  трансформаторы 380/220;

-  фидер берегового питания;

-  фидер, связывающий ГРЩ с аварийным распределительным щитом;

-  аварийный распределительный щит с секциями 380В и 220В и потребителями, получающими питание от него согласно правилам Регистра РФ;

-  контакторы, отключающие секции малоответственных потребителей.

8.2 Схема распределения электроэнергии

Следующим этапом проекта является разбивка потребителей, указанных в таблице нагрузок, по фидерам. Данные сводятся в таблицу «РЩ». При этом руководствуемся Правилами Регистра РФ, в котором содержатся указания по разбивке фидеров ответственных потребителей по секциям сборных шин, ГРЩ. Разбивку производим с учетом равномерности нагрузки каждой секции. Компоновка потребителей по распределительным щитам (РЩ) производится с учетом их назначения (например, щит вентиляции трюмов и т.д.), а также расположения потребителей на судне (например, щит, обеспечивающий питание сепараторов и насосов МКО, щит освещения МКО и т.д.). Все фидеры на схеме пронумерованы согласно нумерации в таблице «РЩ».

8.3 Выбор силовых кабелей и шин распределительных устройств

Передача электроэнергии от генераторов до главного распределительного щита и от главного распределительного щита до потребителей осуществляется кабелями.

При выборе типа кабеля учитываем условия, в которых будет работать кабель. Из условия монтажа на судах и с учетом механической прочности существующими правилами и нормами определяются максимальные и минимальные сечения кабеля, допустимые к прокладке.

Расчет кабельной сети включает в себя следующие этапы:

-  определение рабочих токов в кабелях;

-  выбор сечения кабелей с учетом условий прокладки;

-  определение потери напряжения в кабельной сети.

Сечение жил кабеля определяется с помощью таблиц норм нагрузки на электрические кабели и провода (приложение10 [2]) по величине расчетного тока кабеля по формуле:

(25)

где Iраб – действительный ток, протекающий по кабелю;

К1 – коэффициент, учитывающий уменьшение допустимой нагрузки кабеля в связи с ухудшением теплоотдачи:

К1 = 0,8 – для двухрядных пучков;

К2 – коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля, определяемый по формуле:

(26)

где t3 – суммарное время работы кабеля под нагрузкой.

 (для генератора)

Выбор кабеля по напряжению сводится к сопоставлению номинального напряжения, под которым находится кабель, Uк с номинальным напряжением кабеля Uк.н. При этом должно выполняться условие:

(27)

Потери напряжения в трехфазной сети переменного тока без учета индуктивного сопротивления кабеля можно определить по формуле:

 (28)

где – I н cosj - номинальная активная составляющая тока приемника

l – длина кабеля в метрах;

g – удельная проводимость меди;

S – сечение жилы кабеля в мм2;

U – линейное напряжение сети, В.

(для генератора)

Правилами регламентируются потери напряжения от ГРЩ до каждого потребителя. В настоящее время действуют следующие нормы потерь напряжения на кабелях:

-  от генератора до ГРЩ – не более 1%;

-  от ГРЩ до потребителей;

-  освещения – не более 5% при Uн > 30 В и не более 10% при Uн £ 30 В;

-  силовых потребителей – не более 7% при длительном режиме работы и не более 10% при кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы;

-  щита радиостанции и кабеля для зарядки аккумуляторных батарей – не более 5%.

Длину генераторного кабеля принимают равной 10 метрам.

Выбор шин распределительного устройства производят исходя из наибольшего длительного тока нагрузки на шины, определяемого по формуле:

(29)

где Кн.з. = 1,15 – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки шин по длине;

n – число установленных генераторов.

Величина расчетного тока определяется с учетом температуры окружающей среды (внутри ГРЩ). При водозащищенном исполнении щита температура воздуха внутри щита составляет 52- 560С. Расчетный ток находится по формуле:

(30)

где Qсреды – температура окружающей среды;

900 – максимально допустимая длительная температура нагрева шин.

По расчетному току выбираем сечение шин по таблицам допустимых норм нагрузки на медные шины [2].

Расчетные значения токов кабелей, их марки и сечения заносим в таблицу «РЩ».

8.4 Заполнение таблицы «РЩ»

В таблице «РЩ» выполняем следующее:

-  Указываем название рассчитываемого щита (РЩ);

-  В столбец «Наименование потребителя/фидера» вводим наименование потребителей, получающих питание от данного щита (Рулевая машина);

-  В столбце «Номер фидера» указываем номера фидеров питания потребителей в соответствии с нумерацией на однолинейной схеме коммутации ГРЩ (17);

-  В столбце «Номер автомата» указываем номера автоматов фидеров питания потребителей в соответствии с нумерацией на однолинейной схеме коммутации ГРЩ (QF11);

-  В столбце «Номинальная мощность» указываем соответствующие номинальные мощности потребителей (13кВт);

-  В столбце «Напряжение сети/генератора» указываем напряжение питающей сети (380В);

-  В столбец «Номинальный КПД» вводим соответствующие значения для потребителей (87,5);

-  В столбец «Номинальный коэффициент мощности» вводим соответствующие значения для потребителей (0,89);

-  Для потребителей, в соответствующих столбцах, указываем коэффициент загрузки самого напряженного режима работы (0,92) и номинальный ток (22,19 А);

-  В столбец «Коэффициент уменьшения допустимой нагрузки кабеля» вводим соответствующие значения коэффициента для потребителей (0,8);

-  В столбец «Коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля» вводим соответствующее значение (1,0);

-  В столбце «Режим работы кабеля» указано условное обозначение режима работы кабеля, П – продолжительный, К – кратковременный, ПВ – повторно-кратковременный;

-  Указываем тип и сечение кабеля в соответствующем столбце (КНРП 3´4);

-  Для потребителей указываем значение коэффициента апериодической составляющей пускового тока в соответствующем столбце (1,3);

-  В столбец «Минусовой допуск на ток срабатывания в зоне КЗ» вводим соответствующие значения для потребителей (для рулевой машины: 0,1);

-  Во все оставшиеся незаполненными ячейки заполняем символом «-».

-  Потери напряжения на кабеле рассчитываются автоматически.

9. Выбор аппаратуры защиты

Электрические сети во всех ответвлениях имеют защиту от К.З. и перегрузки. Защита от перегрузки не требуется для фидеров питания приемников, имеющих защиту от перегрузки, для фидеров питания некоторых ответственных приемников (рулевое устройство, электроприводы палубных механизмов и др.), а также для фидеров питания распредустройств и перемычек, если питаемые по этим фидерам приемники имеют индивидуальные устройства защиты от перегрузки.

Защита от К.З. осуществляется максимальными расцепителями тока, встроенными в автоматические выключатели, или предохранителями.

Автоматические выключатели или аппараты СЭС выбираются по условиям длительной работы в номинальном эксплуатационном режиме и проверяются по токам короткого замыкания.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6