Курсовая работа: Проектирование электропитания на судне

Выбор аппаратуры заключается в сравнении напряжения и наибольшего длительного рабочего тока той цепи, где предполагается установить данный аппарат, с номинальным рабочим напряжением и током.

Если аппарат предназначается для работы при температуре, превосходящей расчетную, то величина длительного рабочего тока аппарата должна быть уменьшена до значения, рекомендуемого приближенной формулой

(31)

Выбор автоматических выключателей производят исходя из величины номинального напряжения и номинального тока защищаемой цепи Iраб. При этом номинальный ток максимального расцепителя Iн.р. выключателя должен удовлетворять неравенству:

IН.Р. ³ IРаб(32)

Для генераторных автоматов величина Iраб. равна номинальному току генератора Iн.г.

Для секционных автоматических выключателей величина Iраб. рассчитывается по значению мощности, передаваемой через этот выключатель в наиболее тяжелом эксплуатационном режиме.

Приближенно эта величина определяется по формуле:

Iраб = 1,15 Iном (33)

Типы, типоисполнения и значения номинальных токов максимальных расцепителей выбранных АВВ вносим в соответствующие графы таблицы рабочего листа «РЩ».

9.1 Выбор уставок выключателей на ток срабатывания в зоне К.З.

Уставку на ток срабатывания в зоне К.З. выключателей питания электродвигателей выбираем из условия отстройки от ложных срабатываний при пуске электродвигателей по формуле:

(34)

где К ср.н. – уставка на ток срабатывания в зоне К.З. выключателя по ТУ;

К над. = 1,05 – коэффициент надежности;

К доп. = 1,15 – коэффициент, учитывающий плюсовой допуск на величину пускового тока электродвигателя;

К пуск. – кратность пускового тока электродвигателя по ТУ;

Ка – коэффициент, учитывающий величину апериодической составляющей пускового тока (К а=1,3 для систем переменного тока);

d i – минусовой допуск на ток срабатывания выключателя в зоне К.З. Для автоматов типа АК – 50 di = 0,1. Для автоматов типа А – 3000 di = 0,15;

I н.дв. – номинальный ток двигателя;

I н.р.– номинальный ток расцепителя выключателя.

(для рулевой машины)

Принимаем стандартную для А3700 уставку (КСР) = 9

Уставку на ток срабатывания в зоне К.З. генераторных и секционных выключателей, а также выключателей перемычек следует выбирать из условия отстройки указанных выключателей от ложных срабатываний при пусках электродвигателей, синхронизации, переключении нагрузки с одного источника на другой.

Для отстройки секционных и генераторных АВВ, уставку на срабатывание следует принимать в пределах .

Если требуется защитить фидер от тока перегрузки, выбираем выключатель с комбинированным расцепителем.

10 Проверка электрооборудования по режиму короткого замыкания

10.1 Расчет токов К.З.

Расчет токов К.З в судовой электроэнергетической системе выполняется для проверки сборных шин, автоматических выключателей и кабелей некоторых особо ответственных потребителей на устойчивость к действию токов к.з.

Расчет выполняется для наиболее вероятных в судовых САЭЭС и наиболее тяжелых для электрических аппаратов режимов к.з. – глухого трехфазного. Расчет ведется в следующей последовательности:

1.Составление исходной однолинейной схемы фрагмента электроэнергетической системы;

2.Выбор расчетных точек к.з. на этой схеме;

3.Составление расчетной схемы для определения токов к.з.

4.Преобразование расчетной схемы к простейшему виду относительно каждой принятой для расчета точки к.з.

5.Нахождение результирующего (эквивалентного) сопротивления для определения тока к.з.

6.Определение действующего значения периодической составляющей тока к.з. в различные моменты времени по расчетным кривым.

Расчет токов к.з. начинается с составления фрагмента исходной однолинейной схемы электроэнергетической системы, содержащей номинальные параметры всех входящих в нее элементов, а так же предполагаемые для расчета точки К.З. Фрагмент включает в себя все работающие генераторы (исключая резервный), сборные шины и отходящие фидеры.

Составляем схему замещения, содержащую сопротивления всех элементов, входящих в расчетную схему. При этом сопротивления выражаем в относительных единицах по отношению к принятым в расчете базисным условиям.

Базисный ток: (35)

где SБ – мощность всех работающих генераторов кроме резервного.

Величины активных и индуктивных сопротивлений приводятся к базисным величинам:

;

.

Производим преобразование схемы замещения с определением полных (rр и хр) и результирующего сопротивления.

(36)

С помощью расчетных кривых, приведенных на рис.10.3[2] для ранее рассчитанного эквивалентного сопротивления определяется действующее значение тока К.З. для моментов времени t=0 и t=0.01.

Затем находится ударный коэффициент КУД по кривой рис.10.4 [2], и затем ударный ток К.З., посылаемый генераторами, и после определения остаточного напряжения на шинах ГРЩ определяется значения тока подпитки двигателей.

(37)

где ЕДВ = 0,9 – ЭДС эквивалентного электродвигателя в момент К.З.

Z = 0,266 – Сопротивление двигателя и кабеля, соединяющего двигатель с ГРЩ.

DU = I0 ZКАБ – изменение напряжения от ГРЩ до эквивалентного АД.

ZКАБ – полное сопротивление кабеля, отходящего от ГРЩ.

ударный ток К.З., посылаемый генераторами с учетом тока подпитки двигателей:

(38)

Действующее значение тока К.З. определяется:

(39)

Результаты расчетов эквивалентных сопротивлений сводятся в таблицу «Токи КЗ».

10.2 Проверка автоматических выключателей по предельным токам к.з

По предельным токам к.з. автоматические выключатели проверяются на коммутационную способность и термическую стойкость.

Селективные автоматы проверяются по условиям:

-  на динамическую стойкость iуд.расч. < iуд.доп.;

-  на разрывную способность Iрасч. < Iдоп,

где i уд. расч. – расчетный ударный ток к.з. для точки, выбранной с целью проверки селективного автомата;

iуд.доп. – допустимое значение ударного тока к.з. автомата

Iрасч. – расчетное действующее значение тока в момент размыкания дугогасительных контактов автомата;

Iдоп.– допустимое действующее значение тока автомата в момент размыкания дугогасительных контактов

– на термическую стойкость по условию I2Ґ tф < (I2 t)доп.,

где IҐ – установившийся ток к.з.;

t ф – фиктивное время к.з.;

I2Ґ tф – расчетное значение величины, характеризующей термическое действие тока К.З. за время, равное уставке на срабатывание при к.з. для селективного автомата.

(I2 t)доп. – термическая устойчивость по техническим условиям.

Сетевые (установочные) автоматические выключатели и предохранители проверяются только на динамическую стойкость по ударному току к.з.

10.3 Проверка шин на электродинамическую устойчивость

В распределительных щитах САЭЭС применяются медные шины, поскольку алюминиевые имеют низкую механическую прочность и высокую пожароопасность из-за чрезмерного нагрева контактных соединений.

Проверка шин на электродинамическую устойчивость сводится к определению их прочности, способной противостоять механическим усилиям, возникающим при токах К.З. для выполнения этого условия необходимо, чтобы механические напряжения в шине не превышали допустимых значений.

Максимальное расчетное напряжение в шине определяется: sрасч = М/W,

где W – момент сопротивления шин относительно оси, перпендикулярной к действию силы;

М – максимальный изгибающий момент.

(40)

где К = 1,76 – для трехфазного К.З. переменного тока;

КФ = 0,85 – коэффициент, учитывающий форму сечения шин, определяется по рис.8.3[2].

l – длина пролета;

a – расстояние между осями;

b, h – размеры шин.

Расчетное напряжение шин не должно превышать допустимое:

sрасч £ sдоп.

Допустимое напряжение для медных шин равно 14000 Н/см2.

Для выбранных в проекте шин sрасч = 3904 Н/см2 £ sдоп = 14000 Н/см2.

Условия электродинамической устойчивости выполняются.

11. Расчет провалов напряжения

К генераторам переменного тока предъявляются требования по обеспечению поддержания напряжения при сбросе и набросе нагрузки и, особенно, при пуске мощных короткозамкнутых асинхронных двигателей.

Максимальные провалы напряжения ожидаются при прямом пуске самого мощного АД, когда в работе находится один генератор. Для определения величины провала напряжения применяется метод расчетных кривых токов К.З.

Данным методом рассчитывается провал напряжения для каждого последующего момента времени с момента пуска АД. Точность расчета соблюдается в пределах с момента пуска t = 0 до t = 0,5 с. Для последующих моментов времени пуска существенно изменится величина скольжения АД и соответственно его полное сопротивление.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6