Файл: Расчет и выбор потребителей электроэнергии на судне проекта550А.docx

Министерство образования, науки и

молодежной политики Нижегородской области

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение

«Городецкий Губернский колледж»
«Утверждаю»

Зам. директора по УПР

___________________

«___» ________20__г.
Задание на курсовую работу
Обучающемуся 3 курса 317 группы, специальности: специальности 26.02.06Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики.

__________________Круглов Михаил Евгеньевич___________________

^{(фамилия, имя, отчество)}

Тема курсовой работы: «Расчет и выбор потребителей электроэнергии на судне проекта№ 550А

Пояснительная записка:

Введение

1.РАСЧЕТ  МОЩНОСТИ  ОСНОВНЫХ  ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СУДАХ

1.1 Описание судовых потребителей электроэнергии

1.2 Составление табличной формы и расчет электрических параметров оборудования судна проекта №550А

№ п/п	Наименование по­требителей	n	L	Рм кВт	Тип электродвига­теля	Род тока	Рн	КПД %η	COSф	К1	Рп	Q
1	Электродвигатель системы вентиляции	2	24	6	АМ52-4	220В		68,9	0,79
2	Электродвигатель вентилятора насосного отделения	2	24	11	АМ6-2	220В		84,5	0,86
3	Электродвигатель вентилятора бытовых помещений	2	15	2,2	АОМ32-2	220В		70	0,79
4	Электродвигатель вентилятора форпика	1	13	4,5	АМ51-4	220В		64,5	0,76
5	Электродвигатель зачистного насоса	2	12	32	АМ82-4	220В		80,1	0,72
6	Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами	2	25	8	АМ52-5	220В		70,4	0,69
7	Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза	2	12	2,2	АОМ41-4	220В		81,5	0,81

  1   2   3   4   5

---

2. РАСЧЕТЫ НАГРУЗКИ

2.1 Определение расчетных токов и сечений жил кабелей

2.2 Расчет потерь напряжения в кабельной сети.

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ СУДНА ПРОЕКТА №550А

3.1 Расчет аппаратов защиты

3.2 Выбор аппаратов защиты

3.3 Перечень потребителей с учетом автоматов защиты

Заключение

Список используемой литературы

Приложение 1._____________________________________________________

Ф.И.О. и должность руководителя КР: Матросов А.В. преподаватель спец. дисциплин.

Дата выдачи КР «___» ___________20__г.

Срок окончания выполнения КР «___» ___________20__г.
Руководитель КР__________________/ Матросов А.В./

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..5

1.РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСНОВНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СУДАХ………………………………………………7

1.1 Описание судовых потребителей электроэнергии…………………………7

1.2 Составление табличной формы и расчет электрических параметров оборудования судна проекта №550А ………………………………...………..10

2. РАСЧЕТЫ НАГРУЗКИ………………...………………………………….….14

2.1 Определение расчетных токов и сечений жил кабелей …………………..14

2.2 Расчет потерь напряжения в кабельной сети………………………………16

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ СУДНА ПРОЕКТА

№ 550А………...……………………...………………………………………….20

3.1 Расчет аппаратов защиты...…………………………………………………20

3.2 Выбор аппаратов защиты……………….……..……………………………21

3.3 Перечень потребителей с учетом автоматов защиты …………...………..22

Заключение …….………………………………………………………………..23

Список используемой литературы……………………………………………..24

Введение

Нагрузка СЭЭС зависит от мощности и числа одновременно работающих приёмников, от степени их загрузки и режимов работы судна.

Расчёт мощности судовой электрической станции производится по табличному методу, то есть расчёт нагрузок и выбор числа и типов генераторов оформляем в виде таблицы нагрузок.

Значения нагрузки судовой электростанции в любой момент времени определяется количеством и мощностью работающих при этом потребителей электрической энергии, что в свою очередь зависит от режимов и особенностей эксплуатации судна в различных условиях.

Судовая электроэнергетическая система представляет собой совокупность судовых электротехнических устройств, объединённых процессом производства, преобразования и распределения электроэнергии и предназначенных для питания судовых приемников электрической энергии.

Судовая электроэнергетическая система включает в себя судовую электрическую станцию, судовые электрические сети и распределительные устройства, является основной частью оборудования судов. На судах речного флота РФ разрешается применять как постоянный, так и переменный ток, поэтому род тока в общем случае следует выбирать на основе технико-экономических сравнений различных вариантов. Решающим фактором для выбора рода тока являются требования, предъявляемые судовыми приемниками электроэнергии: электроприводами, электронагревательными приборами, электроосвещением, приборами управления и т.д.

Род тока СЭС определяется родом тока подавляющего большинства приемников. Немногие приемники другого рода тока в этом случае будут получать питание через преобразователи. Для электронагревателей и освещения с использованием ламп накаливания род тока не имеет значения. Для работы приборов управления судном ― машинных и рулевых телеграфов, рулевых указателей, использующих сельсин, ― необходим переменный ток. Переменный ток удобнее использовать и для питания радиостанций и навигационных приборов. Исходя и з этих соображений, руководящий технический материал по электрооборудования судов предписывает на водоизмещающих судах применять электростанции переменного тока. На судах речного флота обычно используются переменный ток стандартной промышленной частоты 50 Гц, что позволяет унифицировать оборудование. При применении более высоко напряжения удаётся использовать аппаратуру, рассчитанную на меньший ток, то есть с меньшими габаритными размерами, массой и стоимостью.

Актуальность данной работы заключается в том, что успешный выбор защитной аппараты судна позволит снизить стоимость проектирования и изготовления системы обеспечить ее эффективную эксплуатацию.

Цель работы: научиться рассчитывать мощность основных потребителей электроэнергии на судах, а так же рассчитывать и выбирать защитные аппараты судна проекта.

Задачи:
1.Описание судовых потребителей электроэнергии;

2. Определение расчетных токов и сечений жил кабелей;

3. Расчет потерь напряжения в кабельной сети;

4. Расчет аппаратов защиты;

5. Выбор аппаратов защиты;

6. Перечень потребителей с учетом автоматов защиты.


1.РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ОСНОВНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СУДАХ

1.1 Описание судовых потребителей электроэнергии
К судовым потребителям электроэнергии относят все электрифицированные механизмы и устройства судна, преобразователи электроэнергии, электронагревательные устройства, электрорадионавигационное оборудование и другое специальное электрифицированное оборудование.

Основную группу (около 70 %) составляют электродвигатели приводов судовых систем и механизмов, при этом сумма установленной мощности электроприемников всегда существенно больше суммы установленной мощности источников. Например, на промысловых судах установленная мощность потребителей составляет от 3 до 5 установленной мощности источников. Это объясняется тем, что в различных эксплуатационных режимах одновременно работают только определенные потребители, причем степень их загрузки различна. Под энерговооруженностью судна понимают отношение суммарной установленной мощности генераторных агрегатов (ГА) к водоизмещению судна:

Наиболее энерговооруженными являются промысловые суда, потом пассажирские, рефрижераторные, грузовые, танкеры.

Так, для промысловых судов значение коэффициента b обычно составляет от 600 до 1200 кВт на 1 тыс. тонн водоизмещения.

Все судовые электроприемники существенно различаются в зависимости от назначения судна, характера его работы, района плавания. Регистр классифицирует судовые электроприемники по трем признакам:

1.Назначение

2.Степень важности (ответственности).

3.Режим работы.

По назначению потребителиделятся на:

- палубные механизмы и устройства,

- механизмы общесудовых систем и устройств (вентиляторы, насосы, котлы),

- радиотехнические средства,

- электронавигационное оборудование,

- внутрисудовая связь,

- бытовые системы и приборы,

- электроосвещение.

По степени ответственности делятся на:

Особо ответственные потребители, перерыв в питании которых может привести к гибели судна и людей (системы и средства управления судном, радионавигационное оборудование, средства радиосвязи, пожарные и осушительные насосы и др. приемники, оговоренные регистром). В соответствии с требованиями Регистра, питание таких приемников должно осуществляться от двух независимых источников (например, от шин основной и аварийной электростанций, от раздельно работающих секций ГРЩ и т.д.). Для таких электроприемников Регистр допускает перерыв в электроснабжении только на время автоматического ввода в работу резервного источника питания.

Просто ответственные потребители, непосредственно обслуживающие электроэнергетическую установку, а также системы, механизмы и устройства, обеспечивающие движение судна, управление им и сохранность груза. На промысловых судах, кроме указанных потребителей, в эту группу входят электроприемники, соответствующие назначению судна: промышленное оборудование, морозильное и технологическое оборудование.

Неответственные или малоответственные потребители, для которых Регистр допускает отключение не только в различных аварийных ситуациях, но и при возникновении перегрузки СЭЭС, то есть эти приемники могут быть длительно отключены в наиболее загруженных режимах (бытовые приборы и устройства, камбузное оборудование, системы повышенной комфортности).

По режиму работы:

- Потребители, работающие непрерывно с постоянной или с плавно изменяющейся в небольших пределах нагрузкой (различные вентиляторы, охладительные насосы. В эту же группу входят электроприводы работающие непрерывно, но кратковременно: пожарные и осушительные насосы, топливные и т.д.). Время работы таких приемников составляет 17 часов в сутки.

По роду тока различают потребители постоянного и переменного тока.

Потребители постоянного тока в свою очередь делятся на группы в зависимости от требований к стабильности напряжения (напряжение в сетях постоянного тока может изменять значение от 170 до 320 В). Одна часть потребителей может работать только при стабилизированном напряжении, другая – при напряжении, изменяющемся в определенных пределах.

Потребители переменного тока делятся на группы по напряжению (127, 220, 380 В), и по частоте (50, 400 и более Гц).
1.2 Составление табличной формы потребителей судна проекта№ 550А
Таблица 1.1 Перечень потребителей электроэнергии

№ п/п	Наименование по­требителей	n	L	Рм кВт	Тип электродвига­теля	Род тока	Рн	КПД %η	COSф	К1	Рп	Q
1	Электродвигатель системы вентиляции	2	24	6	АМ52-4	220В	8,7	68,9	0,79	0,68	25,2	6,7
2	Электродвигатель вентилятора насосного отделения	2	24	11	АМ6-2	220В	13,0	84,5	0,86	0,84	30,7	7,6
3	Электродвигатель вентилятора бытовых помещений	2	15	2,2	АОМ32-2	220В	3,2	70	0,79	0,68	9,1	2,4
4	Электродвигатель вентилятора форпика	1	13	4,5	АМ51-4	220В	6,9	64,5	0,76	0,65	10,6	5,9
5	Электродвигатель зачистного насоса	2	12	32	АМ82-4	220В	39,9	80,1	0,72	0,80	99,6	40,6
6	Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами	2	25	8	АМ52-5	220В	11,3	70,4	0,69	0,70	32,1	13,3
7	Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза	2	12	2,2	АОМ41-4	220В	2,6	81,5	0,81	0,84	6,3	1,8

1   2   3   4   5

---

Обозначения в таблице:

- — номинальная мощность электродвигателя потребителя;

- (КПД) — номинальный коэффициент полезного действия;

- cosφ — номинальный коэффициент мощности (выбирается из справочника);

- К₁ — коэффициент использования электродвигателя, равный К₁=P_м/P_н;

- — потребляемая мощность однородных потребителей электроэнергии;

- n — количество однородных потребителей;

-Q — реактивная потребляемая мощность потребителей электроэнергии;

(

)-переменный, для него ищется еще и реактивная мощность(Q);

(-)-постоянный.

Номинальная мощность :
Электродвигатель системы вентиляции:



Электродвигатель вентилятора насосного отделения:



Электродвигатель вентилятора бытовых помещений:



Электродвигатель вентилятора форпика:



Электродвигатель зачистного насоса:



Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами:



Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза:


Потребляемая мощность :

Электродвигатель системы вентиляции:

= =25,2

Электродвигатель вентилятора насосного отделения:

= =30,7

Электродвигатель вентилятора бытовых помещений:

= =9,1

Электродвигатель вентилятора форпика:

= =10,6

Электродвигатель зачистного насоса:

= =99,6

Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами:

= =32,1

Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза:

= =6,3
Коэффициент использования электродвигателя К_1:

Электродвигатель системы вентиляции:

;

Электродвигатель вентилятора насосного отделения:

;

Электродвигатель вентилятора бытовых помещений:

;

Электродвигатель зачистного насоса:

;

Водоочистительная установка:

;

Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами:

;

Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза:

.

Q = Рн *tgφ (находим для оборудования работающего только на переменном токе), где tgφ находится по таблице:



Электродвигатель системы вентиляции:

Q = Рн *tgφ = 8,7 * 0,78=6,7;

Электродвигатель вентилятора насосного отделения:

Q = Рн *tgφ = 13,0 *0,59=7,6;

Электродвигатель вентилятора бытовых помещений:

Q = Рн *tgφ = 3,2 *0,78 =2,4;

Электродвигатель вентилятора форпика:

Q = Рн *tgφ = 6,9 *0,86=5,9;

Электродвигатель зачистного насоса:

Q = Рн *tgφ = 39,9 *1,02 =40,6;

Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами:

Q = Рн *tgφ = 11,3 *1,17 =13,3;

Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза:

Q = Рн *tgφ = 2,6 *0,72 =1,8.

2. РАСЧЕТЫ НАГРУЗКИ

2.1 Определение расчетных токов и сечений жил кабелей

Таблица 2.2 Потребители и их исходные данные

№ п/п	Наименование по­требителей	Марка	Рном	L	Род тока	КПД %ηн		cosф	Iрасч
1	Электродвигатель системы вентиляции	АМ52-4	8,7	24	220В	68,9	16,5	0,79	49,4
2	Электродвигатель вентилятора насосного отделения	АМ6-2	13,0	24	220В	84,5	17,7	0,86	68,3
3	Электродвигатель вентилятора бытовых помещений	АОМ32-2	3,2	15	220В	70	5,9	0,79	17,8
4	Электродвигатель вентилятора форпика	АМ51-4	6,9	13	220В	64,5	5,2	0,76	40,0
5	Электродвигатель зачистного насоса	АМ82-4	39,9	12	220В	80,1	59,7	0,72	251,5
6	Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами	АМ52-5	11,3	25	220В	70,4	20,8	0,69	74,04
7	Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза	АОМ41-4	2,6	12	220В	81,5	3,7	0,81	15,03

---

= - = кВт - потеря мощности;

Электродвигатель системы вентиляции АМ52-4:

= - =25,2- 8,7=16,5 кВт;

Электродвигатель вентилятора насосного отделения АМ6-2:

= - =30,7- 13,0=17,7 кВт;

Электродвигатель вентилятора бытовых помещений АОМ32-2

= - = 9,1- 3,2= 5,9 кВт;

Электродвигатель вентилятора форпика

= - =10,6- 6,9=5,2 кВт;

Электродвигатель зачистного насоса

= - =99,6- 39,9= 59,7 кВт;

Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами

= - = 32,1- 11,3=20,8 кВт;

Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза

= - =6,3- 2,6=3,7 кВт.

= формула нахождения расчетного тока ( Iрасч) в амперах, для выбора сечения кабеля питающего двигатель переменного тока;

---

Таблица 2.3 Допустимые нормы нагрузок

Площадь сечения жил в кабеле мм	Длительный режим нагрузки( А)
1	14
1,5	18
2,5	24
4	32
6	40
10	55
16	70
25	95
35	118

Электродвигатель системы вентиляции АМ52-4:

= 49,4А сечение кабеля берем 10 мм.

Электродвигатель вентилятора насосного отделения АМ6-2:

= 68,3А сечение кабеля берем 16 мм.

Электродвигатель вентилятора бытовых помещений АОМ32-2:

= 17,8А сечение кабеля берем 1,5 мм.

Электродвигатель вентилятора форпика АМ51-4:

= 40,0А сечение кабеля берем 6 мм.

Электродвигатель зачистного насоса АМ82-4:

= 251,5А сечение кабеля берем 45 мм.

Электродвигатель вентилятора системы заполнения танков инертными газами АМ52-5:

= 74,04А сечение кабеля берем 25 мм.

Электродвигатель топливного насоса системы подогрева груза АОЛ21-2:

---