ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 0
вносится коэффициент одновременности k0, который показывает отношение количества работающих потребителей в данном режи ме судна к общему количеству одноименных потребителей. Напри мер, при ходе в море из двух установленных масляных насосов главных двигателей работает один 6о = 0,5.
В графах 9, 13, 17, 21, 25 записывается коэффициент загрузки k3, который показывает отношение действительной мощности по требителя в данном режиме к его установленной номинальной мощ ности. Например, для электродвигателя рулевого устройства в режиме одерживания судна на курсе, когда угол перекладки пера руля составляет 5—7,° &3=0,2ч-0,3.
Для правильного выбора коэффициента загрузки требуется хорошее знание режимов работы всех вспомогательных механиз мов судна. Практически k3 всегда меньше единицы.
Затем можно определить активную мощность Р (графы 10, 14, 18, 22, 26) и реактивную мощность Q (графы 11, 15, 19, 23, 27),
потребляемую из сети каждой группой одноименных потребите лей с учетом коэффициентов загрузки и одновременности:
Р = Pnk3 k0,
Q = Ptg<?,
где tgcp находится в зависимости от соэфн (графа 5).
После заполнения таким путем всей таблицы определяется об щая активная мощность Pz (суммирование по графам 10, 14, 18, 22, 26) и общая реактивная мощность Q£ (суммирование по гра фам 11,15, 19, 23, 27).
Если выбрать генераторы по Ps , то их мощность окажется за вышенной. Дело в том, что большинство потребителей электро энергии в течение того или иного режима работы судна неодно кратно включаются и выключаются из работы. Так, например, в тот момент времени, когда включился в работу питающий насос котла или гидрофор пресной воды, в это же время выключился компрессор рефрижераторной установки или гидрофор забортной воды и т. д. Это обстоятельство можно учесть, умножив Pz и
на энергетический коэффициент одновременности k0, который, как показывает опыт, лежит в пределах 0,5—0,9. Более высокий kb берется для аварийного и ходового режимов (большое удельное значение постоянно работающих потребителей, обслуживающих силовую установку судна) и более низкий — для стояночных ре
жимов.
Далее определяется полная (кажущаяся) мощность Sz по формуле
=ViPzkof+ {Qzk0f
исредневзвешенный cos(pcp для каждого режима работы судна по формуле
Ре |
|
C O S срер = — ^ |
. |
104
Генераторы выбираются по активной мощности Pz k0, однако если coscpC окажется меньше номинального коэффициента мощности вы бираемого генератора, тогда генераторы выбираются по полной (ка жущейся) мощности 5S .
При выборе количества генераторных агрегатов и их мощнос ти нужно руководствоваться следующими соображениями.
1.Нагрузка на генераторные агрегаты, работающие в любом из режимов судна, должна составлять 75—85% их номинальной мощности. При меньшей нагрузке у генератора и первичного дви гателя резко снижается к. п. д. При большей нагрузке уменьшает ся надежность снабжения судна электроэнергией. Так, например, при запуске относительно мощного электродвигателя может сра ботать защита, отключив генератор и обесточив судно.
2.Все генераторные агрегаты по возможности должны быть одинаковой мощности и одного типа. При этом повышается устой чивость параллельной работы генераторов, унифицируется потреб ность в запчастях и облегчается эксплуатация станции.
3.Общее количество генераторных агрегатов судовой станции должно быть не менее двух, при этом по крайней мере один из них должен приводиться во вращение автономным первичным двига телем (требования Регистра СССР). С другой стороны, нежела тельно иметь более 3—4 генераторных агрегатов. Большое количе
ство их усложняет эксплуатацию электростанции.
Нагрузка на электростанцию при стоянке судна без грузовых операций значительно меньше, чем в остальных режимах. Для то го чтобы удовлетворить первое из вышеперечисленных требова ний, иногда выбирается один генераторный агрегат (стояночный) меньшей мощности. Но в этом случае не выполняется второе тре бование, и, кроме того, когда при стоянке судна требуется открыть трюм, поднять на борт снабжение (работа лебедок), включить пожарный, балластный или осушительный насосы, приходится за пускать генераторный агрегат большей мощности. При решении вопроса о выборе стояночного агрегата следует помнить, что по мере совершенствования организации работы морского флота дли тельность стоянки судов без грузовых операций сокращается.
Табличный метод является очень наглядным и позволяет сра зу же определить мощность и количество трансформаторов для освещения судна и преобразователей тока, если таковые имеются. Вместе с тем этот метод достаточно трудоемкий, а точность его зависит от опыта проектировщика в выборе коэффициентов за грузки и одновременности.
Аналитический метод. При этом методе мощность электростан ции определяется без детального анализа работы всех потребите лей электроэнергии. За основу берутся косвенные показатели на грузки «а генераторы в том или ином режиме работы судна. Так например, в ходовом режиме основную часть постоянно работаю щих потребителей составляют механизмы, обслуживающие глав ную силовую установку. Следовательно, мощность электростанции в ходу зависит от мощности главных двигателей. При стоянке суд
на без грузовых операций нагрузка на генераторы создается в ос новном бытовыми потребителями, мощность которых зависит от водоизмещения судна.
На основании статистических данных о нагрузке судовой элек тростанции большого количества различных типов судов отечест венной и зарубежной постройки получены корреляционные фор мулы, позволяющие определить мощность электростанции в раз личных режимах работы судна.
В качестве' примера рассмотрим расчет мощности электростан
ции |
сухогрузного теплохода с тихоходными главными |
двигате |
||
лями. |
Мощность электростанции в этом |
режи |
||
Х о д о в о й р е жим . |
||||
ме |
можно определить по |
одной из следующих формул |
(в |
кВт): |
|
= ( 1 8 4 - 0 , 0 2 8 # ) + А . . » , |
|
( 3 5 ) |
|
|
= ( 1 8 + 0 , 0 2 8 7 V ) + Я „ . б , |
|
( 3 7 ) |
|
где |
N — мощность главных двигателей; |
|
|
|
Р п . м — мощность наибольшего из эпизодически включаемых потре
бителей(пожарный или балластно-осушительный |
насос |
и т. д.); |
|
Р п . б — мощность бытовых потребителей. |
|
Р п . б — Я к 4" Я в 4- Я с .к кВт, |
|
где Я к — мощность электрического камбуза;
Рв— мощность бытовой вентиляции;
Яс . к — мощность электрооборудования климатической станции.
При Р п . м > |
Я п .б следует пользоваться формулой (36), а при Ра.м < |
|||
< Я п .б — формулой (37). |
Мощность |
элек |
||
С т о я н к а бе з |
г р у з о в ы х о п е р а ц и й . |
|||
тростанции определяется по одной из следующих формул: |
|
|||
|
|
Я ст = ( И + 0 , 0 0 2 О ) + Р п . м ; |
|
( 3 8 ) |
|
|
Я ст = ( 1 1 + 0 , 0 0 2 D ) + Я п . б , |
|
( 3 9 ) |
где D — водоизмещение судна; |
|
и (37). |
||
Я п .м и Я п .б —имеют те же значения, что и в формулах (36) |
||||
С т о я н к а |
с |
г р у з о в ы м и о п е р а ц и я м и . |
В этом режиме |
|
мощность электростанции складывается из мощности, полученной
по формулам (38) или (39), и мощности, |
необходимой для рабо |
||
ты грузовых лебедок или кранов, |
П |
|
|
|
|
|
|
Яст.гр = я ст + (0,53 + |
2 |
0,15G„f/„, |
(40) |
где О» — номинальная грузоподъемность, т; |
|
||
U а — номинальная скорость подъема |
груза, м/мин; |
|
|
п — количество лебедок или кранов на судне.
В формуле (40) для простоты положено, что грузоподъемность всех лебедок или кранов одинакова.
106
М а н е в р ы . Приближенно |
мощность электростанции можно |
|||
определить по формуле |
|
|
|
|
|
Р м = / Эход + |
0 , 8 ( / Эб р + ^ )к.п)) |
( 4 1 ) |
|
где Р ер — мощность электродвигателя |
брашпиля, кВт; |
|
||
Рк.п — мощность |
электродвигателя |
компрессора пускового возду |
||
ха, кВт. |
в отличие |
от ходового, может |
включаться |
|
В этом режиме, |
||||
брашпиль, шпиль, пожарный насос (скатка якорной цепи) и комп рессор пускового воздуха. Однако вероятность одновременного включения всех этих потребителей мала. Кроме того, учитывая осо бую ответственность и кратковременность маневренного режима,
обычно дополнительно включается резервный генераторный аг регат.
А в а р и й н ы й ре жим . Нагрузка электростанции в аварий ном режиме складывается из потребителей, обеспечивающих ход судна, тушение пожара, откачку воды и заделку пробоины. Одно временно в этом режиме отключаются все второстепенные потре бители: вентиляция, климатическая установка, камбуз и т. д. Мо жет вводиться в работу резервный генераторный агрегат. С учетом этих обстоятельств мощность электростанции в аварийном режи ме обычно не превышает мощности ходового режима.
При выборе количества и мощности генераторных агрегатов следует руководствоваться теми же соображениями, что и при таб личном методе.
§ 23. Подача электроэнергии на судно с берега
Электроэнергия, вырабатываемая на судне, по себестоимости значительно дороже электроэнергии, вырабатываемой мощными береговыми электростанциями. При стоянке в порту судно можно подключать к береговой энергосистеме и выводить из работы свои генераторные агрегаты. В этом случае сокращается продолжи тельность работы судовых агрегатов, а значит, экономится мото ресурс, уменьшается расход топлива и масла, устраняется шум в машинном отделении, освобождается часть вахты для ремонтных работ. Все это приобретает особую важность, если, учесть, что су
хогрузные суда простаивают в портах от 70 до |
100 суток в год. |
Для подачи электроэнергии на судно причалы |
портов должны |
быть соответствующим |
образом |
оборудованы. Трудность, состоит |
в том, что в береговых |
сетях переменного тока преимущественно |
|
применяется трехфазная система |
с заземленной нейтралью, а на |
|
судах нулевая точка обмоток генераторов от корпуса судна изо лирована. В этом случае при подключении судовой электростан ции к береговой сети необходимо корпус судна надежно заземлять, чтобы исключить электрокоррозию корпуса. Но тогда судовые приборы, контролирующие качество изоляции сети, будут указы-
107
вать на замыкание на корпус, а в отдельных случаях повысится опасность поражения электрическим током.
Всего этого легко избежать, если в порту установить отдель ный трансформатор, у которого нулевая точка вторичной обмотки изолирована. Такие трансформаторы имеют коэффициент транс формации, равный единице, и называются разделительными. Они исключают электрическую связь между судовой и береговой энер госистемами.
Причалы и доки судоремонтных заводов оборудованы специ альными колонками, подключенными к разделительному транс форматору. Причалы же портов, к сожалению, таких колонок не имеют. Иногда суда подключают к колонкам питания портальных кранов, которые входят в состав береговой сети с заземленной нейтралью. В этом случае, как отмечалось выше, корпус судна должен надежно заземляться, а приборы контроля изоляции сле дует отключить.
§ 24. Регулирование напряжения на шинах судовод электростанции
Одним из важнейших показателей качества электроэнергии, вы рабатываемой на электростанции, является поддержание посто янства напряжения на шинах главного распределительного щита. (ГРЩ) с заданной точностью при изменении величины и характе ра нагрузки на генераторы. От этого в большой степени зависит нормальная работа практически всех потребителей электроэнер гии. Для примера напомним, что вращающий момент асинхрон ного двигателя пропорционален квадрату напряжения сети. Сни жение напряжения приводит к увеличению скольжения ротора (возможна остановка его), а значит, к увеличению потерь энергии, что, в конечном счете, может привести к перегоранию обмоток асинхронного двигателя.
Необходимая точность поддержания постоянства напряжения задается требованиями Регистра СССР. Однако для более глубо кого понимания существа этих требований и принципов регулиро вания напряжения необходимо рассмотреть физические процессы и причины, приводящие к изменению напряжения у генераторов различных типов.
Генератор постоянного тока параллельного возбуждения. На рис. 69 показана схема этого генератора. Напряжение на его за жимах определяется формулой
|
U = |
Е - / я /?я, |
(42) |
где Е — электродвижущая |
сила (э. д. с.) обмотки якоря, |
В; |
|
/ я Rn — падение напряжения на сопротивлении обмотки якоря. |
|||
В свою очередь э. д. с. |
Е |
определяется формулой |
|
|
Е = ke пФ, |
(4 3 ) |
|
г де ke — конструктивный коэффициент электрической машины;