Расчет электрической сети
Электроэнергия, производимая генераторами передается потребителям по кабелям и проводам.
Совокупность кабелей и проводов на суде образуют электрические сети.
В зависимости от назначения места прокладки и условий работы электрооборудования на судах применяют кабели следующих основных марок:
1. для силовой и осветительной аппаратуры при неподвижной прокладке – КНР, КНРП, СРМ, СРБМ, КБИ, КБИЭ при названной прокладке – ИРШМ, РШМ.
2. для цепей управления, внутрисудовой связи при неподвижной прокладке – КНРТ, КНРТП, КНРТЭ, КНРТЭТП, КСМ, КСМЭ, КСМТ, МЭРШН – 50, МЭРШН – 100, КУШТ.
При расчете электрической сети следует учитывать режим работы кабеля (длительный, кратковременный или повторно-кратковременный), температуру окружающей среды, способ и место прокладки кабеля, условия его работы.
В начале определяются расчетные токи кабелей. Расчетный ток кабеля соединяющего генератор с ГРЩ определяется по формуле:
, где - номинальная мощность генератора, - номинальное напряжение генератора, - номинальный коэффициент мощности генератора:
.
Расчетные токи кабелей соединяющих отдельные потребители с распределительными щитами находят из формулы:
,
где - мощность на валу потребителя;
- номинальное напряжение сети;
- номинальный коэффициент мощности потребителя;
- КПД потребителя;
- коэффициент загрузки потребителя.
;
;
;
;
;
;
;
.
Расчетный ток кабеля распределительного щита питающего группу потребителей находят по формуле:
,
где - активный ток 1-го потребителя;
- реактивный ток 1-го потребителя;
- коэффициент одновременной работы приемников.
От РЩ работают и потребителя:
1) Брашпиль - , .
2) Шпиль - , .
3) Кран грузовой - ; .
4) Насос пожарный - , .
По значению расчетного тока с учетом продолжительности работы и числа жил кабеля из таблицы допускаемых нагрузок выбирают площадь его сечения.
Норма электрических нагрузок обычно устанавливаются для одиночного проложенного кабеля из следующих условий:
а) температура токоведущей жилы равна длительно допустимой для данной марки кабеля.
б) температура окружающей среды ;
в) род тока переменный ;
г) режим нагрузки длительный.
Если условия работы отличаются от указанных выше, то допускаемое значение тока кабеля определяется с помощью поправочных коэффициентов по формуле:
,
где - коэффициент учитывающий число жил кабеля;
- коэффициент учитывающий способ прокладки кабеля;
- коэффициент учитывающий отличие режима нагрузки кабеля от длительного;
- коэффициент учитывающий отличие температуры окружающей среды от .
Коэффициент равен:
для двухжильных кабелей – 0,85;
для трех и четырехжильных кабелей – 0,7.
Коэффициент равен:
при прокладке более шести кабелей в пучке, которые могут быть одновременно нагружены номинальным током, чем при отсутствии свободного пространства между ними для циркуляции воздуха, допустимые токовые нагрузки для данного сечения должны быть снижены на 15% ( ).
При прокладке не более шести кабелей в одном пучке или прокладке кабелей в два ряда, независимо от количества кабелей в ряду, при условии что между пучком или группой из шести кабелей имеется свободное пространство для циркуляции воздуха ( ).
Коэффициент равен:
для непрерывного режима ;
для периодического режима ;
для эпизодического режима .
Коэффициент равен .
Исходя из выбирают сечение жил кабеля:
В отдельных случаях (при повышенных нагрузках и линиях большой длины может оказаться, что при сечении выбранного кабеля, потеря напряжения в линии превышает допустимые нормы. Поэтому кабели, предназначенные для прокладки в больших длинных, а также для работы на повышенных нагрузках в аварийных режимах, необходимо проверять на потерю напряжения.
Согласно требованиям правил Регистра РФ величина падения (потери) напряжения в сети не должна превышать:
1. на кабели соединяющие генераторы с ГРЩ или АРЩ не должно превышать 1% номинального напряжения;
2. между сборными шинами ГРЩ и АРЩ и любыми точками установки – 6% номинального напряжения.
3. на клеммах двигателя в момент пуска 25% номинального напряжения.
Падение напряжения определяется по формуле:
,
где - расчетный ток;
- номинальное напряжение сети;
- активное сопротивление одной токопроводящей жилы кабеля :
,
где - длина кабеля;
- сечение кабеля;
- удельная проводимость меди.(48 · 106 Ом/м)
Следовательно,
.
Значение индуктивного сопротивления токопроводящих жил судовых двух и трехжильных кабелей можно определить из таблицы:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Рассчитываем падение напряжения.