Определение мощности судовой электростанции табличным методом. выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии

Введение

Посвоему составу и назначению судовые электростанции классифицируются на основные, предназначенные для обеспечения электроэнергией во всех нормальных эксплуатационных режимах судна; на аварийные, питающие электроэнергией небольшое число ответственных приемников при выходе из строя основной СЭС; на специальные для питания приемников специального назначения, например, гребная электрическая установка и др.

Судовые электрические станции должны обеспечивать возможность:

- раздельной и параллельной работы генераторных агрегатов, электрической защиты генераторов, ГРЩ и подсоединенных к ним кабельных линий при возникновении аварийных ситуаций;

- связи с береговыми электрическими системами и СЭЭС других судов;

- управления качеством распределения генерируемой электроэнергии;

- выполнения эксплуатационного наблюдения за элементами СЭС и проведения ремонтных работ.

Согласно Правилам Речного Регистра РФ (ПРР РФ) номинальные напряжения не должны превышать следующих значений: 0,4 кВ (400В) при трехфазной системе переменного тока; 0,230 кВ (230 В) при однофазной системе переменного тока; 0,23 кВ (230 В) – при постоянном токе включительно.

Основной частотой переменного тока, как на судах, так и в береговых электроустановках принята частота 50 Гц.

К судовым генераторам Речным Регистром РФ предъявляются повышенные требования, вызванные условиями работы этого оборудования:

- для изоляции обмоток машин и других ответственных устройств должны применяться изоляционные материалы не ниже класса Е;

- генераторы должны (после нагрева до установившейся температуры, соответствующей номинальному режиму работы) выдерживать 50 % - ную перегрузку по току в течение 15 с при постоянном токе и 120 с при переменном;

- роторы генераторов должны выдерживать в течение 2 мин без повреждений и остаточных деформаций частоту вращения, равную 120% номинальной.

Основными источниками переменного тока в судовых электростанциях являются трехфазные синхронные генераторы с различными системами возбуждения. На судах используются синхронные генераторы с самовозбуждением и амплитудно-фазовым компаундированием, а также с тиристорной системой возбуждения.

Нагрузка судовой электростанции зависит от мощности и числа одновременно включенных приемников электрической энергии, от степени их загрузки и режима работы судна. Трудность расчета мощности судовой электростанции заключается в том, что необходимо правильно определить предполагаемые нагрузки при всех режимах работы судна и наличии самых различных приемников электрической энергии по мощности и характеру работы.

При расчете мощности судовой электростанции табличным методом исходят из того, что она должна полностью обеспечивать электроэнергией все установленные на судне приемники при всех режимах работы судна.

В основу рассматриваемой методики расчета положены следующие допущения: реактивная мощность электродвигателя не зависит от нагрузки в пределах изменения коэффициента загрузки 0,6-1,2. Первое допущение основано на том, что в первом приближении можно считать магнитный поток электродвигателя не зависящим от его нагрузки, а второе – на незначительном изменении КПД при изменении нагрузки в указанных пределах.

Табличный метод расчета мощности судовой электростанции предусматривает такую последовательность:

1 на основании проекта судна составляется спецификация всех потребителей по назначению, степени важности, режиму работы;

2 согласно Правилам Речного Регистра РФ выбираются род тока и значение напряжения. Род тока и значение напряжения могут быть едиными на всей электростанции, но могут быть различными для отдельных групп приемников ( например, для силовой сети переменный ток 380 В, для сети освещения переменный ток 220 В);

3 составляется перечень предполагаемых источников и преобразователей электроэнергии (дизель – генераторы, валогенераторы, трансформаторы и др.), между которыми не предусмотрена параллельная работа;

4 все приемники ( электроприводы вспомогательных механизмов , нагревательные приборы, освещение и другое оборудование) объединяются в группы по источникам электроэнергии, о которых предполагается питание, и составляется однолинейная схема электростанции;

5 механизмы и оборудование каждой группы в свою очередь разбиваются по назначению:

а) палубные механизмы: рулевая машина, брашпиль, шпиль и т.д.;

б) механизмы силовой установки: компрессор, масляный насос, вентиляторы моторного отделения и т.д;

в) механизмы общесудовые: пожарный насос, приборы управления судном, освещение, нагревательные приборы и т.д;

6 составляется таблица определения мощности электростанции для основных режимов эксплуатации судна в зависимости от его типа и характера работы. Согласно Правилам Речного Регистра РФ необходимо предусматривать следующие режимы работы судна:

а) ходовой;

б) маневры;

в) аварийный при работе основных источников электрической энергии (пожар, получение судном пробоины);

г) другие режимы в соответствии с назначением судна;

д) стояночный.

Во всех случаях в таблице определения мощности необходимо предусматривать характерные для данного судна режимы, соответствующие наибольшей и наименьшей загрузкам электростанции.

7 таблицы определения мощности составляются для каждой группы генераторов или трансформаторов, между которыми (группами) не предусмотрена параллельная работа;

8 на основании таблиц определения мощности выбираются источники электрической энергии (дизель-генераторы, валогенераторы, трансформаторы), обеспечивающие потребность в энергии для каждого режима работы судна;

9 в предусмотренных Правилами Речного Регистра РФ случаях устанавливаются резервный дизель-генератор и аварийная электростанция;

10 аварийная электростанция выбирается на основании таблицы определения ее мощности с расчетом покрытия потребностей в электроэнергии в случае выхода из строя основной электростанции;

11 перечень приемников, которые должны получать питание от аварийной электростанции (освещение, сигнализация и т.д.), устанавливается Правилами Речного Регистра РФ.

Определение мощности судовой электростанции табличным методом. выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии

В практике проектирования для определения величины загрузки ГА производится расчет потребляемых мощностей в режимах работы судна табличным методом. Табличный метод основан на определении мощности СЭС по специальным расчетным таблицам нагрузок, составленных для наиболее важных режимов работы судна.

Первым шагом на пути определения мощности СЭЭС табличным методом является выбор электродвигателей для судовых механизмов по известным мощностям.

Условия выбора электродвигателей:

1 По роду тока;

₂ По величине напряжения (U_{н дв}= U_сети);

3 По мощности (Р_мех<P_{н дв});

4 По режиму работы (ПВ);

5 По уровню вибрации и шума;

6 По конструктивно-монтажному исполнению, степени защиты и способу охлаждения;

7 По частоте вращения;

8 По способу сочетания с валом механизма.

В соответствии с требованиями Правил Регистра, электрооборудование должно безотказно работать в условиях относительной влажности воздуха 75±3% при температуре окружающего воздуха 45±2^оС или влажности 80±3% температуре окружающего воздуха 40±2^оС, а также при относительной влажности воздуха 95±3% при температуре окружающей воздуха 25±2^оС

Также электрооборудование должно безотказно работать при длительном крене судна до 15^о и длительном дифференте до 5^о, а также бортовой качке до 22,5^о и килевой качке до 10^о от вертикали. Аварийное электрооборудование должно надежно работать при длительном крене до 22,5^о и дифференте 10^о. Электрооборудование должно безотказно работать при вибрациях от 5 до 30 Гц.

Все электродвигатели для данного типа судна рассчитаны на 3-х фазный переменный ток 50 Гц и напряжение 220 и 380 В. Для привода большинства судовых механизмов обычно используют АД с короткозамкнутым ротором.

В соответствии с ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 судовые электродвигатели должны иметь конструктивно-климатические исполнение М - умеренно холодный морской климат и ОМ – для неограниченного района плавания. По степени защиты двигатели серии 4А, АМ и АОМ имеют брызгозащищенное исполнение, т. е. степень защиты не ниже IР 44 , а электродвигатели палубных механизмов серии МАП-IР 56. По уровню шума в соответствии с ГОСТ 16372-84Е, судовые асинхронные электродвигатели можно отнести к классу О (МАП) и к классу 1 (4А, АМ, АОМ).

От правильного выбора ЭД по мощности зависят надёжность его работы в электроприводе и электрические показатели в процессе эксплуатации.

По режиму работы судовые потребители электрической энергии делят на следующие группы:

1электроприводы и устройства, работающие непрерывно с практически постоянной и неизменяющейся нагрузкой (насосы охлаждающие, топливные, масляные, циркуляционные; вентиляторы)

t=70-100% Tp t=17-24 час/сутки;

2 электроприводы и устройства, работающие в повторно-кратковременном режиме (санитарные насосы, компрессоры высокого давления, грузовые лебедки, краны, специальные потребители)

t=15-70% Tp t=3.5-17 час/сутки;

3потребители электрической энергии, работающие кратковременно (балластные, осушительные, топливоперекачивающие насосы)

t≤15% Tр t=3.5 час/сутки.

Составление таблицы.

В таблицу заносятся все потребители, работающие в данном режиме, их номинальные данные, данные для режима работы.

После заполнения таблицы определяем суммарные потребляемые мощности (активная, реактивная, полная) для режима без учета эпизодически работающих потребителей. После этого выбирают общий коэффициент одновременности работы потребителей для каждого режима. Тем самым учитывают несовпадение максимумов нагрузки потребителей во времени. Значение коэффициента одновременности берутся в зависимости от соотношения мощностей:

Тогда:

(1)
(2)

, (3)

где k_c=1,05 коэффициент, учитывающий потери в судовой сети.

Суммарную активную и реактивную мощности судовой эл.станции в отдельных режимах находят из следующих соотношений:

(4)

(5)

Полная потребляемая мощность ( ):

(6)

Определяем средневзвешенный Cos φ_ср для режима по отношению суммарной активной мощности для режима к полной мощности для режима:

(7)

Значение средневзвешенного Cos φ_ср (больше 0,8) указывает, что мощность генераторов выбираем по суммарной активной мощности для режима.

Расчет мощности судовой электростанции табличным методом

Для составления таблицы нагрузок СЭЭС определяют активную потребляемую мощность установленных потребителей ( ) по формуле:

(кВт), (8)

где Р_Н – номинальная мощность потребителя (кВт);

ɳ - КПД потребителя (%);

n – количество потребителей.

1 Рулевая машина:

Р_потр= кВт

2 Брашпиль:

Р_потр= кВт

3 Шпиль:

Р_потр= кВт

4 Подруливающее устройство:

Р_потр= кВт

5 Буксирная лебедка:

Р_потр= кВт

6 Пожарный насос:

Р_потр= кВт

7 Осушительный насос:

Р_потр= кВт

8 Насосы: топливный, санитарный, масляный:

Р_потр= кВт

9 Вентиляторы:

Р_потр= кВт

10 Компрессор:

Р_потр= кВт

11 Электрорадионавигационные приборы:

Р_потр= кВт

12 Приборы управления судном:

Р_потр= кВт

13 Камбузные плиты и нагревательные приборы:

Р_потр= кВт

14 Освещение и сигнальные огни:

Р_потр= кВт

15 Питание толкаемых барж:

Р_потр= кВт

Режим стоянки

В стояночном режиме по ПРР РФ допускается работа следующих потребителей:

1) осушительный насос – для устранения конденсата и подсланевых вод;

2) насосы МКО – для текущего ремонта, для регулировки различных систем ССУ

3) вентиляторы;

4) электрорадионавигационные приборы (ЭРНП) ;

5) электрические камбузные плиты;

6) освещение и сигнальные приборы.

Для определения расчетной активной мощности для каждого потребителя, работающего в режиме стоянки принимают коэффициент одновременности (Ко). Он показывает отношение одновременно работающих однотипных потребителей ( ) к общему их количеству ( ):

(9)

Активная потребляемая мощность ( ) для каждого потребителя находится по формуле:

(кВт) (10)

Подставим числовые значения данных, и результаты расчета сведем в таблицу, при расчете определяем реактивную мощность(Q_расч) по формуле:

Q_расч = Р_расч· tgα (кВАР) (11)

(12)

(13)

1) Расчет мощности осушительного насоса:

Р_расч = 12,2·0,4·0,6=2,9 кВт;

Q_расч = 2,9·0,75 = 2,2 кВАР.

2) Расчет мощности насосов МКО:

Р_расч = 32,4·0,4·0,6=7,8 кВт;

Q_расч = 7,8·0,8 = 6,2 кВАР.

3) Расчет мощности вентиляторов:

Р_расч = 16,2·0,4·0,6=3,9 кВт;

Q_расч = 3,9·0,8 = 3,1 кВАР.

4) Расчет мощности ЭРНП:

Р_расч = 6,4·0,4·0,6=1,5 кВт;

Q_расч = 1,5·1,4 = 2,1 кВАР.

5) Расчет мощности камбузных электроплит:

Р_расч = 8·0,4·0,6=1,9 кВт;

Q_расч = 1,9·0= 0 кВАР.

6) Расчет мощности освещения и сигнальных огней:

Р_расч = 5·0,4·0,6=1,2 кВт;

Q_расч = 1,2·0= 0 кВАР.

В итоге определяем полную мощность(S) по данному режиму и средневзвешенный коэффициент мощности по следующим формулам:

(14)

(15)

где S – полная мощность;

Р – активная мощность;

Q – реактивная мощность.

В режиме стоянки суммарная активная мощность с учетом периодической нагрузки равна:

Σ P_расч = 2,9+7,8+3,9+1,5+1,9+1,2 = 19,2 кВт

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Р_расч+(Σ Р_расч·0,05) = 19,2+(19,2·0,05) = 20,2 кВт

С учетом коэффициента одновременного режима:

Σ Р_расч·К_О = 19,2·0,4 = 7,7 кВт

Суммарная реактивная мощность равна:

Σ Q_расч = 2,2+6,2+3,1+2,1+0+0 = 13,6 кВАР

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Q_расч+(Σ Q_расч·0,05) = 13,6+(13,6·0,05) = 14,3 кВАР

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Q_расч· К_О = 13,6·0,4 = 5,4 кВАР

Полная мощность равна:

кВА

Средневзвешенный коэффициент мощности равен:

Режим снятия с якоря

При швартовке и снятии с якоря работают следующие потребители:

1) рулевая машина К_О –1;

2) брашпиль К_О –1;

3) буксирная лебедка К_О –1;

4) насосы МКО К_О =6/8=0,75;

5) вентиляторы К_О –0,5;

6) компрессор К_О –1;

7) ЭРНП К_О –1;

8) приборы управления судном К_О –1;

9) электрические камбузные плиты К_О –0,5;

10) освещение и сигнальные огни К_О –0,7;

11) питание толкаемых барж К_О –1;

12) шпиль К_О –1;

13) подруливающее устройство К_О –1.

Расчетная реактивная потребляемая мощность (Q_расч) определяется по формуле:

Q_расч = Р_расч·tgα (кВАР) (16)

1 Рулевая машина:

Р_расч = 17,1·1·0,6 = 10,3 кВт

Q_расч = 10,3·0,75 = 7,73 кВАР

2 Брашпиль:

Р_расч = 8,2·1·0,6 = 4,9 кВт

Q_расч = 4,9·0,75 = 3,7 кВАР

3 Буксирная лебедка:

Р_расч = 9,6·1·0,6 = 5,8 кВт

Q_расч = 5,8·0,8 = 4,6 кВАР

4 Насосы МКО:

Р_расч = 32,4·0,75·0,6 = 14,6 кВт

Q_расч = 14,6·0,8 = 11,7 кВАР

5 Вентиляторы:

Р_расч = 16,2·0,5·0,6 = 4,9 кВт

Q_расч = 4,9·0,8 = 3,9 кВАР

6 Компрессор:

Р_расч = 11,4·1·0,6 = 6,8 кВт

Q_расч = 6,8·0,5 = 3,4 кВАР

7 Радиооборудование:

Р_расч = 6,4·1·0,6 = 3,8 кВт

Q_расч = 3,8·1,4 = 5,3 кВАР

8 Приборы управления судном:

Р_расч = 3,5·1·0,6 = 2,1 кВт

Q_расч = 2,1·1,4 = 2,9 кВАР

9 Камбузные плиты и грелки:

Р_расч = 8·0,5·0,6 = 2,4 кВт

Q_расч = 2,4·0 = 0 кВАР

10 Освещение и сигнальные огни:

Р_расч = 5·0,7·0,6 = 2,1 кВт

Q_расч = 2,1·0 = 0 кВАР

11 Питание толкаемых барж:

Р_расч = 9,4·1·0,6 = 5,6 кВт

Q_расч = 5,6·0,8 = 4,5 кВАР

12 Шпиль:

Р_расч = 9,4·1·0,6 = 5,6 кВт

Q_расч = 5,6·0,8 = 4,5 кВАР

13 Подруливающее устройство:

Р_расч = 18,8·1·0,6 = 11,3 кВт

Q_расч = 11,3·0,75 = 8,5 кВАР

Полная активная мощность равна:

Σ Р_расч = 10,3+4,9+5,8+14,6+4,9+6,8+3,8+2,1+2,4+2,1+5,6+5,6+11,3 = 80,2 кВт

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Р_расч+(Σ Р_расч·0,05) = 80,2+(80,2·0,05) = 84,2 кВт

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Р_расч·К_О = 80,2·0,9 = 72 кВт

Полная реактивная мощность равна:

Σ Q_расч = 7,73+3,7+4,6+11,7+3,9+3,4+5,3+2,9+0+0+4,5+4,5+8,5 = 60,73 кВАР

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Q_расч+(Σ Q_расч·0,05) = 60,73+(60,73·0,05) = 63,8 кВАР

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Q_расч· К_О = 60,73·0,9 = 54,7 кВАР

Полная мощность равна:

кВА

Средневзвешенный коэффициент мощности равен:

Ходовой режим

Ходовой режим судна является основным режимом работы. Этот режим наиболее длительный, поэтому за исключением брашпиля, шпиля и пожарного насоса, возможно включение всех потребителей, установленных на судне:

1) рулевая машина К_О –1;

2) буксирная лебедка К_О –0,7;

3) осушительный насос К_О –0,5;

4) насосы МКО К_О – 1;

5) вентиляторы К_О –0,5;

6) компрессор К_О –1;

7) ЭРНП К_О –1;

8) приборы управления судном К_О –1;

9) электрические камбузные плиты К_О –0,5;

10) освещение и сигнальные огни К_О –0,7;

11) питание толкаемых барж К_О –1;

Определяем расчетные активные и реактивные мощности для каждого потребителя:

Q_расч = Р_расч·tgα (кВАР)

1 Рулевая машина:

Р_расч = 17,1·1·0,9 = 15,4 кВт

Q_расч = 15,4·0,75 = 11,6 кВАР

2 Буксирная лебедка:

Р_расч = 9,6·0,7·0,9 = 6 кВт

Q_расч = 6·0,8 = 4,8 кВАР

3 Осушительный насос:

Р_расч = 12,2·0,5·0,9 = 5,5 кВт

Q_расч = 5,5·0,75 = 4,1 кВАР

4 Насосы МКО:

Р_расч = 32,4·1·0,9 = 29,2 кВт

Q_расч = 29,2·0,8 = 23,4 кВАР

5 Вентиляторы:

Р_расч = 16,2·0,5·0,9 = 7,3 кВт

Q_расч = 7,3·0,8 = 5,8 кВАР

6 Компрессор:

Р_расч = 11,4·1·0,9 = 10,3 кВт

Q_расч = 10,3·0,5 = 5,2 кВАР

7 Радиооборудование:

Р_расч = 6,4·1·0,9 = 5,8 кВт

Q_расч = 5,8·1,4 = 8,1 кВАР

8 Приборы управления судном:

Р_расч = 3,5·1·0,9 = 3,2 кВт

Q_расч = 3,2·1,4 = 4,5 кВАР

9 Камбузные плиты и грелки:

Р_расч = 8·0,5·0,9 = 3,6 кВт

Q_расч = 3,6·0 = 0 кВАР

10 Освещение и сигнальные огни:

Р_расч = 5·0,7·0,9 = 3,2 кВт

Q_расч = 3,2·0 = 0 кВАР

11 Питание толкаемых барж:

Р_расч = 9,4·1·0,9 = 8,5 кВт

Q_расч = 8,5·0,8 = 6,8 кВАР

Полная активная мощность равна:

Σ Р_расч = 15,4+6+5,5+29,2+7,3+10,3+5,8+3,2+3,6+3,2+8,5 = 98 кВт

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Р_расч+(Σ Р_расч·0,05) = 98+(98·0,05) = 102,9 кВт

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Р_расч·К_О = 98·0,9 = 88,2 кВт

Полная реактивная мощность равна:

Σ Q_расч = 11,6+4,8+4,1+23,4+5,8+5,2+8,1+4,5+0+0+6,8=74,3 кВАР

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Q_расч+(Σ Q_расч·0,05) = 74,3+(74,3·0,05) = 78 кВАР

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Q_расч· К_О = 74,3·0,9 = 66,8 кВАР

Полная мощность равна:

кВА

Средневзвешенный коэффициент мощности равен:

Аварийный режим

Согласно ПРР РФ в аварийном режиме работают потребители, обеспечивающие ход, маневры, аварийные спасательные средства, связь, освещение и сигнальные огни:

1) рулевая машина К_О=1; 0,9

2) пожарный насос К_О=1; 0,9

3) насосы МКО К_О=1; 0,9

4) осушительные насосы К_О=1; 1

5) приборы управления судном К_О=1; 1

6) ЭРНП К_О=1; 1

7) освещение и сигнальные огни К_О=0,7; 1

Для определения активной мощности потребителей, которые работают в аварийном режиме установить коэффициент одновременности К_О=1 и загрузки.

Расчет активной и реактивной мощности.

1 Рулевая машина:

Р_расч = 17,1·1·0,9 = 15,4 кВт

Q_расч = 15,4·0,75 = 11,6 кВАР

2 Пожарный насос:

Р_расч = 11,4·1·0,9 = 10,3 кВт

Q_расч = 10,3·0,4 = 4,1 кВАР

3 Осушительный насос:

Р_расч = 12,2·1·1 = 12,2 кВт

Q_расч = 12,2·0,75 = 9,2 кВАР

4 Насосы МКО:

Р_расч = 32,4·1·0,9 = 29,2 кВт

Q_расч = 29,2·0,8 = 23,4 кВАР

5 ЭРНП:

Р_расч = 6,4·1·1 = 6,4 кВт

Q_расч = 6,4·1,4 = 9 кВАР

6 Приборы управления судном:

Р_расч = 3,5·1·1 = 3,5 кВт

Q_расч = 3,5·1,4 = 4,9 кВАР

7 Освещение и сигнальные огни:

Р_расч = 5·0,7·1 = 3,5 кВт

Q_расч = 3,5·0 = 0 кВАР

Полная активная мощность равна:

Σ Р_расч = 15,4+10,3+12,2+29,2+6,4+3,5+3, 5= 80,5 кВт

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Р_расч+(Σ Р_расч·0,05) = 80,5+(80,5·0,05) = 84,5 кВт

С учетом коэффициента одновременности:

Σ Р_расч·К_О = 84,5·1 = 84,5 кВт

Суммарная реактивная мощность равна:

Σ Q_расч = 11,6+4,1+9,2+23,4+9+4,9+0 = 62,2 кВАР

С учетом 5% потери мощности в сети:

Σ Q_расч+(Σ Q_расч·0,05) = 62,2+(62,2·0,05) = 65,3 кВАР

С учетом коэффициента одновременности

Σ Q_расч· К_О = 65,3·1 = 65,3 кВАР

Полная мощность равна:

кВА

Средневзвешенный коэффициент мощности равен:

Таблица 1 – Режимы работы потребителей

Наименование потребителей	Количество	Cos φ	РН	ɳ , %	Рпотр	Режим стоянки	Режим снятия с якоря	Ходовой режим	Аварийный режим
КО	К3	tgα	Ррасч	Qрасч	КО	К3	tgα	Ррасч	Qрасч	КО	К3	tgα	Ррасч	Qрасч	КО	К3	tgα	Ррасч	Qрасч
Рулевая машина		0,8			17,1							0,9	0,75	10,3	7,73		0,9	0,75	15,4	11,6		0,9	0,75	15,4	11,6
Брашпиль		0,83			8,2							0,9	0,75	4,9	3,7
Буксирная лебедка		0,77			9,6							0,9	0,8	5,8	4,6	0,7	0,9	0,8		4,8
Пожарный насос		0,9			11,4																	0,9	0,4	10,3	4,1
Осушительный насос		0,8			12,2	0,4	0,6	0,75	2,96	2,2						0,5	0,9	0,75	5,5	4,1		0,9	0,75	12,2	9,2
Насосы МКО		0,76			32,4	0,4	0,6	0,8	7,88	6,2	0,75	0,9	0,8	14,6	11,7		0,9	0,8	29,2	23,4			0,8	29,2	23,4
Вентиляторы		0,76	1,5		16,2	0,4	0,6	0,8	3,9	3,1	0,5	0,9	0,8	4,9	3,9	0,5	0,9	0,8	7,3	5,8
Компрессор		0,88			11,4							0,9	0,5	6,8	3,4		0,9	0,5	10,3	5,2
ЭРНП	-	0,6			6,4	0,4	0,6	1,4	1,5	2,1		0,9	1,4	3,8	5,3		0,9	1,4	5,8	8,1			1,4	6,4	9,0
Приборы упр.судном	-	0,6			3,5							0,9	1,4	2,1	2,9		0,9	1,4	3,2	4,5			1,4	3,5	4,9
Эл. камбуз и грелки	-					0,4	0,6		1,9		0,5	0,9		2,4		0,5	0,9		3,6
Освещение и сигн.огни	-					0,4	0,6		1,2		0,7	0,9		2,1		0,7	0,9		3,2			0,7		3,5
Пит.толк. барж	-	0,75			9,4							0,9	0,8	5,6	4,5		0,9	0,8	8,5	6,8
Шпиль		0,85			9,4							0,9	0,8	5,6	4,5
Подрул. устройство		0,8			18,8							0,9	0,75	11,3	8,5
Всего									19,2	13,6				80,2	60,73					74,3				80,5	62,2
С учетом 5% потери									20,2	14,3				84,2	63,8				102,9					84,5	65,3
С учетом КО									7,7	5,4					54,7				92,6	70,2				84,5	65,3

Выбор количества и мощности генераторных агрегатов

Условия выбора генераторных агрегатов:

1 мощность выбираемых генераторов и их число должны обеспечивать номинальную среднегодовую себестоимость электроэнергии, т.е. генераторы должны быть выбраны так, чтобы в каждом из режимов работающие генераторы загружались как можно полнее. Если К=А+k P, то себестоимость 1 кВт×ч электроэнергии определяется так:

S=K/P=(A/P)+k, (17)

где k – коэффициент определяемый из нагрузочной характеристики генераторного агрегата;

K=a+b- эксплуатационные расходы на выработку электроэнергии за 1 час при нагрузке в Р кВт;

Р- нагрузка в кВт;

а- эксплуатационные расходы не зависящие от нагрузки генераторов

(затраты на амортизацию основных фондов);

b=k*P - эксплуатационные расходы не зависящие от нагрузки генераторов (затраты на ГСМ). Для обеспечения низкой себестоимости электроэнергии необходимо обеспечить загрузку генераторов близкой к номинальным значениям (75-80% от Р_ном);

2 при выборе мощности генераторов исходить из расчетной мощности на станцию Р_р и выбрать по справочным данным такое количество генераторов n, равной мощности Р_{г ном} , чтобы выполнялось неравенство:

,

гдеР_р- расчетная мощность судовой ЭС для режима;

n_r –количество генераторных агрегатов;

Р_г- номинальная мощность генератора;

0,8 - коэффициент, предусматривающий запас мощности в связи с возможной неравномерностью распределения нагрузок между параллельно работающими генераторами и запас на расширение электрификации судна в процессе его эксплуатации;

3 согласно требованиям Регистра на случай выхода из строя любого из основных генераторов должны предусматриваться один или несколько резервных генераторов. При этом общая мощность СЭЭС должна быть достаточной для обеспечения ответственных потребителей электроэнергией в ходовом и аварийном режимах, т.е. не меньше мощности генератора работающего на основных режимах;

4 при выборе типа и мощности генераторов необходимо стремиться к установке агрегатов равных по мощности и одинаковых по конструкции, что облегчает эксплуатацию ГА, позволяет выровнять выработку моторесурса каждым из агрегатов и унифицировать потребность в ЗИПе и повышает устойчивость параллельной работы генераторов.

Коэффициент загрузки генераторов может быть повышен путем установки большого количества генераторов относительно небольшой мощности с применением их параллельной работы. Однако минимальное количество ГА ограниченно требованиями Регистра (не менее 2-х), а максимальное – возможностью размещения на судне.

Во время наименее нагруженного режима судна генераторы могут быть недогружены. Для уменьшения себестоимости вырабатываемой электроэнергии и существенного улучшения работы дизелей, для которых длительная работа с малыми нагрузками вредна, следует устанавливать стояночные дизель-генераторы. Однако опыт показывает, что установка стояночного дизель-генератора меньшей мощности по сравнению с другими ДГ нецелесообразна. А при отказе такого ДГ его приходиться заменять генератором большей мощности, и наоборот, что существенно изменяет значения коэффициентов загрузки.

По требованиям расчетной мощности СЭЭС принимаем к установке три генераторных агрегата (один - резервный) типа МСК 83-4, имеющие следующие параметры:

- частота напряжения: f = 50 Гц;

- полная мощность: S = 62,5 кВА;

- активная мощность: P = 50кВт;

- напряжение: U = 400 В;

- ток статора: Iст. = 91 А;

- номинальный КПД h_ном=87,5% ;

- частота вращения: n =1500 об/мин.

Выбор аварийного дизель-генератора.

Выбираем генератор:

-тип: МСК 82-4

-частота тока: f = 50 Гц;

-полная мощность: S = 37,5 кВА;

-активная мощность: P = 30 кВт;

-напряжение: U = 400 В;

-ток статора: I_ст. = 26 А;

-номинальный КПД h_ном=86% ;

-частота вращения: n =1500 об/мин.

Выбор преобразователей электроэнергии.

Условия выбора трансформаторов:

1 по количеству фаз;

2 по напряжению;

3 по мощности.

По требованиям Регистра трансформаторная подстанция должна обеспечить питание всех приёмников в случае отказа самого мощного. Наиболее часто на судах устанавливают два или три трансформатора равной мощности, подключая их к разным секциям ГРЩ. Выбор мощности трансформаторов для сети освещения производят по режиму наибольшей нагрузки, принято в таблице нагрузок генераторов.

Для расчёта используем следующее соотношение :

, (18)

где n- число трансформаторов;

S_н.т.-номинальная мощность трансформатора;

k_о- коэф. одновременности;

k_З – коэф. загрузки трансформатора;

SP_i-суммарная мощность потребителей.

SP_i=Р_камб+Р_осв+Р_прож+Р_нагр+Р_ро+Р_эл.нав.=46+38+1,5+27+7,1+5,2=124,8 кВт

Для питания сети освещения и других потребителей рассчитанных на напряжение 220 В, принимаем к установке два трехфазных силовых трансформатор типа ТСЗМ-160 (трехфазный, сухой, защищенный, морской) мощностью 160 кВА, напряжением 380/230 В.

Для запитки радиооборудования и электрорадионавигационных приборов и аварийного освещения от АРЩ принимаем к установке трехфазный силовой трансформатор типа ТСЗМ-40 (трехфазный, сухой, защищенный, морской) мощностью 40 кВА, напряжением 380/220 В.