Проектирование электропитания на судне (стр. 3 из 5)

U_ном = 230В,

I_ном = 5А,

Потребляемая мощность: по току 25 ВА.

по напряжению 10ВА.

Исходя из мощности генераторов, определим уставки:

* по мощности и обратной мощности срабатывания = 12,8%

* по времени срабатывания при токе срабатывания (cosj = 1 и 1,2 I_ном)= 7.

Для обеспечения защиты генераторов от перегрузок устанавливаем реле перегрузки ИМ-145, питающееся от измерительных трансформаторов. Технические характеристики реле ИМ-145:

U_ном = 230В,

I_ном = 5А,

Потребляемая мощность: по току 5 ВА

по напряжению 10 ВА.

Исходя из мощности генераторов, определим уставки:

* по мощности и обратной мощности срабатывания = 115%

* по времени срабатывания при токе срабатывания (cosj=1 и 1,2 I_ном)= 2.

Проверим измерительные трансформаторы на перегрузку.

Трансформатор тока: измерительные приборы потребляют 3,5 ВА от ТТ1, реле обратной мощности ИМ149 потребляет 25 ВА от ТТ2, отсюда перегрузки трансформаторов тока нет.

Трансформатор напряжения измерительные приборы потребляют 29,7 ВА от ТН1, реле обратной мощности ИМ149 потребляет 10 ВА от ТН2, отсюда перегрузки трансформаторов напряжения нет.

Все характеристики выбранных измерительных приборов заносим в таблицу 5:

Таблица 5 – Характеристики измерительных приборов

Амперметр	Вольтметр	Ваттметр	Частотомер	Синхроноскоп	Мегометр
Тип прибора	Д1500	Д1500	Д1503	Д1506	Э1505	Электрон
Система	Эл.динамич	Эл.динамич	Эл.динамич	Эл.динамич	Электромагнитн
Класс точности	1,5	1,5	2,5	2,5	0,03	5
Пределы измерения	0-300 А	0-450 В	0-250КВт	50(10%)Нz	0-1МОм
Способ включения	к ТТ	к ТН	к ТН	к ТН	к ТН
Потребл. мощность, Вт	3,5	4,5	7,5	9,6	8,1
Габариты, гор. мм	100	100	100	100	100	175
верт. мм	100	100	100	100	100	90
глуб. мм	170	170	170	170	170	125

7. Выбору силовых кабелей и шин распределительных устройств

Передача электроэнергии от генераторов до главного распределительного щита и от главного распределительного щита до потребителей осуществляется кабелями. При выборе типа кабеля требуется учитывать условия, в которых будет работать кабель. Из условий монтажа на судах и с учетом механической прочности существующими правилами и нормами определяются максимальные и минимальные сечения кабеля, допустимые к прокладке.

Исходя из рекомендаций, выбираем максимальное сечение трехжильных кабелей не выше 3x240 мм². Минимально допустимое сечение жил кабелей и проводов соответственно равно 1 мм². Сечение жил кабеля определяем с помощью таблиц норм нагрузки на электрические кабели и провода [2,приложение 10] и [6, таблица 5.4] по величине расчетного тока кабеля I_расч.

Исходя из составленной однолинейной схемы распределения электроэнергии, определяем необходимое количество автоматических выключателей для каждого щита, которое не должно превышать 12. По справочнику [6, таблица5.2.3] определяем тип распределительного щита.

По примеру для рулевой машины выбираем кабель КНРП, как для ответственного потребителя. По I_расч = 31,70 А, выбираем кабель 3^хфазный сечением 4мм²(3х4) и генераторный автомат А3714СР с комбинированным расцепителем на номинальным током максимального расцепителя 32А.

8. Проектирование схемы распределения электроэнергии

8.1 Схема коммутации ГРЩ

Однолинейная схема коммутации ГРЩ обеспечивает:

- параллельную и раздельную работу генераторов на свои секции сборных шин;

- питание через трансформаторы секции потребителей 220 В;

- питание секции второстепенных потребителей при выключении любого из генераторов;

- питание с берега;

- связь ГРЩ с аварийным распределительным щитом;

Схема включает в себя следующие элементы:

- сборные шины ГРЩ, разделенные на секции (генераторные, потребителей);

- генераторные кабели со своими автоматическими воздушными выключателями (АВВ);

- секционные АВВ либо разъединители;

- перемычки с переключателями;

- трансформаторы 380/220;

- фидер берегового питания;

- фидер, связывающий ГРЩ с аварийным распределительным щитом;

- аварийный распределительный щит с секциями 380В и 220В и потребителями, получающими питание от него согласно правилам Регистра РФ;

- контакторы, отключающие секции малоответственных потребителей.

8.2 Схема распределения электроэнергии

Следующим этапом проекта является разбивка потребителей, указанных в таблице нагрузок, по фидерам. Данные сводятся в таблицу «РЩ». При этом руководствуемся Правилами Регистра РФ, в котором содержатся указания по разбивке фидеров ответственных потребителей по секциям сборных шин, ГРЩ. Разбивку производим с учетом равномерности нагрузки каждой секции. Компоновка потребителей по распределительным щитам (РЩ) производится с учетом их назначения (например, щит вентиляции трюмов и т.д.), а также расположения потребителей на судне (например, щит, обеспечивающий питание сепараторов и насосов МКО, щит освещения МКО и т.д.). Все фидеры на схеме пронумерованы согласно нумерации в таблице «РЩ».

8.3 Выбор силовых кабелей и шин распределительных устройств

Передача электроэнергии от генераторов до главного распределительного щита и от главного распределительного щита до потребителей осуществляется кабелями.

При выборе типа кабеля учитываем условия, в которых будет работать кабель. Из условия монтажа на судах и с учетом механической прочности существующими правилами и нормами определяются максимальные и минимальные сечения кабеля, допустимые к прокладке.

Расчет кабельной сети включает в себя следующие этапы:

- определение рабочих токов в кабелях;

- выбор сечения кабелей с учетом условий прокладки;

- определение потери напряжения в кабельной сети.

Сечение жил кабеля определяется с помощью таблиц норм нагрузки на электрические кабели и провода (приложение10 [2]) по величине расчетного тока кабеля по формуле:

(25)

где I_раб – действительный ток, протекающий по кабелю;

К₁ – коэффициент, учитывающий уменьшение допустимой нагрузки кабеля в связи с ухудшением теплоотдачи:

К₁ = 0,8 – для двухрядных пучков;

К₂ – коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля, определяемый по формуле:

(26)

где t₃ – суммарное время работы кабеля под нагрузкой.

(для генератора)

Выбор кабеля по напряжению сводится к сопоставлению номинального напряжения, под которым находится кабель, U_к с номинальным напряжением кабеля U_к.н. При этом должно выполняться условие:

(27)

Потери напряжения в трехфазной сети переменного тока без учета индуктивного сопротивления кабеля можно определить по формуле:

(28)

где – I _н cosj - номинальная активная составляющая тока приемника

l – длина кабеля в метрах;

g – удельная проводимость меди;

S – сечение жилы кабеля в мм²;

U – линейное напряжение сети, В.

(для генератора)

Правилами регламентируются потери напряжения от ГРЩ до каждого потребителя. В настоящее время действуют следующие нормы потерь напряжения на кабелях:

- от генератора до ГРЩ – не более 1%;

- от ГРЩ до потребителей;

- освещения – не более 5% при U_н > 30 В и не более 10% при U_н£ 30 В;

- силовых потребителей – не более 7% при длительном режиме работы и не более 10% при кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы;

- щита радиостанции и кабеля для зарядки аккумуляторных батарей – не более 5%.

Длину генераторного кабеля принимают равной 10 метрам.

Выбор шин распределительного устройства производят исходя из наибольшего длительного тока нагрузки на шины, определяемого по формуле:

(29)

где К_н.з. = 1,15 – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки шин по длине;

n – число установленных генераторов.

Величина расчетного тока определяется с учетом температуры окружающей среды (внутри ГРЩ). При водозащищенном исполнении щита температура воздуха внутри щита составляет 52- 56⁰С. Расчетный ток находится по формуле:

(30)

где Q_среды – температура окружающей среды;

90⁰ – максимально допустимая длительная температура нагрева шин.

По расчетному току выбираем сечение шин по таблицам допустимых норм нагрузки на медные шины [2].

Расчетные значения токов кабелей, их марки и сечения заносим в таблицу «РЩ».

8.4 Заполнение таблицы «РЩ»

В таблице «РЩ» выполняем следующее:

- Указываем название рассчитываемого щита (РЩ);

- В столбец «Наименование потребителя/фидера» вводим наименование потребителей, получающих питание от данного щита (Рулевая машина);