Определение мощности СЭС табличным методом

 

Для определения мощности и числа генераторов судовой электростанции необходимо рассчитать суммарные мощности, потребляемые потребителями электростанции в следующих режимах работы:

- ходовом;

- стоянке без грузовых операций, производимых судовыми средствами;

- стоянка с выполнением грузовых операций;

- маневренном;

- аварийном.

Режимы необходимы для выбора количества и мощности генераторов судовой электростанции только с точки зрения безопасности мореплавания.

Исходными данными для табличного метода является перечень потребителей энергии судовой электростанции, подразделяемых на следующие основные группы:

* палубные механизмы;

* механизмы машинно-котельного отделения;

* механизмы систем и устройств;

* радиооборудование и навигационные приборы;

* судовое освещение;

* бытовые механизмы;

* механизмы холодильной установки;

* прочие потребители.

При выборе электродвигателя [6] его тип заносится в графу «Тип ЭД». Для привода того или иного механизма не всегда удается подобрать такой двигатель, номинальная мощность на валу которого Р_дв была бы равной мощности механизма Р_мех. В этом случае выбирают двигатель несколько большей мощности с коэффициентом использования. Значение к_исп заносят в графу «коэффициент Использования».

 

(1)

 

Например, для рулевого устройства требуется мощность 50 кВт, но т.к. не удаётся подобрать двигатель, номинальная мощность которого была бы равна мощности механизма, то берём двигатель с несколько завышенной мощностью. АО 2-82-4М с мощностью 55 кВт. Коэффициент загрузки выбирают с учетом рекомендаций табл. 2.3 (Методические указания к выполнению курсового проекта). Его максимальное значение не должно превышать отношения:

 

 

Если для того или иного механизма в таблице не приведены значения Коэффициента загрузки то считаем по формуле, указанной выше. Например:

 

 

Для механизмов, работающих на открытой палубе, следует выбирать электродвигатели водозащищенного исполнения (типа МЗРК, МАФ, МАП). Для механизмов, работающих внутри судовых помещений, применяются электродвигатели брызгозащищенного исполнения (типа 4А, АМ, АО2-М) или водозащищенные по линии вала (типа АОМ, АМО). Тип электродвигателя, значения номинальной мощности на его валу, номинальный cosj и КПД заносятся соответственно в одноименные графы.

Для привода машинного преобразователя следует выбирать асинхронный двигатель с учетом КПД преобразователя. Для приводов насосов вентиляторов следует применять высокоскоростные двигатели.

В графу «Активная мощность» заносится суммарная установленная активная мощность потребителей, определяемая по выражению:

 

(2)

 (для рулевого устройства)

 

По известной активной мощности и номинальному коэффициенту мощности определяют значение суммарной установленной реактивной мощности и заносят в графу «Реактивная мощность»:

 

Q = P₍₁₃₎*tgj = P₍₁₃₎ tg(arccosj₍₈₎)(3)

Q = 35, 68*tg(arccos(0.92)) = 15, 20 кВт (для рулевого устройства)

 

Далее выполняются расчеты по определению потребляемых мощностей отдельных потребителей, представленных в таблице1, в различных режимах судна. Установленные на судне потребители электроэнергии во многих случаях не полностью используются по мощности, поэтому при расчете действительной потребляемой мощности необходимо учитывать коэффициент загрузки механизма. Фактическую загрузку электродвигателя характеризует коэффициент загрузки К_з (заносится в графу «коэффициент Загрузки»), равный

 

К_з = К_зм К_исп(4)

К_з = 0, 6 0, 92 = 0, 55 (для рулевого устройства)

При недогрузке двигателя коэффициент мощности(cosj) и КПД (h) его снижаются. Поэтому для определения фактически потребляемой мощности необходимо пользоваться значениями, которые заносятся в соответствующие графы таблицы. Имея в виду, что не все одноименные потребители работают одновременно, вводят коэффициент одновременности К_о (графа «коэффициент одновременности), равный отношению числа работающих потребителей к общему числу установленных:

 

К_о = m_раб/m (5)

 

К_о = 1/2 = 0, 5 (для рулевого устройства)

Таким образом, активная потребляемая мощность (графа «Активная мощность») одноименных потребителей равна:

 

(6)

 (для рулевого устройства)

 

Реактивная потребляемая мощность (графа «Реактивная мощность»):

 

Q_пот = Р_пот tgj(7)

Q_пот = 10, 37 tg(arcos(0.89)) = 6.15 кВт (для рулевого устройства)

 

После заполнения таблицы для всех групп потребителей подсчитываем потребляемые мощности в каждом из режимов (å Р_пот и å Q_пот), причем суммарные потребляемые мощности кратковременно работающих потребителей подсчитывают отдельно.

В связи с различным характером нагрузки разных групп потребителей было бы неправильно считать, что нагрузка на генераторы равна суммарной потребляемой (å Р_пот). Фактическая нагрузка на генераторы меньше и будет тем меньше, чем вероятнее неодновременная работа различных групп потребителей и несовпадение максимумов нагрузок у приемников в каждой из групп.

В таблице нагрузок эти факторы учитываются энергетическим коэффициентом одновременности К_ор для каждого из режимов работы судна. Для постоянно работающих потребителей он находится в пределах 0, 75 - 0, 95. Верхний предел характерен для ходового и аварийного режимов, когда удельное значение приемников с постоянным графиком нагрузки очень велико, меньше же значения К_ор соответствует режиму стоянки.

Принимаем следующие значения К_ор:

- для аварийного режима К_ор = 0, 95;

- для ходового режима К_ор = 0, 85;

- для маневренного режима К_ор = 0, 8.

Для кратковременно работающих потребителей энергетический коэффициент одновременности принимается в пределах 0, 3-0, 6. Для аварийного и ходового режимов берется максимальное значение коэффициента. Таким образом, суммарные потребляемые мощности для длительно работающих потребителей по режимам работы судна определяются как:

 

Р_{å дл} = К_ор å Р_пот, кВт(8)

Q_{å дл} = К_ор å Q_пот, кВар(9)

 

Аналогично рассчитывается суммарная мощность для кратковременно работающих потребителей. Суммарная потребляемая мощность всех работающих аппаратов равна:

 

å Р = Р_{å дл} + Р_{å кр}, (10)

å Q = Q_{å дл} + Q_{å кр} (11)

 

С учетом 5% потерь в судовой сети получим:

 

Р = 1, 05 å Р, (12)

Q = 1, 05 å Q (13)

 

Полную мощность находят по формуле:

 

 (14)

 

Средневзвешенный коэффициент мощности для каждого режима работы находится из выражения:

 

cos 106 \f " Symbol" \s 12_срв = Р/S (15)

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: