Судовые автоматизированные электроэнергетические системы

Современные суда как транспортные, так и в особенности технического флота характеризуется высокой степенью электрификации вспомогательных механизмов, а также наличием других крупных потребителей электроэнергии, в том числе бытовых (камбузные плиты, кондиционеры, осветительные приборы и т.п.).

Поэтому мощности судовых электростанций достигают сотен киловатт и в некоторых случаях составляют 20 – 30 % от мощности главной установки. В связи с этим правильный выбор типа, мощности и числа агрегатов судовой электростанции имеет большое практическое значение при проектировании и эксплуатации электрифицированных судов, так как в значительной степени определяет величину первоначальных затрат и эксплуатационных расходов и оказывает значительное влияние на экономические показатели всего судна.

Помимо выше перечисленного также необходимо правильно выбрать схему и аппараты защиты системы от токов короткого замыкания.

Цель и задачи работы

Целью курсового проекта является закрепление и углубление знаний полученных студентами специальности 180407.65 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» в процессе изучения дисциплины "Судовые автоматизированные электроэнергетические системы".

А также, приобретение ими практических навыков в работе с нормативными документами, учебной литературой, справочниками, электронными источниками информации при расчете статических и динамических режимов электрической установки и для рационального выбора источников электроэнергии, гребных электрических двигателей, преобразователей электрической энергии, коммутационно-защитных аппаратов и устройств автоматизации.

Задачи работы - на основании известных конструкционных и технических параметров судна спроектировать и рассчитать судовую автоматизированную электроэнергетическую систему.

При этом необходимо произвести расчет желаемых механических характеристик электродвигателя, внешних характеристик преобразователей и тиристорного возбудителя, а также изменение параметров в частичных режимах работы и при разгоне двигателя.

Таблица 1 – исходные данные

1.              Расчет судовой электростанции

В настоящее время общепринятым является табличный метод расчета мощности судовых электростанций – он используется в практике всех проектных организаций, проектирующих вспомогательные механизмы и судовое электрооборудование речных судов.

Достоинством этого метода является большая надежность, возможность анализа работы любого отдельного механизма или приёмника электроэнергии во всех режимах работы судна, возможность определения некоторых дополнительных показателей (расчетных значений реактивной мощности, средневзвешенного cos f и др.)

Однако табличный метод имеет ряд существенных недостатков, главным из которых является его сравнительно невысокая точность, определяемая произвольным выбором некоторых коэффициентов, а так же трудоемкость

И грамотность выполняемых расчетов.

1.1 Определение мощности судовой электростанции

В основе табличного метода лежит составление таблицы в следующих основных режимах работы судна:

1 .Стоянка без грузовых операций.

В режиме стоянки без грузовых операций главные двигатели и их вспомогательные механизмы не работают, не работают палубные механизмы, а также устройства радиооборудования (кроме судовой трансляции) и электрорадионавигации.

В этом режиме работает судовое освещение, бытовое электрооборудование, отопительные котлы, некоторые механизмы судовых систем и устройств (например, санитарный насос, осушительный насос для сбора и перекачки подсланевых вод).

2. Маневрирование.

Термин «Маневрирование» включает в себя различные варианты работы судна: съёмка судна с якоря, шлюзование, подход к причалу, швартовка и т.д. Общим для всех этих случаев является интенсивность работы таких судовых палубных механизмов как брашпиль, шпиль, рулевого устройства, буксирной лебёдки. Одновременно с этим работают ещё и главные двигатели, а так же обслуживающие их механизмы судовых систем и устройств, в ночное время является задействовано наружное освещение.

Таким образом, этот режим является одним из наиболее тяжелых для судовой электростанции—как вследствие наибольшей суммарной мощности, потребляемой приёмниками электроэнергии, так и в смысле резких набросов и сбросов нагрузки при подключении или отключении крупных электродвигателей, таких например как электродвигатели брашпиля или пожарного насоса.

3. Ходовой режим

Для данного судна этот режим является наиболее продолжительным в случае «ход с составом». В этом режиме работают главные двигатели, а значит и вспомогательные механизмы, обслуживающие их (охлаждающие насосы, топливные насосы, масленые насосы и т.д.), а также механизмы судовых устройств.

Из палубных механизмов работает рулевого устройства. В этом режиме включается аппаратура автоматики и дистанционное управление главными двигателями, нагревательные устройства, радиооборудование, электронавигационное оборудование. Включается освещение и сигнално-осветительные огни, работают бытовые потребители, в том числе и камбузная плита.

В.А. Черняев Краткий курс автоматизированных гребных электрических установок рыбопромысловых судов: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / Астрахан.гос. техн. Ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. 240 с.

Гребные электрические установки: Справочник/ Е.Б. Айзенштад, Ю.М. Гилерович, Б.А. Горбунов, В.В. Сержантов, . – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1985, - 304 с., ил.

Акулов Ю.И. Гребные электрические установки