Расчет и выбор защитных коммутационных аппаратов и электроизмерительных приборов

курсовая работа

Раздел 1. Расчет мощности и выбор числа и типов генераторных агрегатов (ГА)

Табличный метод расчета мощности ГА

Расчет таблицы нагрузок рассмотрим на примере компрессора.

1. Номер по порядку в таблице нагрузок:

8.

2. Наименование потребителя:

компрессор.

3. Количество однородных потребителей:

n=1

4. Мощность на валу механизма:

P=12 кВт

5. Тип электродвигателя:

ТАМ-62-4.

6. Номинальная мощность электродвигателя:

Рн=12кВт.

7. Номинальный КПД электродвигателя:

=88,5

8. Номинальный коэффициент мощности электродвигателя:

COS =0,89

Коэффициент использования электродвигателя:

===1

Активная потребляемая мощность однородных потребителей:

Рп = = = 13,56 кВт

Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей:

Qп = Рп · tg = 13,56*0,5113=6,93кВАр

Перечень расчетных данных судовой электростанции в режиме СТОЯНКИ судна

№ п/п

Наименование потребителя

Количество штук

КПД

COS ц1

Потр.мощн.

кВт

кВАр

1

Рулевая машина

2

0

0

0

0

0

0

0

2

Шлюпочная лебедка

2

0

0

0

0

0

0

0

3

Пожарный насос

1

0,7

0,7

0,83

0,75

1

16,87

14,87

4

Балластный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

5

Масляный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

6

Топливо подкачивающий насос

1

0

0

0

0

0

0

0

7

Сепаратор топлива

1

0,8

0,8

0,91

0,87

1

2,64

1,49

8

Компрессор

1

0,8

0,8

0,83

0,8

1

11,57

8,70

9

Санитарный насос забортной воды

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

10

Насос осушительный

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

2,17

1,11

11

Вентилятор МКО

1

0

0

0

0

0

0

0

12

Шпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

13

Брашпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

14

Камбузная плита

1

0,5

0,5

0,8

0,7

1

18,75

19,16

15

Зарядное устройство

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

2,17

1,11

16

Радиооборудование

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,63

0,83

17

Преобразователь

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,09

0,56

18

Санитарный насос питьевой

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

19

Масло перекачивающий насос

1

0,8

0,8

0,91

0,87

1

5,27

2,98

20

Грузовой насос

1

1,0

1,0

0,83

0,82

1

150,60

105,00

21

Насос гидрофор

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

22

Циркуляционный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

23

Фекальный насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

5,43

2,78

24

Освещение

0,5

0,5

0,90

0,77

1

0,83

0,69

25

Прожектор

2

0

0

0

0

0

0

0

Коэффициент загрузки в режиме:

= 0,8

Фактический коэффициент загрузки:

= · =0,8*1= 0,8

КПД в зависимости от загрузки:

=0,83

Коэффициент мощности в зависимости от загрузки:

COS =0,8

Коэффициент одновременности работы однородных потребителей:

= = = 1

Активная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Рp = = = 11,57 кВт

Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Qp = Рp · tg = 11,57 *0,7517=8,70 кВАр

Суммарная мощность продолжительно работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,9 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? =0,9*1,05*(3,26+2,17+2,17+1,63+1,09+3,26+150,6+3,26+5,43) = =163,36кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? =0,9*1,05*(1,67+1,11+1,11+0,83+0,56+1,67+105,0+1,67+2,78) = =109,998кВАр

Суммарная мощность кратковременно (периодически) работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,45 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? =0,45*1,05*(16,87+2,64+11,57+18,75+5,27+0,83) = 26,43 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? =0,45*1,05*(14,87+1,49+8,70+19,16+2,98+0,69) = 22,63 кВАр

Суммарная мощность в режиме:

АКТИВНАЯ

= + = 163,36+26,43 = 189,79 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= + = 109,998+ 22,63 = 132,628 кВАр

Полная мощность в режиме:

= = 231,54 кВАр

Средневзвешенный коэффициент мощности:

COS = = = 0,82

Перечень расчетных данных судовой электростанции в ШВАРТОВНОМ режиме работы судна

№ п/п

Наименование потребителя

Количество штук

КПД

COS ц1

Потр.мощн.

кВт

кВАр

1

Рулевая машина

2

0,4

0,4

0,75

0,62

1

11,73

14,86

2

Шлюпочная лебедка

2

0

0

0

0

0

0

0

3

Пожарный насос

1

0,5

0,5

0,8

0,7

1

12,5

12,75

4

Балластный насос

1

1,0

1,0

0,83

0,82

1

36,14

25,20

5

Масляный насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

6

Топливо подкачивающий насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

7

Сепаратор топлива

1

0,8

0,8

0,91

0,87

1

2,64

1,49

8

Компрессор

1

1,0

1,0

0,83

0,82

1

14,46

10,08

9

Санитарный насос забортной воды

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

10

Насос осушительный

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

2,17

1,11

11

Вентилятор МКО

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

5,43

2,78

12

Шпиль

1

0,8

0,8

0,83

0,8

1

17,35

13,04

13

Брашпиль

1

0,8

0,8

0,83

0,8

1

13,49

10,14

14

Камбузная плита

1

0,5

0,5

0,8

0,7

1

18,75

19,16

15

Зарядное устройство

1

0

0

0

0

0

0

0

16

Радиооборудование

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,63

0,83

17

Преобразователь

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,09

0,56

18

Санитарный насос питьевой

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

19

Масло перекачивающий насос

1

0

0

0

0

0

0

0

20

Грузовой насос

1

0

0

0

0

0

0

0

21

Насос гидрофор

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

22

Циркуляционный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

23

Фекальный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

24

Освещение

0,4

0,4

0,89

0,76

1

0,67

0,57

25

Прожектор

2

1,0

1,0

0,92

0,89

1

4,35

2,22

Коэффициент загрузки в режиме:

= 1,0

Фактический коэффициент загрузки:

= · =1,0*1= 0,8

КПД в зависимости от загрузки:

=0,83

Коэффициент мощности в зависимости от загрузки:

COS =0,82

Коэффициент одновременности работы однородных потребителей:

= = = 1

Активная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Рp = = = 14,46 кВт

Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Qp = Рp · tg = 14,46 *0,6972=10,08 кВАр

Суммарная мощность продолжительно работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,7 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? = =0,7*1,05*(36,14+3,26+3,26+14,46+3,26+2,17+5,43+1,63+1,09+3,26+3,26+4,35) = 59,95 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ?=0,7*1,05*(25,20+1,67+1,67+10,08+1,67+1,11+2,78+0,83+0,56+1,67+2,22) = 36,35кВАр

Суммарная мощность кратковременно (периодически) работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности =0,45 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? = 0,45*1,05*(11,73+12,5+2,64+17,35+13,49+18,75+0,67) = 36,44кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? = 0,45*1,05*(14,86+12,75+1,49+13,04+10,14+19,16+1,67+0,57) = =34,81кВАр

Суммарная мощность в режиме:

АКТИВНАЯ

= + =96,39 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= + =71,16 кВАр

Полная мощность в режиме:

= = 119,81кВАр

Средневзвешенный коэффициент мощности:

COS = = =0,8

Перечень расчетных данных судовой электростанции в ХОДОВОМ режиме работы судна

№ п/п

Наименование потребителя

Количество штук

КПД

COS ц1

Потр.мощн.

кВт

кВАр

1

Рулевая машина

2

0,4

0,4

0,75

0,62

1

11,73

14,86

2

Шлюпочная лебедка

2

0

0

0

0

0

0

0

3

Пожарный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

4

Балластный насос

1

1,0

1,0

0,83

0,82

1

36,14

25,20

5

Масляный насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

6

Топливо подкачивающий насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

7

Сепаратор топлива

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

8

Компрессор

1

0,8

0,8

0,83

0,8

1

11,57

8,70

9

Санитарный насос забортной воды

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

10

Насос осушительный

1

0

0

0

0

0

0

0

11

Вентилятор МКО

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

5,43

2,78

12

Шпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

13

Брашпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

14

Камбузная плита

1

0,5

0,5

0,8

0,7

1

18,75

19,16

15

Зарядноеустройство

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

2,17

1,11

16

Радиооборудование

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,63

0,83

17

Преобразователь

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,09

0,56

18

Санитарный насос питьевой

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

19

Масло перекачивающий насос

1

0

0

0

0

0

0

0

20

Грузовой насос

1

0

0

0

0

0

0

0

21

Насос гидрофор

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

22

Циркуляционный насос

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

4,35

2,22

23

Фекальный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

24

Освещение

0,4

0,4

0,89

0,76

1

0,67

0,57

25

Прожектор

2

1,0

1,0

0,92

0,89

1

4,35

2,22

Коэффициент загрузки в режиме:

= 0,8

Фактический коэффициент загрузки:

= · =0,8*1= 0,8

КПД в зависимости от загрузки:

=0,83

Коэффициент мощности в зависимости от загрузки:

генераторный коммутационный электростанция мощность

COS =0,8

Коэффициент одновременности работы однородных потребителей:

= = = 1

Активная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Рp = = = 11,57 кВт

Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Qp = Рp · tg = 11,57 *0,7517=8,70 кВАр

Суммарная мощность продолжительно работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,7 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? = =0,7*1,05*(36,14+3,26+3,26+3,26+3,26+5,43+2,17+1,63+1,09+3,26+4,35+4,35) =52,52 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ?= =0,7*1,05*(25,20+1,67+1,67+1,67+1,67+2,78+1,11+0,83+0,56+1,67+1,67+2,22+2,22) = =33,03кВАр

Суммарная мощность кратковременно (периодически) работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,45 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? = 0,45*1,05*(1,73+11,57+18,75+0,67) =20,18 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? = 0,45*1,05*(14,86+8,70+19,16+0,57) =20,45 кВАр

Суммарная мощность в режиме:

АКТИВНАЯ

= + =52,52 + 20,18 = 72,7 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= + =33,03 + 20,45 = 53,48 кВАр

Полная мощность в режиме:

= = 90,25 кВАр

Средневзвешенный коэффициент мощности:

COS = = = 0,81

Перечень расчетных данных судовой электростанции в АВАРИЙНОМ режиме работы судна

№ п/п

Наименование потребителя

Количество штук

КПД

COS ц1

Потр.мощн.

кВт

кВАр

1

Рулевая машина

2

0,5

0,5

0,8

0,7

1

13,75

14,05

2

Шлюпочная лебедка

2

0,8

0,8

0,91

0,87

1

7,03

3,97

3

Пожарный насос

1

1,0

1,0

0,83

0,82

1

24,10

16,80

4

Балластный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

5

Масляный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

6

Топливо подкачивающий насос

1

0

0

0

0

0

0

0

7

Сепаратор топлива

1

0,8

0,8

0,91

0,87

1

2,64

1,49

8

Компрессор

1

0,8

0,8

0,83

0,8

1

11,57

8,70

9

Санитарный насос забортной воды

1

0

0

0

0

0

0

0

10

Насос осушительный

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

2,17

1,11

11

Вентилятор МКО

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

5,43

2,78

12

Шпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

13

Брашпиль

1

0

0

0

0

0

0

0

14

Камбузная плита

1

0

0

0

0

0

0

0

15

Зарядное устройство

1

0

0

0

0

0

0

0

16

Радиооборудование

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,63

0,83

17

Преобразователь

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

1,09

0,56

18

Санитарный насос питьевой

1

0

0

0

0

0

0

0

19

Масло перекачивающий насос

1

0

0

0

0

0

0

0

20

Грузовой насос

1

0

0

0

0

0

0

0

21

Насос гидрофор

1

1,0

1,0

0,92

0,89

1

3,26

1,67

22

Циркуляционный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

23

Фекальный насос

1

0

0

0

0

0

0

0

24

Освещение

0,6

0,6

0,9

0,8

1

1,00

0,75

25

Прожектор

2

1,0

1,0

0,92

0,89

1

4,35

2,22

Коэффициент загрузки в режиме:

= 0,8

Фактический коэффициент загрузки:

= · =0,8*1= 0,8

КПД в зависимости от загрузки:

=0,83

Коэффициент мощности в зависимости от загрузки:

COS =0,8

Коэффициент одновременности работы однородных потребителей:

= = = 1

Активная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Рp = = = 11,57 кВт

Реактивная потребляемая мощность однородных потребителей в режиме:

Qp = Рp · tg = 11,57 *0,7517=8,70 кВАр

Суммарная мощность продолжительно работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 1,0 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? = 1,0*1,05*(24,10+2,17+5,43+1,63+1,09+3,26+4,35) = 44,13 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? = 1,0*1,05*(16,08+1,11+2,78+0,83+0,56+1,67+2,22 = 27,27 кВАр

Суммарная мощность кратковременно (периодически) работающих потребителей в режиме с учетом общего коэффициента одновременности = 0,45 и коэффициента потерь в сети = 1,05:

АКТИВНАЯ

= · ? =0,45*1,05*(13,75+7,03+2,64+11,57+1,0) = 17,01 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= · ? = 0,45*1,05*(14,05+3,97+1,49+8,7+0,75) = 13,68 кВАр

Суммарная мощность в режиме:

АКТИВНАЯ

= + =44,13+17,01 = 61,14 кВт

РЕАКТИВНАЯ

= + = 27,27 + 13,68 = 40,95 кВАр

Полная мощность в режиме:

= = 73,59 кВАр

Средневзвешенный коэффициент мощности:

COS = = = 0,83

Определение количества и мощности генератора

Итоговые значения нагрузки электростанции в различных режимах работы служат основанием для выбора количества и мощности генераторов, устанавливаемых на судовой электростанции.

Также необходимо учитывать следующие требования:

- Загрузка генераторов, работающих в различных режимах, должна быть наибольшей. Однако при этом лучшим следует считать такой вариант, в котором все генераторы (основные и резервные) по типу и мощности одинаковы. Загрузка генераторов составляет 70-80% номинальной мощности.

- Необходимо, чтобы в длительном режиме работе - ходовом - загрузка генератора составляла 80%.

- В относительно кратковременном режиме (аварийный) загрузка может быть 70% и несколько меньше.

- Длительность стоянки судов может быть близка к длительности хода, поэтому генераторы, работающие в режиме стоянки, также должны иметь наибольшую нагрузку.

- Обеспечить наиболее высокую загрузку генераторов можно всегда, если стремиться к разукрупнению мощностей и увеличению количества генераторов, используя параллельную работу.

- Кроме выше перечисленных требований необходимо учитывать и требования Речного Регистра, основным из которых является запас мощности 20-30% от номинальной.

Учитывая все эти требования, на основании таблицы нагрузок, для своей электростанции я выбираю 2 генератора серии МСК 113-4 мощностью по 300 кВт, один главный, один аварийный.

Делись добром ;)