Файл: Сээс 1.docx

ВВЕДЕНИЕ
Наиболее важным техническим средством судна является судовая энергетическая система (СЭЭС)[1].

Она является многофункциональной системой, поскольку выполняет несколько функций: выработку, распределение, передачу и потребление электроэнергии.

Проектирование СЭЭС отличается рядом особенностей и требует специального подхода, который необходим для формулировки общих условий, обеспечивающих успешную работу ряда независимых частей при объединении их в единое целое.

СЭЭС - состоит из ряда подсистем, объединенных общей целью функционирования. Процесс функционирования СЭЭС в значительной степени имеет вероятностный характер. Это связано в основном со случайным характером процесса потребления электроэнергии, а также с влиянием окружающей среды и отказами элементов СЭЭС. Обеспечение высоких показателей качества электроэнергии при большом количестве ответственных потребителей и недетерминированном режиме их работы требует высокой степени автоматизация СЭЭС[4].

Успешное проектирование СЭЭС возможно лишь на основе системного подхода. Основной тезис системного подхода - максимальный учет взаимосвязей разрабатываемой системы с другими системами, и отдельными подсистемами между собой. Системный подход требует исследования возможно большего числа вариантов решения задач проектирования и выбор оптимального варианта системы, который позволит снизить стоимость проектирования и изготовления системы обеспечить ее эффективную эксплуатацию.

Электрооборудование судов включает в себя судовые электростанции (СЭС), электрические сети и потребителей электроэнергии.

Судовая электростанция представляет собой совокупность источников электрической энергии и так называемого главного электрораспределительного щита, расположенных в одном или нескольких помещениях судна. В зависимости от назначения, СЭС разделяются на основные, аварийные и станции гребных электрических установок. Все судовые электростанции обычно соединены между собой.

По назначению потребители разделяются на следующие основные группы[6]:

- электромеханизмы судовой энергетической установки (СЭУ);

- электромеханизмы судовых систем и устройств

---

;

- палубные электромеханизмы;

- осветительные установки и устройства;

- устройства связи, сигнализации и управления;

- электромеханизмы технологических установок;

- прочие электромеханизмы и приборы.

По степени важности все потребители электроэнергии делятся на три группы:

- ответственные (радио- и гидролокационные устройства, приборы управления судном, водоотливные и противопожарные средства, сигнальные огни и т.д.);

- малоответственные (вентиляторы бытовых помещений, бытовые электроприборы и т.д.);

- особо ответственные (обеспечиваются питанием не менее чем от 2-х источников энергии).

В общем случае можно говорить о применении в судовых электроэнергетических системах постоянного или трехфазного переменного тока. Решающим фактором в этом вопросе являются требования потребителей электроэнергии. Если на данном судне устанавливаются в подавляющем количестве и по суммарной мощности потребители переменного тока, то основной род тока СЭС также должен быть переменным. При этом потребители постоянного тока будут получать питание посредством преобразователей [5].

1 Перечень потребителей электроэнергии СЭЭС

Для расчета мощности судовой электросети необходимо внести в таблицу 1 следующие необходимые параметры: наименование потребителя, количество потребителей, потребляемую мощность, тип электродвигателя (при наличии), КПД, номинальный коэффициент мощности (COSφ), коэффициент использования электродвигателя (К1), а также tg , опеределяемый по коэффициенту мощности[3].

Перечень потребителей представлены в Таблице 1.

Таблица 1 - Перечень потребителей электроэнергии СЭЭС

№ п/п	Наименование по- требителей	Кол-во шт	Рм кВт	Тип электродвига- теля	КПД %	COSφ
1	Лебедка шлюпочная	1	3.5	МАП221-4	75	071
2	Насос фекальный	1	3.5	МАП221-4	75	0.71
3	Насос питательный	2	2.2	АИР80В2	81	0.85
4	Насос циркуляционный	1	2.2	АИР80В2	81	0.85
5	Вентилятор МО	2	3.5	МАП221-4	76	0.75
6	Вентилятор столовой и камбуза	2	0.37	АИР63А2	69	0.81
7	Вентилятор прачечной, душевой и уборной	1	0.25	АИР56В2	68	0.81
8	Насос забортной воды	2	2.5	МАП122-4	82	0.78
9	Насос топливный	1	1,5	АИР80А2	78.5	0.84
10	Насос циркулярной горячей воды	1	0.55	АИР71В6	65	0.72
11	Насос масляный	1	1.5	АИР80А2	78.5	0.84
12	Насос масляный резервный главных двигателей	1	5.0	МАП421-4	75	0.82
13	Насос балластно-осушительный	1	5.5	МАП421-6	70.5	0.71
14	Насос пожарный	2	15	МАП422-6	80	0.75
15	Брашпиль	1	6/3,5	МАП421-4/12	72	0.76
16	Шпиль	1	5.5/2.5	МАП421-6/12	71.5	0.75
17	Лебедка Буксирная	1	8	МАП421-4	75	0.82
18	Компрессор	1	8	МАП421-4	75	0.82
19	Электроточило	1	0.36	-	68	0.75
20	Электрокамбузная плита	1	10	-	74	0.76
21	Электрокипятильник	1	2.1	-	99	0.99
22	Освещение	-	9	-	85	1
23	Прожектор	8	11	-	85	1
24	Зарядное устройство	1	2	-	68	0.86
25	Сварочный трансформатор	1	9	-	96	0.86
26	Радионавигационное оборудование	1	5	-	85	0.8
27	Электрогрелки	1	10	-	98	0.99
28	Прочая электрическая нагрузка	-	14	-	85	1

---

2 Расчет данных судовой электростанции в режиме стоянки судна

Расчет активной и реактивной мощности для стояночного режима судна, при К1 = 1, производится по формулам:

(1)

(2)

Фактический коэффициент загрузки по потребителям находится по формуле:

(3)

Коэффициент одновременной работы одноименных потребителей находится по формуле:

(4)

Лебедка шлюпочная

Pр= РнnK3K0/ K1=3.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.53 кВАр

Насос фекальный

Pр= РнnK3K0/ K1=3.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.53 кВАр

Насос питательный

Pр= РнnK3K0/ K1=2.2 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.34 кВАр

Вентилятор столовой и камбуза

Pр= РнnK3K0/ K1=0.74 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.53 кВАр

Насос забортной воды

Pр= РнnK3K0/ K1=5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 4 кВАр

Насос циркулярной горячей воды

Pр= РнnK3K0/ K1=0.55 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.385 кВАр

Насос масляный

Pр= РнnK3K0/ K1=1.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.48 кВАр

Компрессор

Pр= РнnK3K0/ K1=8 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 5.6 кВАр

Электрочило

Pр= РнnK3K0/ K1=0.36 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.31 кВАр

Электрокамбузная плита

Pр= РнnK3K0/ K1=10 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 8.6 кВАр

Электрокипятильник

Pр= РнnK3K0/ K1=2.1 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.29 кВАр

Освещение

Pр= РнnK3K0/ K1=4.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.25 кВАр

Зарядное устройство

Pр= РнnK3K0/ K1=2 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.18 кВАр

Сварочный трансформатор

Pр= РнnK3K0/ K1=9 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 5.31 кВАр

Радионавигационное оборудование

Pр= РнnK3K0/ K1=5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.75 кВАр

Электрогрелки

Pр= РнnK3K0/ K1=10 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.4 кВАр

Прочая электрическая нагрузка

Pр= РнnK3K0/ K1=5.6 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.8 кВАр

Перечень расчетных данных для стояночного режима представлен в таблице 2:


Таблица 2 - Расчетные данные судовой электростанции в режиме стоянки

№ п/п	Наименование потребителя	Кол-во шт.	К2	К3	ηн КПД %	COSφ1	Ко	Потр. мощность
								Рр кВт	Qр кВАр
1	Лебедка шлюпочная	1	(1.0)	1.0	75	071	1	3.5	3.53
2	Насос фекальный	1	1.0	1.0	75	0.71	1	3.5	3.53
3	Насос питательный	2	(1.0)	1.0	81	0.85	1	2.2	3.34
4	Вентилятор столовой и камбуза	2	1.0	1.0	69	0.81	1	0.74	0.53
5	Насос забортной воды	2	(1.0)	1.0	82	0.78	1	5	4
6	Насос циркулярной горячей воды	1	1	1	65	0.72	-	0.55	0.38
7	Насос масляный	1	1.0	1.0	78.5	0.84	1	1.5	1.48
8	Компрессор	1	(1.0)	1.0	75	0.82	1	8	5.6
9	Электроточило	1	(1.0)	1.0	68	0.75	1	0.36	0.31
10	Электрокамбузная плита	1	0.5	0.5	74	0.76	1	10	8.6
11	Электрокипятильник	1	(1.0)	1.0	99	0.99	1	2.1	0.29
12	Освещение	-	0.5	0.5	85	1	1	4.5	2.25
13	Зарядное устройство	1	(0.8)	0.8	68	0.86	1	2	1.18
14	Сварочный трансформатор	1	(1.0)	1.0	96	0.86	1	9	5.31
15	Радионавигационное оборудование	1	(1.0)	1.0	85	0.8	1	5	3.75
16	Электрогрелки	1	1.0	1.0	98	0.99	1	10	1.4
17	Прочая электрическая нагрузка	-	0.5	0.5	85	1	1	5.6	2.8

---

3 Расчет данных судовой электростанции в швартовом режиме

Расчет активной и реактивной мощности для швартовного режима работы судна, при К1 = 1, производится по формулам:

(5)

(6)

Фактический коэффициент загрузки по потребителям находится по формуле:

(7)

Коэффициент одновременной работы одноименных потребителей находится по формуле:

(8)

Насос питательный

Pр= РнnK3K0/ K1=2.2 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.36 кВАр

Вентилятор МО

Pр= РнnK3K0/ K1=3.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.08 кВАр

Вентилятор столовой и камбуза

Pр= РнnK3K0/ K1=0.37 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.26 кВАр

Вентиляция прачечной и душевой

Pр= РнnK3K0/ K1=0.25 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.18 кВАр

Насос забортной воды

Pр= РнnK3K0/ K1=2.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2 кВАр

Насос топливный

Pр= РнnK3K0/ K1=1.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.97 кВАр

Насос циркулярной горячей воды

Pр= РнnK3K0/ K1=0.55 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.385 кВАр

Насос масляный

Pр= РнnK3K0/ K1=1.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.48 кВАр

Брашпиль

Pр= РнnK3K0/ K1=6 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.94 кВАр

Шпиль

Pр= РнnK3K0/ K1=5.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 4.84 кВАр

Лебедка буксирная

Pр= РнnK3K0/ K1=4.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.15 кВАр

Компрессор

Pр= РнnK3K0/ K1=8 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 5.6 кВАр

Электрокамбузная плита

Pр= РнnK3K0/ K1=2.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.15 кВАр

Электрокипятильник

Pр= РнnK3K0/ K1=2.1 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 0.29 кВАр

Освещение

Pр=Р_нnК₃К_о /K1= 4.5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.25 кВАр

Прожектор

Pр= РнnK3K0/ K1=11 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 5.5 кВАр

Радионавигационное оборудование

Pр= РнnK3K0/ K1=5 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 3.75 кВАр

Электрогрелки

Pр= РнnK3K0/ K1=10 кВт

Qр=Ррtgφ₁= 1.4 кВАр

Прочая электрическая нагрузка

Pр=Р_нnК₃К_о /K1= 5.6кВт

Qр=Ррtgφ₁= 2.8кВАр

Перечень расчетных данных для швартовного режима представлен в таблице 3:
Таблица 3 - Расчетные данные судовой

---

электростанции в швартовом режиме

№ п/п	Наименование потребителя	Кол-во шт.	К2	К3	ηн КПД %	COSφ1	Ко	Потр. мощность
								Рр кВт	Qр кВАр
1	Насос питательный	2	(1.0)	1.0	81	0.85	1	2.2	1.36
2	Вентилятор МО	2	1.0	1.0	76	0.75	1	3.5	3.08
3	Вентилятор столовой и камбуза	2	1.0	1.0	69	0.81	1	0.37	0.26
4	Вентилятор прачечной, душевой и уборной	1	1.0	1.0	68	0.81	1	0.25	0.18
5	Насос забортной воды	2	(1.0)	1.0	82	0.78	1	2.5	2
6	Насос топливный	1	(1.0)	1.0	78.5	0.84	1	1.5	0.97
7	Насос циркулярной горячей воды	1	1.0	1.0	65	0.72	1	0.55	0.38
8	Насос масляный	1	(1.0)	1.0	78.5	0.84	1	1.5	1.48
9	Брашпиль	1	0.7	0.7	72	0.76	0.7	6	2.94
10	Шпиль	1	(1.0)	1.0	71.5	0.75	1	5.5	4.84
11	Лебедка Буксирная	1	(0.75)	0.75	75	0.82	0.75	4.5	3.15
12	Компрессор	1	1.0	1.0	75	0.82	1	8	5.6
13	Электрокамбузная плита	1	0.5	0.5	74	0.76	0.5	2.5	2.15
14	Электрокипятильник	1	1.0	1.0	99	0.99	1	2.1	0.29
15	Освещение	-	0.5	0.5	80	0.75	1	4.5	2.25
16	Прожектор	8	(1.0)	1.0	85	1	1.	11	5.5
17	Радионавигационное оборудование	1	(1.0)	1.0	85	0.8	1	5	3.75
18	Электрогрелки	1	1.0	1.0	98	0.99	1	10	1.4
19	Прочая электрическая нагрузка	-	0.4	0.4	85	1	1	5.6	2.8

---