д) проверяется соответствие предварительно выбранного кабеля автомату по условию , (14) - для автоматов с комбинированными расцепителями.
Здесь =31,5 А (см.выше), а =32 А, т.е. выбранный кабель соответствует условию (14).
Окончательно выбран кабель КНР 3Ч6 мм2 с =32 А.
е) чувствительность автомата обеспечивается при соблюдении условия
,
где - ток короткого замыкания в конце линии, А.
При выполнении условия (14) согласно [18] может не рассчитываться (чувствительность защиты не проверяется).
ж) проверка селективности защиты в цепочке автомат - электротепловой расцепитель пускателя - см. ниже (при выборе тепловых реле).
Выбор тепловых реле магнитного пускателя
В процессе работы электродвигатели могут перегреваться как вследствие перегрузки, так и из-за повреждений (заклинивание ротора, выход из строя подшипников, поломка привода и т.д.). Следовательно, учитывая повышенные требования к надежности судового электрооборудования, электродвигатели должны иметь защиту от перегрузок. Эта защита в схеме электропривода насоса осуществляется тепловыми реле пускателя КМ3.
Величину номинального тока тепловых реле магнитного пускателя, предназначенных для защиты электродвигателя с продолжительным или прерывисто-продолжительным режимом работы, выбирают в соответствии с выражением [10]
?
где - уставка теплового реле магнитного пускателя, А;
- номинальный ток двигателя, А.
По условию (16) выбраны тепловые реле магнитного пускателя КМ3 - ТРТ-134 с =28 А - номинальный ток реле [17].
Для защиты двигателя от перегрузок при =30,2 А (см.п.2.1) выставлена уставка ТРТ-134; =1,1 ; =1,128=30,8 А;=30,8 А.
Выбранные по номинальному току тепловые реле проверены на отстройку от ложных срабатываний при пусках электродвигателя по условию [10]: люковый выключатель электродвигатель лебедка
?1,05
где - время пуска эл.привода, с.;
- время срабатывания теплового реле, определяемое по граничной кривой время-токовой характеристики реле для значения кратности тока перегрузки.
,
где =1,15 - коэффициент, учитывающий плюсовой допуск на величину пускового тока электродвигателя;
=7 - кратность пускового тока электродвигателя;
- коэффициент, равный отношению среднеквадратичного тока за время пуска электродвигателя к пусковому току; по [10]=0,93; в нашем случае по (18) кратность перегрузки
,
,
При для ТРТ-134 =5 сек, т.е. условие (12) в данном случае выполнено - тепловые реле отстроены правильно от ложных срабатываний в режиме пусков электродвигателя.
При установке в последовательную цепочку автомата с комбинированным расцепителем и теплового реле пускателя должна быть обеспечена селективность указанных защит, что имеет место при выполнении по [10] условия
,
где - номинальный ток расцепителя автомата, А;
=1 - коэффициент для автоматов АК 506;
- уставка теплового реле.
В нашем случае при =31,5 А и =30,8 А условие (19) выполняется, т.е. обеспечена селективность защит от перегрузок кабелей и электродвигателя.
Выбор предохранителей и кабелей цепей управления
Предохранители цепей управления выбираются по [18] с соблюдением условий:
,
где - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;
- максимально возможный ток цепи управления, А;
,
где - допустимый ток нагрузки кабеля, А - при защите от КЗ;
,
- при защите кабеля от перегрузки
Номинальный ток катушки контактора КМ3 =0,8 А по [7] и является (см. принципиальную схему) в данном случае . Таким образом, по условию (20) должно быть , т.е. А.
Согласно п.2.13.1.2, п.XI [2] в цепях управления возможно применение только кабелей сечением не менее 1 мм2 , у которых допустимые нагрузки (с учетом их прокладки) равны:
КНР 3Ч1 -
С учетом условий (21) и (22) выбраны для цепей управления электропривода насоса гидравлики предохранители типа ПК45-5 с номинальным током плавкой вставки =5 А и кабели сечением 1 мм2.
Элементы схемы электроприводов лебедок передвижения крышек трюмов
Определение потребных усилий для перемещения крышек люкового закрытия и выбор необходимой лебедки.
Усилие, необходимое для передвижения крышек, определяется для случая одновременного перемещения крышек 1 и 2 трюмов.
Основные данные: суммарный вес 2х крышек - G=42000 кг; уклон рельсовых путей, вызванный дифферентом судна - ц=30 .
Рисунок 6 - Кинематическая схема привода
Сопротивление движению при перемещении крышек люков складывается из сопротивления движению от сил трения при горизонтальном перемещении и сопротивления движению при преодолении уклона рельсовых путей, вызываемого дифферентом судна.
а) сопротивление движению от сил трения при горизонтальном перемещении:
,
где =0,05 - коэффициент трения качения для стальных катков и рельса с выпуклой головкой;
=250 мм - наружный диаметр ходового колеса;
=95 мм - средний диаметр шарикоподшипника;
=0,01 - коэффициент трения подшипников качения;
=1,25 - коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление от трения реборд и торцов ходовых колес о головку рельс; таким образом, по (23)
,
кг.
б) сопротивление движению от уклона рельсовых путей, вызванного дифферентом судна:
,
=42000,05232190 кг.
в) полное статическое сопротивление, возникающее при передвижении крышек:
,
,
кг.
При выбранной схеме проводки тросов, передвижение крышек производится с помощью 2х ветвей канатов.
Нагрузка, приходящаяся на одну ветвь каната, с учетом трения в направляющих блоках будет:
,
,
кг.
Принятая к установке лебедка ЛЭП61-2 по [14] со следующими характеристиками:
тип - электрическая, реверсивная;
суммарное тяговое усилие у барабана - S=4000 кг (2Ч2000);
скорость открывания (закрывания) крышек люков - = 9 м/мин;
КПД лебедки - ;
расчетный диаметр - =0,5155 м;
передаточное число - i=261,43;
диаметр каната - =15,5 мм;
режим работы - 10 мин.
Выбор электродвигателя лебедки
Предварительный выбор электродвигателя
а) Статический момент, приведенный к валу электродвигателя при открывании (закрывании) крышек люка по [6]:
,
где значения входящих в (27) величин - см. п.2.4.1; таким образом, по (27)
,
кгм.
б) скорость вращения электродвигателя, необходимая для обеспечения заданной скорости открывания крышек люка по [6]:
,
где - см. п.2.4.1, т.е.
,
.
в) необходимая мощность электродвигателя по [6]:
,
в нашем случае
,
= кВт.
г) выбран электродвигатель по [15] т. МАП221-4 со следующими номинальными данными:
режим работы - 1 час;
мощность - кВт;
число оборотов - =1440 об/мин;
номинальный момент - =4,74 кгм;
пусковой момент - =12 кгм;
напряжение - =220 В;
номинальный ток =26,5 А;
пусковой ток =7 А;
Проверка выбранного двигателя на обеспечение заданного режима
а) Скорость открывания крышек люка:
,
,
об/мин,
т.е. заданная скорость передвижения крышек трюмов данным электродвигателем обеспечивается;
б) кратность пускового момента при пуске электродвигателя при открывании крышек люка (по отношению к статическому):
,
,
,
т.е. принятый двигатель имеет достаточный коэффициент запаса крутящего момента при пуске.
в) проверка двигателя по нагреву в заданном режиме работы лебедки длительностью 10 мин.
Допускаемая мощность выбранного электродвигателя в режиме 10 мин. по [6]:
,
,
,
где 40 и 15 - ПВ %, соответствующие 60 и 10 - минутному режимам работы.
Так как (см.п.2.4.2.1 в), двигатель выбран правильно.
Проверка выбора основной пускорегулирующей аппаратуры
Пускорегулирующая аппаратура и здесь выбрана с соблюдением условий (4), (5) и (6).
Действительно:
;
;
тогда как по [7] для ПММ 221 ; .
В отличие от пускателя ПММ 2212 брызгозащищенного исполнения, схема электропривода насоса гидравлики (расположен в машинном отделении) в схеме электропривода лебедки выбран пускатель ПММ 2211 водозащищенного исполнения, т.к. расположен на открытой палубе.
Электротехнические характеристики кнопочного поста КУ 123-13М аналогичны КУ123-12М (см.п.2.1.2).
Выбор кабелей и защит силовой цепи - аналогично п.2.1.3
Выбор кабелей и автомата силовой цепи
а) По условию (9) предварительно выбирается маркоразмер кабеля: КНР 3Ч6 мм2 при = 26,5 А и =32 А;
б) выбранный кабель проверяется на потерю напряжения из-за большой протяженности силовых кабелей (общая длина их от ЩП1 до электродвигателя составляет 120 м). При допустимой потере напряжения в силовой цепи
требуемое сечение кабеля по [6] должно быть:
,
где =8,9 кВт - расчетная мощность эл.привода (см. выше);
=120 м - суммарная длина кабелей от силовой шины;
=57 м/Оммм2 - удельная проводимость меди;
=70%; =220 В. Таким образом:
,
мм2
Видно, что выбранный кабель проходит по потере напряжения;
в) по условиям (10),(11)и (12) предварительно выбирается автомат с комбинированным расцепителем АК50-30МГ-Б с параметрами:
=400 В; =31,5 А; =378 А;
г) по условию (13) рассчитывается уставка автомата по условиям пуска электродвигателя:
=1,7; =1,7185=31,5; =31,5 А.
Так как >, окончательно выбран автомат АК 50-3МГ-Б: =400 В; =31,5 А; =378 А;
д) проверяется соответствия выбранных кабелей и автомата по условию (18):
здесь ; ; т.е. соответствие кабелей и автомата обеспечено;
е) чувствительность защиты при выполнении условия (18) здесь также не проверяется согласно [18];
ж) проверка селективности защит в цепочке автомат-электротепловое реле (ЭТР) пускателя дана при выборе ЭТР.
Выбор тепловых реле магнитного пускателя
Тепловое реле ТРТ-134 пускателя ПММ 2211 удовлетворяют условиям (11) и (12).
Действительно: по [16], 26,5 А (см.выше), т.е. ?.
По [18]:,
,
По время-токовой характеристике ТРТ-134 при имеем сек, а по [14] сек, т.е. >1,05.
При номинальном токе комбинированного расцепителя автомата 31,5 А (см. выше) и номинальном токе электротеплового расцепителя =28 А обеспечивается селективность защит в цепочке автомат-ЭТР пускателя.
Выбор предохранителей и кабелей цепей управления - аналогично п.2.1.4
При этом здесь ток цепей управления складывается из тока контактора пускателя 0,8 А и первичного тока 0,2 А трансформатора тока низковольтного питания, т.е. =0,8+0,2=1, =1 А.
По выражению (20) номинальный ток плавкой вставки предохранителя в данном случае
,
,
2,5 А.
С учетом условий (21) и (22) и необходимости использования в цепях управления кабелей сечением не менее 1 мм2 и здесь выбраны кабели КНР сечением 1 мм2 соответствующей жильности и предохранители ПК45-5 с плавкой вставкой на 5 А (=5А) при допустимой нагрузке на кабель КНР 2Ч1 мм2 9 А.
Таким образом, в схеме электроприводов люкового устройства силовые кабели защищены от КЗ и перегрузок автоматами АК 50-3МГ-Б с комбинированным расцепителем, электродвигатели защищены от перегрузок электротепловыми реле пускателей, а кабели цепей управления защищены от перегрузок и КЗ предохранителями ПК 45-5 - 5А.
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
3.1 Технологический процесс на монтаже электросхемы люкового устройства
В техническом аспекте электромонтаж на судне происходит в три этапа:
- электрослесарная подготовка и установка электрооборудования;
- внешний монтаж (монтаж кабельных трасс);
- внутренний монтаж (монтаж и включение электрооборудования).
Технологический процесс составлен на основании [1], где приведены технические условия труда, применяемый инструмент и оснастка, перечни работ по этапам и таблицы норм времени по видам работы, в дальнейшем использованы при расчете трудоемкости электромонтажа.
Электрослесарная подготовка и установка электрооборудования
Технические условия работы
Работа выполняется на переборках, палубах и подволоке соответствующих помещений и открытых частей судна в соответствии с [2...5].
Применяемый инструмент и оснастка
1) Метр складной;
2) чертилка;
3) кернер;
4) молоток слесарный;
5) шило монтерское;
6) шпагат;
7) ключи гаечные;
8) отвертка;
9) плоскогубцы комбинированные;
10) пневмошлифовальная машинка;
11) кордо-щетка;
12) кисть малярная.
Технический перечень работ
Разметка мест установки крепежей под электрооборудование и переборные сальники, кабельные трубы
1) по чертежам определить координаты расположения электрооборудования, переборочных сальников и кабельных труб;
2) разметить места приварки креплений для электрооборудования и места проходных отверстий для установки переборочных сальников и кабельных труб;
3) накернить центры проходных отверстий;
4) обвести мелом места приварки конструкций и подписать типоразмеры деталей крепления под электрооборудование, отверстий для сальников.
Разметка мест прокладки кабельных и установка креплений для них