Курсовая работа: Проектирование судовых электрических сетей СК-2000

3. В силовых и осветительных сетях, в цепях управления для подключения к подвижным и переносным приемникам - НРШМ ( Н - негорючий, Р - резиновый, Ш - шланговый, М-морской)

4. В цепях управления, эксплуатируемых в воздушной среде при изгибах и одновременном закручивании - НГРШМ (Г - гибкий)

Все перечисленные кабели рассчитаны на длительную работу при температуре токопроводящей жилы не более 65 п С.

Судовые кабели серии КНР с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, рассчитанные на длительную работу при температуре токопроводящей жилы до 75 п С, имеют в конце условного обозначения букву к, например КНРк, КНРПк и т.д.

Правилами Речного Регистра РФ для жесткого внутреннего монтажа в электрораспределительных устройствах разрешено применение следующих проводов:

- с поливинилхлоридной изоляцией: УВГ- гибкий при напряжении до 400 В переменного и до 500 В постоянного токов; ПВ- при напряжении до 500 В переменного и до 1000 В постоянного токов;

- с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката при напряжении до 500 В переменного и 700 В постоянного токов: НВ, НВЭ - экранированный, НВК - с защитной оболочкой из капрона и НВКЭ - с защитной оболочкой из капрона и экранированный.

Для гибких соединений при монтаже электрораспредустройств предназначены провода: УВОГ-особо гибкий для тех же напряжений, что и УВГ, ПГВ- гибкий при напряжении, что и ПВ.

Для жесткого внутриприборного монтажа при напряжении до 1000 В постоянного и переменного токов предназначен провод МШВ- однопроволочный с шелковой изоляцией в поливиниловой оболочке, а для гибких соединений- провод МГШВ- гибкий и МГШВЭ- экранированный.

Кабели:

1) Компрессор - КНРЭ 3*10

2) Топливный насос - КНРУ 3*2,5

3) Балластный насос - КНРЭ 3*6

4) Осушительный насос - КНРЭ 3*6

5) Пожарный насос - КНРЭ 3*6

6) Насос питьевой воды - КНР 3*1,5

7) Насос забортной воды - КНР 3*1,5

8) Котел - КНР 3*1,5

9) Вентиляция б.т. - УВГ 2*4

10) Брашпиль - НШРМ 3*2,5

11) Шпиль - НШРМ 3*2,5

12) Масляный насос - КНРУ 3*1

13) Рулевая машина - КНР 3*1,5

14) Вентилятор МО - КНРЭ 3*1,5

15) Вентилятор камбуза - УВГ 2*1

16) Шлюпочная лебедка - НШРМ 3*4

17) Бытовые Э.О. - КНР 3*10

18) Прожектор - НВКЭ 2*4

19) Освещение - КНР 3*6

Расчет на потерю напряжения. Электрическая сеть должна обеспечить приемнику номинальное напряжение. При снижении напряжения у электрически двигателей снижается пусковой момент, увеличиваются потери и уменьшается коэффициент полезного действия. Кроме того, значительные снижения напряжения могут привести к перегреву электродвигателей и быстрому выходу их из строя. Уменьшить потери напряжения в электрических сетях можно путем увеличения площади поперечного сечения жил кабелей и проводов, однако это связано с дополнительным расходом цветных металлов, увеличением массы и стоимости электрической установки. Поэтому допустимые потери напряжения в судовых электрических сетях ограничиваются Правилами Российского Речного Регистра. (табл.2)

Таблица 2

Потери напряжения в кабеле, питающем электрораспределительный щит радиостанции и электронавигационных приборов, а также щит заряда аккумуляторных батарей, не должны превышать 5%.

Кабели, служащие для питания электродвигателей переменного тока с прямым пуском, следует рассчитывать так, чтобы потеря напряжения на выводах двигателя в момент пуска не превышала 25%.

Указанные потери определяют от шин ГЭРЩ до наиболее удаленного приемника при номинальном напряжении и мощности последнего. Потеря напряжения в кабеле, соединяющем генераторы с ГЭРЩ или с аварийным электрораспределительным щитом, не должна превышать 1%.

Потери напряжения рассчитываются по формуле:

е = (200* Р ном * 103* L )/ г * Uном 2* S

где:

е - удельные потери напряжения ,%;

Р ном - номинальная мощность приемника, кВт;

L -длина кабеля ,м;

г - удельная проводимость меди ( 48-52 м/Ом мм2)

Uном - номинальное напряжение приемника ,В;

S - площадь сечения кабеля, мм2.

После расчета делают вывод о пригодности кабеля.

Для потребителей:

1) Компрессор е =200*10*103*8/52*2202*10=0,6%

2) Насос топливный е = 200*2,8*103*6/48*2202*2,5 = 0,57 %

3) Балластный насос е = 200*7*103*10/50*2202*6 = 0,77 %

4) Осушительный насос е = 200*7*103*10/50*2202*6 = 0,96 %

5) Пожарный насос е = 200*10*103*8/50*2202*6 = 1,1%

6) Насос питьевой воды е = 200*1,8*103*10/52*2202*1,5 = 0,95%

7) Насос забортной воды е = 200*1,8*103*12/52*2202*1,5 = 1,14%

8) Котел е = 200*3,3*103*15/52*2202*1,5 = 2,6%

9) Вентиляция б.т. е = 200*1*103*30/50*2202*4 = 0,6%

10) Брашпиль е = 200*8,5*103*76/52*2202*10 = 5,13%

11) Шпиль е = 200*3,6*103*15/52*2202*2,5 = 1,7%

12) Масляный насос е = 200*2,8*103*12/52*2202*1 = 2,6%

13) Рулевая машина е = 200*2,2*103*15/52*2202*1,5 = 1,8 %

14) Вентилятор МО е = 200*3,2*103*8/502202*3 = 0,8%

15) Вентилятор камбуза е = 200*0,5*103*10/52*2202*1 = 0,3%

16) Шлюпочная лебедка е = 200*4,4*103*18/502202*4 = 1,6 %

17) Бытовые Э.О. е = 200*18*103*30/52*2202*10= 4,3 %

18) Прожектор е = 200*1*103*10/52*2202*4= 0,2%

19) Освещение е = 200*3*103*120/52*2202*6=4,76%

Вывод:

Я выбрал кабели для всех потребителей и рассчитал потерю напряжения. По правилам Речного Регистра потери в силовых сетях не должны превышать 7% Выбранные мною кабели прошли проверку, так как потери напряжения в кабелях удовлетворяют требованиям Российского Речного Регистра .

3. Выбор защитной, коммутационной и измерительной аппаратуры ГРЩ

Выбор аппаратуры электрораспределительных устройств заключается в подборе электроизмерительных приборов, выборе аппаратуры управления и сигнализации, определении номинальных токов плавких вставок и вставок автоматических выключателей и подборе на основании этого аппаратуры защиты.

3.1 Выбор электроизмерительных устройств

Следует определить тип, систему и число измерительных приборов, подобрать верхние пределы измерения их шкал, а также устройства (при необходимости) для расширения пределов измерения.

Правила Российского Речного Регистра требуют применение электроизмерительных приборов с пределами шкал не менее следующих:

- вольтметры - 120% номинального напряжения;

-амперметры для генераторов, не работающих параллельно, и приемников - 130% номинального тока;

- амперметры для генераторов, работающих параллельно, шкалы тока нагрузки - 130% номинальной, для обратного тока-15% номинальной;

- ваттметры для генераторов, работающих параллельно, для мощности нагрузки-130% номинальной, для обратной мощности -15% номинальной;

- частотометры - ±10% номинальной частоты.

Номинальные значения напряжения, тока и мощности генераторов должны быть отмечены на шкале прибора ясно видимыми знаками.

Класс точности приборов должен быть не менее 2-2,5.

Вольтметр.

Тип Э330

U=1,2* 220 = 264 В - 3 шт.

Предел измерения: 300 В

Класс точности: 2.

Амперметр.

Тип М330

А осн.=1,3* 91 =118,3 А - 2 шт.

Предел измерения: 120 А

Класс точности: 2.

Частотометр.

Тип Д - 340

Диапазон измерения: 45 - 50 Гц

Класс точности: 2,5.

Мегомметр.

Тип М1753

Предел измерения: 250 В, при 0 - 5 МОм

Класс точности: 2,5.

Ваттметр.

Д-164

Номинальная частота: 50 Гц

I ном: 236А

Предел измерения: 1,5*50=75 кВт

Класс точности: 2.5

3.2 Выбор автоматических выключателей для фидеров приёмников

На фидерах, питающих электрические двигатели мощностью свыше 0,5 кВт, необходимо предусматривать защиту от токов короткого замыкания и перегрузок, а также нулевое блокирование, если не требуется повторного автоматического пуска электрического двигателя. Обычно ГРЩ для этой цели устанавливаются автоматические выключатели с комбинированными расцепителями.

Номинальный ток Iа.ном автоматического выключателя определяется по расчётному току Iрасч фидера:

судовой генератор фидер

Iа.ном? Iрасч

Ток установки электромагнитного расцепителя должен быть больше наибольшего тока фидера при пуске электродвигателя. Ток вставки электротеплового расцепителя выбирается по расчётному току фидера.

Нулевая защита и нулевая блокировка обычно устанавливается в пусковых аппаратах электрических двигателей. Автоматические выключатели, защищающие электрические двигатели постоянного тока рулевых устройств от токов короткого замыкания, должны иметь вставки на мгновенное выключение при токе не менее 300% и не более 400% номинального тока защищаемого электрического двигателя, а для двигателей переменного тока - на мгновенное выключение при токе приблизительно 125% наибольшего пускового тока защищаемого двигателя.

Для потребителей:

1. Компрессор, Iа.ном =1,25*65,7А= 82,12 А

2. Топливный насос, Iа.ном =1,25*25,5А=31,8А

3. Балластный насос, Iа.ном =1,25*48,75А=60,9А

4. Осушительный насос, Iа.ном =1,25*43,8А=54,75А

5. Пожарный насос, Iа.ном =1,25*43,5А=54,3А

6. Насос питьевой воды, Iа.ном =1,25*13,8А=17,25А

7. Насос забортной воды, Iа.ном =1,25*18А=22,5А

8. Котел, Iа.ном =1,25*13,75А=17,1А

9. Вентиляция б.т. Iа.ном =1,25*14,25А=17,8А

10. Брашпиль, Iа.ном =1,25*54,75А=68,4А

11. Шпиль, Iа.ном =1,25*23,75А=29,6А

12. Масляный насос, Iа.ном =1,25*19,5А=24,3А

13. Рулевая машина, Iа.ном =1,25*31,8А=39,7А

14. Вентилятор МО, Iа.ном =1,25*24,75А=30,9А

15. Вентилятор камбуза, Iа.ном =1,25*1,7А=2,1А

16. Шлюпочная лебедка, Iа.ном =1,25*29,75А=37,1А

17. Бытовые Э.О., Iа.ном =1,25*94,25А=117,8А

18. Прожектор , Iа.ном =1,25*33,75А=42,1А

19. Освещение, Iа.ном =1,25*7,85А=9,8А

Таблица 2. Выбор автоматических выключателей

3.3 Выбор плавких предохранителей

Плавкие предохранители применяют для защиты электрических цепей с практически неизменными режимами работы. Плавкие предохранители обеспечивают защиту только от токов короткого замыкания.

На электрораспределительных устройствах плавкие предохранители устанавливаются для защиты цепей напряжения измерительных приборов, аппараты сигнализации, аппаратуры управления и т.д.

Номинальный ток Iп.в.ном плавкой вставки выбирают в этом случае по расчётному току защищаемой цепи iр, причём Iп.в.ном >iр. Затем выбирают патрон предохранителя так, чтобы он позволял размещать в нём выбранную плавкую вставку.

Для защиты цепей, питающие электродвигатели, плавкие вставки предусматриваются с учётом пусковых токов электродвигателей, а именно

Iп.в.ном ? ki iр,

Где:

ki коэффициент, учитывающий пусковой режим электродвигателей;

iр- рабочий ток электродвигателя

Значение коэффициента k1 зависит от кратности пускового тока электродвигателя, условий пуска и частоты включения.

Можно рекомендовать следующие приближённые значения коэффициента:

ki=1,5 - для двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором;

ki =2,5 - для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при редких пусках и малом моменте инерции электропривода;

ki = 3 - для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при частых пусках и при большом моменте инерции электропривода.

Следует иметь в виду, что время срабатывания предохранителя мало, а разброс параметров значителен. Поэтому в цепях, содержащие предохранители, трудно обеспечить селективность защиты.

Для потребителей:

1. Компрессор, Iп.в.ном ?3*21,9A= 65,7А

2. Топлвиный насос, Iп.в.ном ? 3*8,5A=25,5A

3. Балластный насос, Iп.в.ном ? 2,5*19,5A=48,75A

4. Осушительный насос, Iп.в.ном ?3*14,6A=43,8A

5. Пожарный насос, Iп.в.ном ?3*14,5A=43,5A

6. Насос питьевой воды, Iп.в.ном ?3*4,6=13,8A

7. Насос забортной воды, Iп.в.ном ?3*6A=18A

8. Котел, Iп.в.ном ?2,5*5,5A=13,75A

9. Вентиляция б.т., Iп.в.ном ?2,5*5,7A=14,25A

10. Брашпиль, Iп.в.ном ?2,5*21,9A=54,75A

11. Шпиль, Iп.в.ном ?2,5*9,5A=23,75A

12. Масляный насос, Iп.в.ном ?2,5*7,8A=19,5A

13. Рулевая машина, Iп.в.ном ?3*10,6A=31,8A

14. Вентилятор МО, Iп.в.ном ?2,5*9,9A=24,75A

15. Вентилятор камбуза, Iп.в.ном ?2,5*0,68A=1,7A

16. Шлюпочная лебедка, Iп.в.ном ?2,5*11,9A=29,75A

17. Бытовые Э.О., Iп.в.ном ?2,5*37,7A=94,25A

18. Прожектор, Iп.в.ном ?2,5*13,5A=33,75A

19. Освещение, Iп.в.ном ?2,5*3,14A=7,85A

Таблица 3. Выбор предохранителей