Расчет количества трансформаторов 380/220 для питания секции ГРЩ судна типа БМРТ

ш = 185А; h = 10 мм; b = 4 ммДопустимый ток нагрузки шин при температуре 55ºС:90–55Iш = 185∙ – = 155А 155 < 185 значит шину применяем.90–40После этого проверяем шины на электродинамическую и термическую устойчивость.Генераторы и щит питания с берега ЩПБ подключаются на шины с помощью автоматических выключателей QF1-QF4.QF5-QF14-потребители.В судовой электрической сети при к.з. возникают большие токи (несколько десятков тысяч ампер), обусловленные параметрами и мощностью источников электроэнергии и параметрами сети. Токи к.з. могут вызвать повреждение электрооборудования и кабельных сетей. Одновременно резко снижается напряжение судовой сети, что вызывает затормаживание асинхронных двигателей или их отключение вследствие срабатывания нулевой защиты пусковой аппаратуры. В связи с этим на судах при к.з. может быть нарушен режим работы ответственных механизмов и устройств.Для быстрейшей локализации аварийного состояния еэс необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок судовой сети.При расчете токов к.з. проверяют коммутационную и защитную аппаратуру на ударный ток (электродинамическую устойчивость) и на тепловую устойчивость ее контактов за время к.з. (термическую устойчивость).В судовых электрических сетях постоянного тока к.з. сопровождается увеличением тока до 6 – 15 кратного значения (в зависимости от параметров и характеристик генераторов и кабельной сети).Для выбора автоматов защиты двигателя брашпиля определяем ударный расчётный ток.1. На основании опыта принимают наибольшую силу тока короткого замыкания генератора равную десятикратному номинальному току.Imax.г1,2,3 = 10∙Iн = 10∙156,9=1569A2. Определяем фиктивное сопротивление (в Ом) генератора при коротком замыкании:Uн Uн 230Rф.г = --- = --------------- = -------------- = 0.147Imax..г 10Iн 15693. На основании опыта принимают наибольшие токи короткого замыкания, создаваемые электродвигателями этой цепи, в зависимости от их мощности:а) для электродвигателей мощностью более 100 кВт – равные восьмикратному номинальному току Imax.д = 8Iн.д;б) для электродвигателей мощностью от 100 до 10 кВт – равные шестикратному номинальному току Imax.д = 6Iн.д;в) для электродвигателей мощностью менее 10 кВт – равные четырехкрaтному номинальному току Imax.д = 4Iн.дЕсли цепь, в которой произошло короткое замыкание, одновременно питает несколько различных электродвигателей, то общий ток определяют как сумму наибольших токов всех электродвигателей или принимают равным шестикратной сумме номинальных токов всех электродвигателей:Imax.д = 6∙159,7=958,2А4. Определяем фиктивное сопротивление (в Ом) всех электродвигателей при коротком замыкании:Uн.д 230Rф.д = ---------- = ------------ = 0.2ОмImax.д 958,25. Определяем сопротивление кабеля Rк1 от генератора до главного распределительного щита в зависимости от его размеров.Rтабл.*rl 0,865 4Rк123 = ------------- = ------------------ = 0.00346 1000 1000ρ – удельное сопротивление меди = 0,0175 Ом∙мм/м11 – длина кабеля от генератора до ГРЩS1 – площадь поперечного сечения кабеля.6. Находим суммарное сопротивление участка генератор – ГРЩ (в Ом)R1=Rф.д + Rк1 = 0.2+0.00346=0,20467. Вычисляем общее сопротивление параллельной цепи относительно места короткого замыкания:(Rф.г+Rк1) Rф.д (0.147+0.00346) 0,2R2 = ------------------------ = ------------------------------ = 0,086 ОмRф.г+Rк1+Rф.д 0,147+0.00346+0,28. Определяем сопротивление кабеля Rк2 от ГРЩ до места короткого замыкания в зависимости от его размеров.Rк4 = 0,729. Находим расчетное сопротивление цепи короткого замыкания:(Rф.г+Rк1) Rф.дRрас. = ------------------------- + Rк2 = 0,086+0,72=0,806Rф.г+Rк1+Rф.д10. Ударный расчетный ток короткого замыкания (в А) определяется по формуле1,08Uг√2 ρ 1,08∙230∙√2∙1,6Iу = ------------------ = ------------------------- = 400,3 √3 Zк.з √3∙ 0,806Uг – напряжение генератораZк.з. – полное расч. сопротивление цепи до места к.з.р – ударный коэффициент р=Iу /Iк.зДля судовых систем ударный коэффициент обычно имеет значения в пределах ρ =1,1÷1,6По ударному расчетному току короткого замыкания выбираем автомат с большим значением ударного тока.Генераторы, потребителиТип автоматаНоминальный ток потребителяНоминальный ток расцепителяГенератор 1,2,3АМ-8800190Освещение и сигнализацияА351016040Рулевая машинаАКМ-50–3МГ25Приборы управлением судномАК-50–8МП35БрашпильА3510160120Вентиляционная системаАК-50–3МГ15Водотушениепенотушен.А35–10160120Буксирная лебедкаА3520250220Топливный насосА35–20250200КампусА351016050Насос забортной и питьевой водыАК-50–3МГ12Масляный насосА3114Р9,915ВентиляторА3114Р17,320КомпрессорА3114Р18,120Радио и элнавигационные приборыА3114Р12,215Приборы управления судамиА3114Р615Вывод: правильный подбор автоматов к каждому потребителю исключает возможность выхода их из строя при коротких замыканиях цепи или в случае возникновения любой другой неисправности.Выбор трансформаторов тока производим по номинальному напряжению и номинальному току цепи, по конструктивному исполнению с учетом рода установки, по классу точности с учетом фактической вторичной нагрузки трансформатора.Класс точности трансформатора определяется его назначением. Мощность нагрузки трансформатора тока при номинальном вторичном токе определяется суммарной мощностью включенных во вторичную цепь трансформатора тока обмоток приборов. Суммарная мощность нагрузки не должно превышать величины максимальной, трансформатора тока, при этом учитывается сопротивление соединительных проводов.Учитывая то, что к трансформатору тока подключается амперметр Д1500 с потребляемой мощностью Рп = 3,5 ВА, то можно выбрать стандартный трансформатор тока ТС0,5 класса точности 1 с номинальной мощностью Рнтт = 40 ВА.При выборе трансформаторов напряжения исходят из величины вторичного напряжения, назначения, места установки и схемы соединения приборов.Класс точности трансформатора определяется назначением приборов, подключенных к вторичной обмотке.После выбора трансформатора напряжения по справочнику [6], по рекомендации Регистра, проверим класс точности трансформатора напряжения путем сравнения значений максимальной мощности трансформатора с суммарной мощностью измерительных приборов.Трансформатор соответствует принятому классу точности, еслиSтрном і S2 (23)где (24)S2 - суммарная мощность нагрузки трансформатора.К трансформатору напряжения подключаются следующие приборы:вольтметр,ваттметр,частотомер,синхроноскоп.Выбор электроизмерительных приборов СЭС, их расположение на ГРЩ регламентировано Правилами Регистра. При выборе контрольно-измерительных приборов ГРЩ необходимо указать:- тип прибора и класс точности;- пределы измерения;- способ включения;- тип трансформатора тока, напряжения, добавочного устройства;- габариты.Класс точности выбираем не более 2,5.Для измерения сопротивления изоляции применяем приборы "Электрон". При выборе приборов для генераторов и сетей с постоянной нагрузкой обеспечиваем запас по шкале 25 %, а для сетей с переменной нагрузкой или напряжением - 50 %.Всем катушкам напряжений приборов обеспечиваем защиту предохранителями или автоматами.Исходя из мощностей выбранной измерительной аппаратуры, выбираем трансформаторы тока и напряжения и их характеристики заносим в таблицу 4.Таблица 4 - Характеристики измерительных трансформаторовТрансформаторНаименованиеI/UномIобмНом частотаUномI/UномIIобмМощностькол-воТокаМноговитковый10-400А500,5кВ5А40ВА2НапряженияТН380В502кВ127В40ВА2Техника безопасности при обслуживании судовых ГРЩ.Общие положенияТехническая эксплуатация судового электрооборудования, электрических, электронных и полупроводниковых средств автоматики, контроля, сигнализации, измерения и защиты (АКСИЗ) должна производиться в полном соответствии с Правилами технической эксплуатации судового электрооборудования, а также с действующими руководствами, инструкциями и рекомендациями поставщиков оборудования и пароходств.[2]К обслуживанию судового электрооборудования, отдельных систем и приборов допускаются лица командного состава, имеющие рабочие дипломы электромехаников I, II и III разрядов, механиков I, II и III разрядов, штурманов, выдаваемые капитаном порта, и лица рядового состава, имеющие выданные квалификационной комиссией пароходства соответствующие удостоверения старшего электрика, электрика и навыки самостоятельного выполнения работ по обслуживанию определенного оборудования, конкретных систем и приборов.Указанные лица командного состава должны ежегодно проходить проверку знаний требований правил техники безопасности в объеме, указанном в приложении V (не приводится).Старшие электрики и электрики проходят проверку знаний правил техники безопасности ежеквартально.Уход за электрооборудованием и АКСИЗ осуществляется электротехническим персоналом судна под руководством старшего электромеханика (электромеханика).На судах, где электротехнический персонал штатным расписанием не предусмотрен, обязанности по уходу за электрооборудованием могут быть возложены на членов машинной команды по назначению старшего механика, при этом они должны пройти проверку знаний по судовому электрооборудованию, правилам технической эксплуатации судового электрооборудования и правилам электробезопасности при службе судового хозяйства пароходств и иметь соответствующее квалификационное удостоверение.При поступлении на судно лица командного и рядового состава неэлектротехнического персонала, а также практиканты, по роду работ занимающиеся обслуживанием электрооборудования, должны пройти инструктаж и проверку знаний по электробезопасности у старшего механика либо электромеханика (в объеме требований, указанных в приложении V). Инструктаж должен быть занесен в специальный журнал в соответствии с приложением II.Обязанности неэлектротехнического персонала по обслуживанию электрической части установки регламентируются судовой администрацией.Лица электротехнического персонала (электрики, старшие электрики) должны:иметь удостоверение о присвоении квалификации, выданное квалификационной комиссией пароходства;знать настоящие Правила, правила и инструкции по эксплуатации электрооборудования и систем АКСИЗ;быть обучены приемам освобождения пострадавшего от электрического тока и правилам оказания первой помощи пострадавшим;изучить электрооборудование судна и пройти обучение безопасным методам работы на рабочих местах под руководством электромеханика судна.Практиканты училищ и мореходных школ, не достигшие 18-летнего возраста, допускаются к выполнению работ по электрооборудованию под личную ответственность и при постоянном надзоре электромеханика судна.Старший электромеханик (электромеханик) либо лицо, его заменяющее, обязан:а) систематически контролировать правильность обслуживания судового электрооборудования, систем и приборов с соблюдением правил электробезопасности;б) проводить занятия с лицами неэлектротехнического персонала (штурманами, механиками, палубной командой, работниками пищеблока и др.) по устройству обслуживаемого ими оборудования в объеме, достаточном для грамотного и безопасного их обслуживания в соответствии с приложением V. Занятия проводятся один раз в 3 месяца, а также персонально с приходом нового члена экипажа на судно. Проведение занятий отражается в журнале регистрации инструктажей по технике безопасности;в) контролировать соблюдение правил электробезопасности всеми членами экипажа и принимать меры по устранению нарушений. Если сам электромеханик не может принять меры по устранению нарушений правил электробезопасности, он обязан немедленно сообщить старшему механику, а в случае его отсутствия - капитану судна;г) предусматривать дополнительные мероприятия, повышающие электробезопасность с учетом особенностей электрооборудования судна.Каждое судно должно быть укомплектовано необходимым количеством защитных средств и приспособлений в соответствии с приложением VI (не приводится).Защитные средства, применяемые в соответствии с настоящими Правилами, должны удовлетворять требованиям Правил пользования и испытания защитных средств, применяемых в электроустановках (приложение VII).Применяемые при работах защитные средства, приспособления и инструмент должны быть испытаны в соответствии с нормами и сроками, указанными в приложении VIII.При проведении профилактических работ и работ по восстановлению сопротивления изоляции электрооборудования с применением моющих жидкостей, растворителей и лакокрасочных материалов необходимо пользоваться соответствующими инструкциями. При отсутствии инструкций по безопасному выполнению этих работ производство их запрещается.Подключение судовой сети к береговой должно производиться в соответствии с Правилами по электробезопасности при электроснабжении ремонтируемых и строящихся судов и специальными инструкциями, действующими в порту или на заводе.Оперативное обслуживание Внешний осмотр распределительных щитов, станций, пультов, пусковой и коммутационной аппаратуры, шкафов и блоков АКСИЗ может производиться одним лицом как электротехнического персонала, так и неэлектротехнического, если в обязанность последнего входит обслуживание и работа на этом оборудовании (в соответствии с п. 6.1.2 настоящих Правил).Внешний осмотр производится с целью проверки наличия предусмотренных ограждений и кожухов, наличия и исправности контрольных и сигнальных ламп на пультах и щитах, отсутствия открытых крышек, лючков, дверец, токоведущих частей и т.п.При внешнем осмотре запрещается снимать предупредительные плакаты, проникать за ограждения и кожухи, касаться токоведущих частей и производить их обтирку или чистку и устранять обнаруженные дефекты.Запрещается эксплуатация электрооборудования и систем АКСИЗ с открытыми токоведущими и вращающимися частями, к которым при работе возможно прикосновение людей. Эти части должны быть снабжены защитными кожухами или ограждены.Полный осмотр с открытием дверец распределительных щитов, станций, пультов, пусковой и коммуникационной аппаратуры, шкафов и блоков АКСИЗ и вскрытием прочего электрооборудования разрешается одному лицу, но только электротехнического персонала.При таком осмотре следует соблюдать осторожность, не касаться токоведущих частей, открытой аппаратуры и запрещается выполнять какие-либо работы, за исключением работ, производимых в порядке текущей эксплуатации.В порядке текущей эксплуатации судовому электротехническому персоналу разрешается производить следующие работы:а) без снятия напряжения - уборка в закрытых распределительных устройствах, помещениях щитов, постов управления (до ограждения); чистка и обтирка кожухов и корпусов оборудования, пополнение смазки подшипников; уход за кольцами и коллекторами электрических машин, замена закрытых предохранителей; ремонт осветительной арматуры и замена ламп внутреннего (за исключением особо сырых помещений) и наружного освещения (при невозможности выключения освещения), за исключением ламп на мачтах, колонках и в других высокорасположенных местах; ремонт аппаратуры телефонной связи и бытовой сигнализации; возобновление надписей на кожухах, корпусах оборудования и на ограждениях;б) со снятием напряжения - ремонт и ревизия магнитных пускателей, кнопок, автоматов, рубильников, реостатов, контакторов и аналогичной пусковой и коммутационной аппаратуры при условии установки ее вне щитов и пультов; ремонт отдельных электроприемников (электродвигателей, преобразователей, трансформаторов, нагревательных приборов и др.), отдельно расположенных магнитных станций, контроллеров, блоков управления; замена плавких вставок открытого исполнения; ремонт осветительной проводки наружного и внутреннего освещения и замена ламп в особо сырых помещениях; замер сопротивления изоляции и т.п.Конкретный перечень работ, выполняемых в период текущей эксплуатации, должен быть регламентирован старшим электромехаником (электромехаником) судна.Работы, выполняемые электротехническим персоналом в порядке текущей эксплуатации, оформляются последующей записью в электротехническом формуляре с указанием времени, места и содержания работ и фамилии исполнителя. Формуляр должен ежедневно проверять электромеханик судна или лицо, его заменяющее.При аварийных отключениях оборудования обслуживающему персоналу следует твердо помнить, что после исчезновения напряжения оно может быть подано вновь без предупреждения.При осмотрах электрооборудования электротехническому персоналу необходимо постоянно следить за исправностью заземления металлических корпусов и частей механических приборов коммутационной аппаратуры.Запрещается:эксплуатация судовых стационарных и переносных светильников со снятыми колпаками и защитными сетками;временные подключения от какой бы то ни было световой арматуры в служебных помещениях, коридорах, проходах, каютах.Установка и снятие предохранителей, как правило, производятся при снятом напряжении и отключенной нагрузке. В случае невозможности снятия напряжения допускается менять закрытые предохранители под напряжением до 400 В с нагрузкой и под напряжением свыше 400 В, но при отключенной нагрузке.Работать следует в диэлектрических перчатках и предохранительных очках с использованием изолирующих клещей, если позволяет конструкция предохранителя.При обнаружении во время осмотра неисправностей, которые не могут быть устранены в порядке, указанном в п. 6.2.4, необходимо немедленно поставить об этом в известность электромеханика либо лицо, его заменяющее.При обнаружении неисправностей, которые могут привести к несчастным случаям с людьми, пожару, взрыву либо крупной аварии, вахтенному электрику или механику разрешается произвести необходимые отключения и включения без предварительного разрешения старшего (главного) механика или электромеханика, но с последующим уведомлением их. При освобождении пострадавшего от электрического тока снятие напряжения с токоведущих частей должно производиться немедленно (без получения на это разрешения), но с последующим уведомлением старшего механика и электромеханика.Включение и выключение потребителей на силовых и осветительных распределительных щитах, пультах, пуск и остановка электродвигателей, включение систем АКСИЗ могут производиться одним лицом электротехнического, механического либо штурманского состава, а также лицами, работающими на этих механизмах и агрегатах. При этом должны выполняться требования п. 1.4.11.Все включения и отключения на главном распределительном щите, центральном посту управления силовой установки должны осуществляться только вахтенным механиком или электромехаником. Включения на щите электродвижения производятся вахтенным электромехаником.Включение с целью опробования в работе брашпиля, шпиля, швартовных, грузовых лебедок и буксирных лебедок производит электротехнический персонал.Включение с целью опробования в работе рулевого устройства, системы дистанционного управления главного двигателя, стабилизаторов качки, подруливающего устройства должен производить электротехнический персонал совместно со II механиком.Двери ГРЩ и АРЩ должны иметь исправные самозапирающиеся замки с рукоятками, открываемыми без ключа изнутри, и быть постоянно запертыми. Ключи от ГРЩ и АРЩ должны находиться у электромеханика и у поста управления главной машиной или в ЦПУ.Обслуживание распределительных устройств, пультов и коммутационной аппаратурыНа главном и аварийном распределительных щитах, щите электродвижения, групповых распределительных щитах, станциях и пультах управления или вблизи них должны находиться:однолинейные схемы генерирования и распределения электроэнергии или мнемосхемы (для пультов) с выделением в них ярким цветом цепей, находящихся под высоким напряжением:схемы управления, блокировок и сигнализации;необходимые инструкции.На всех автоматах, выключателях, кнопках управления, лампах сигнализации и другой коммутационной и сигнальной аппаратуре должны быть нанесены отчетливые надписи, указывающие их назначение. Переключатели измерительных приборов должны быть снабжены надписями, указывающими подключаемый к прибору приемник.Вокруг щитов и пультов, установленных на палубе на напряжение более 36 В в пределах, необходимых для обслуживания, палуба должна быть покрыта ковриком из рифленой маслостойкой диэлектрическипрочной резины.Запрещается ставить некалиброванные плавкие вставки в предохранители, а также на силу тока выше номинального.Запрещается эксплуатация распредустройств и пультов со снятыми изолирующими поручнями и снятыми кожухами, дверцами, крышками и стенками.Запрещается в процессе эксплуатации установка выключателей и другой коммутационной аппаратуры в исполнении, не обеспечивающем защиту от прикосновения к токоведущим частям.Перед началом работ по техническому обслуживанию коммутационных аппаратов с автоматическим приводом и дистанционным управлением с целью предотвращения их ошибочного или случайного включения необходимо:снять предохранители всех фаз или полюсов в цепях управления и силовых цепях;проверить фиксацию воздушных клапанов в закрытом положении;вывесить таблички на ключах и кнопках дистанционного управления "НЕ ВКЛЮЧАТЬ - РАБОТАЮТ ЛЮДИ!", на закрытых клапанах - "НЕ ОТКРЫВАТЬ - РАБОТАЮТ ЛЮДИ!".В непосредственной близости от главного распределительного щита либо в центральном посту управления ЦПУ на специально оборудованных местах должны храниться необходимые защитные средства (диэлектрические перчатки, боты или галоши, указатели напряжения и т.п.) и предупредительные плакаты.Электроизмерительные приборы, установленные на распределительных щитах и в других местах, должны быть проверены и запломбированы. Шкалы приборов должны иметь специальные отметки, показывающие номинальные и предельные значения измеряемых величин. Вышедшие из строя электроизмерительные приборы должны быть немедленно сняты.Категорически запрещается снятие искрогасительных камер с контакторов и автоматов при наличии питания на выключающей или удерживающей катушках.Чистка без снятия напряжения в закрытых распределительных устройствах допускается при наличии в них проходов достаточной ширины (не менее 600 мм), позволяющих свободно оперировать пылеудаляющими средствами, и должна производиться только с пола или с устойчивых подмостей.Чистка и уборка без снятия напряжения могут производиться в распределительных устройствах с помощью специальных щеток или пылесосов, снабженных специальными изолированными штангами.При пользовании пылесосом должны применяться полые изолирующие штанги, рассчитанные на напряжение электроустановки, с укрепленными на них специальными приспособлениями. Эти штанги во избежание перекрытия и вследствие наличия пыли должны очищаться внутри перед началом работы и периодически в процессе ее.Головки, насаживаемые на полые изолирующие штанги, должны быть изолированы таким образом, чтобы полностью исключалась возможность замыкания между соседними фазами при очистке изоляции.Работа по очистке изоляции без снятия напряжения должна производиться в диэлектрических перчатках.Чистка изоляции без снятия напряжения любым способом должна производиться не менее чем двумя лицами электротехнического персонала.Эти лица должны быть специально обучены и допущены к проведению указанных работ, о чем делается отметка в журнале.Заключение.Выбор трансформаторов тока производим по номинальному напряжению и номинальному току цепи, по конструктивному исполнению с учетом рода установки, по классу точности с учетом фактической вторичной нагрузки трансформатора.Класс точности трансформатора определяется его назначением. Мощность нагрузки трансформатора тока при номинальном вторичном токе определяется суммарной мощностью включенных во вторичную цепь трансформатора тока обмоток приборов. Суммарная мощность нагрузки не должно превышать величины максимальной, трансформатора тока, при этом учитывается сопротивление соединительных проводов.При выборе трансформаторов напряжения исходят из величины вторичного напряжения, назначения, места установки и схемы соединения приборов.Класс точности трансформатора определяется назначением приборов, подключенных к вторичной обмотке.После выбора трансформатора напряжения по справочнику [6], по рекомендации Регистра, проверяем класс точности трансформатора напряжения путем сравнения значений максимальной мощности трансформатора с суммарной мощностью измерительных приборов.Список используемой литературы.Сухарев Е.М. Судовые электрические станции, сети и их эксплуатация. – Л., Судостроение, 1986 г. Яковлев Г.О. Судовые электроэнергетические системы. – Л, Судостроение, 1987 г. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. – М. Транспорт, 1983 г. Лейкин В.С., Михайлов В.А. Автоматизированные электроэнергетические системы промысловых судов. – М, Агропромиздат, 1987 г. Сухарев Е.М. Основы электроники и судовой электроавтоматики. – М., Агропромиздат, 1985 г. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР. – Л., Транспорт, 2018 г.