T	0	0,01	0,025	0,15	0,25	0,4	0,6
I''ti*	7,7	6,2	5,5	5,2	5,0	4,65	4,21	3,64
IКЗ, А	156	18145	5592	4961	4690	4510	4194	3797

Рисунок 5.10 - График токов короткого замыкания на зажимах потребителя

Мероприятия по снижению токов КЗ. Мощности современных энергетических систем непрерывно повышаются, а токи короткого замыкания растут; при этом электрические аппараты, шины и кабели, устойчивые при коротком замыкании, становятся все более экономически дорогими. Необходимо ограничить величину тока КЗ с тем, чтобы облегчить условия работы электрооборудования и повысить надежность работы установок.

Ограничение токов КЗ осуществляется:

искусственным увеличением сопротивления цепи до точки короткого замыкания;

увеличением переходных сопротивлений синхронных генераторов.

Выбирают схемы СЭС которые позволяют увеличить результирующее (эквивалентное) сопротивление в цепи КЗ, тем самым снизить ток короткого замыкания.

Схемные способы ограничения токов КЗ.

1. Установкой нескольких СЭС на судне.

2. Секционирование шин ГРЩ, причем в каждой секции подключается определенная группа генераторов.

Увеличение сопротивления цепи до точки КЗ возможно также путем включения специальных реактивных (индуктивных) сопротивлений реакторов. Этот путь получил широкое применение в высоковольтных береговых установках.

Потери мощности при номинальных токах в реакторах невелики: менее 1 % от мощности, пропускаемой реактором. В этом важное преимущество индуктивных сопротивлений перед активными.

Применение реакторов позволяет:

удешевить и облегчить коммутационную аппаратуру, кабели и шины распределительных устройств путем значительного ограничения тока КЗ;

повысить надежность электроснабжения приемников за счет увеличения остаточного напряжения на сборных шинах при КЗ на одной из линий, отходящих от шин, или на одной из секций шин;

увеличить мощность электрической станции без увеличения коммутационной способности аппаратов.

5.6 Проверка основных элементов ГРЩ на термическую и динамическую устойчивость

Проверка СШ ГРЩ на термическую устойчивость. Проверка на термическую устойчивость в установках переменного тока производится по самому тяжелому в термическом отношении виду КЗ, которым является замыкание на СШ ГРЩ.

Исходные данные:

S = 1(50x6) ммІ.

I"_*0 = 8.

I"_* = 3,66.

I = 3301.

r_*p = 0,031; x_*p = 0,13.

Определение температурного коэффициента АТн.

Для T=90 °С AТ_н=1,7*10⁴ А ²*с/мм ²

Определение фиктивного времени нагрева СШ ГРЩ:

tф = tфп + ф*вІ.

,

(с).

.

По кривой tф = f(в) находим tф = 0,57.

tф = 0,57+0,0137*2,186І = 0,635 (с).

Определение температурного коэффициента (АТк), обусловленного действием токов короткого замыкания.

АІс/ммІ

где S = 1(6x50) ммІ

Определение температуры нагрева сборных шин ГРЩ под действием ТКЗ. По расчетным кривым определяем температуру нагрева СШ. Составит Т_k = 100 ?С< Т_доп = , следовательно СШ ГРЩ термически устойчивы.

Проверка СШ ГРЩ на динамическую устойчивость. Известно, что проводники, расположенные в магнитном поле и обтекаемые током, оказываются под воздействием электромагнитных сил, которые стремятся деформировать контур с током так, чтобы магнитный поток, охватываемый им, увеличился (энергия системы возрастает). Эти силы относительно малы в рабочем режиме электроустановки. Однако при КЗ токи возрастают, электродинамические силы увеличиваются и могут вызвать опасные механические напряжения, создать условия для сомопроизвольного отключения аппаратов и приваривания контактных систем. Особенно опасны возникающие механические усилия при прохождении ударных токов короткого замыкания.

Произведем проверку СШ ГРЩ на динамическую устойчивость.

Рисунок 5.11 - Линейные размеры СШ

Для трёхфазного КЗ ;

а= 100 мм; b=6 мм; h=50 мм; l=500 мм; I_у=21434 (А).

Определяем коэффициент напряжения:

.

По кривой Кф= f((a-b)/(h+b)) находим коэффициент формы К_Ф=0,96.

Определяем электродинамическую силу на единицу длины СШ ГРЩ:

кг/смІ.

Определяем расчетное напряжение сборных шин ГРЩ:

(кг/см ²),

где М - величина изгибающего момента:

кгсм.

W - момент сопротивления шин относительно оси, перпендикулярной к действию шины (при расположении шины на ребре):

cм ³.

Для медных шин допустимое механическое напряжение составляет:

ддоп =140 кг/см ². Так как др = 808 кг/смІ < ддоп =140 кг/см ², то сборные шины ГРЩ являются динамически устойчивыми.

Проверка автоматов ГРЩ на термическую и динамическую устойчивость. Произведем проверку автоматов на динамическую устойчивость:

Iкздоп. = 110000 А для АМ-15.

Iкздоп. = 70000 А для АМ-8

На СШ ГРЩ: i_{у 1} = 21434 А < Iкздоп. = 110000 А.

На зажимах G2: i_{у 2} = 13293 А < Iкздоп. = 70000 А, следовательно выбранные автоматы динамически устойчивы.

Произведем проверку автоматов на термическую устойчивость. Установившийся ток КЗ на сборных шинах ГРЩ I. = 3301 А,

Фиктивное время нагрева СШ ГРЩ tф = 0,635 с.

IІtф = (50ч1300)*10АІс/ммІ.

IІtф = 3301І*0,635 = 6,4*10 АІс/ммІ.

Так как IІtф = 6,4*10 АІс/ммІ < 50*10 АІс/ммІ, следовательно автомат типа АМ-15 термоустойчив.

5.7 Расчет провалов напряжения при пуске мощного АД

Исходные данные для расчета:

Генератор МСК 103-4: S_НГ = 250 кВА; х^'_d = 0,2;

U_НГ = 400 В; х^''_d = 0,13;

r_а* = 0,01; х_q* = 0,69;

х_d = 1,2; ф'_d =0,2 сек. ф'_d0=1,3 сек;

Двигатель BVM 350 Р_НД = 68 кВт;

I_НД = 134 А; к_кр = 2,9;

n = 440 об/мин; cos = 0,77;

U = 380 В;

rk = 0,0046

xk = 0,00114.

Рисунок 5.12 - Эквивалентная схема

Определение параметров АД:

о.е., где U_д*=1.

о.е.

о.е.

Принятые базисные величины:

(В).

(кВА).

(А).

Эквивалентная схема замещения:

Рисунок 5.13 - Эквивалентная схема замещения

(о.е.).

Определение переходного сопротивления обмотки статора по продольной и поперечной оси:

(о.е.)

(о.е.)

Определение параметров двигателя, приведенных к базису:

(о.е.)

(о.е.)

Определение параметров линии:

(о.е.).

(о.е.).

Определение полного сопротивления внешней цепи:

Определение минимального напряжения при пуске:

.

Максимальный провал напряжения:

.

.

, следовательно максимальный провал напряжения находится в допустимых пределах.

Построение кривой U_t = f(t). Так как ф'_d0=1,4 сек, то коэффициент форсировки возбуждения к_f =1,56.

Определение постоянной времени СГ при работе под нагрузкой:

(с)

.

(при холостой работе СГ), при о.е. переходный процесс считается установившимся.

Рассчитанные значения напряжения при изменении времени сведены в таблицу 5.6.

Таблица 5.6 - Зависимость U_t = f(t)

t, сек	0,025	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
Ut, о.е.	0,83	0,84	0,87	0,9	0,925	0,94	0,965	0,98	0,987	0,991	0,993	0,995	0,997

Рисунок 5.14 - График провала напряжения при пуске мощного потребителя

Мероприятия по снижению провалов напряжения. Современные судовые генераторы, системами управляемого фазового компаундирования, обеспечивают повышенное качество электроэнергии, отличаются более точным поддержанием величины напряжения на зажимах. Это происходит в первую очередь за счет усиления форсировочной способности системы возбуждения, которая обеспечивает практически одновременное с моментом включения нагрузки увеличение напряжения возбуждения до максимально возможной величины, определяемой степенью насыщения трехобмоточного трансформатора компаундирования. При этом в большинстве случаев максимальное изменение напряжения не превосходит первоначальной величины.

Двигатели большей мощности будут вызывать при запусках провалы напряжения, превышающие 20 %. В судовых электроэнергетических системах можно применять следующие способы пуска электродвигателей с искусственным понижением пусковых токов:

- включение в обмотку статора активного или реактивного сопротивления;

- переключение обмотки статора со звезды на треугольник;

Такие способы пуска связаны с уменьшением подводимого к двигателю напряжения и поэтому имеют общий недостаток, выражающийся в уменьшении пускового момента, пропорционального квадрату напряжения.

Из перечисленных способов наиболее рациональным по весу, габариту и простоте схемы пуска переключением обмотки статора со звезды на треугольник.



6. Коммутатор сигнально-отличительных огней

6.1 Предварительные замечания

Международными правилами предупреждения столкновений судов в море (МППСС - 72) предусматриваются различные сигнальные средства. Важное место среди них занимают сигнально- отличительные огни (краткая характеристика их приведена в таблице 6.1).

Сигнально- отличительные огни, предписанные этими правилами, должны иметь интенсивность, указанную в разделе 8 приложения I к этим правилам, с тем чтобы огни были видимы на следующих минимальных расстояниях:

На судах длиной 50 м и более:

топовый огонь - 6 миль;

бортовой огонь - 3 мили;

кормовой огонь - 3 мили;

буксировочный огонь - 3 мили;

белый, красный, зеленый или желтый круговой огонь - 3 мили.

На судах длиной 12 м и более, но менее 50 м:

топовый огонь - 5 миль, но если длина судна менее 20 м - 3 мили;

бортовой огонь - 2 мили;

кормовой огонь - 2 мили;

буксировочный огонь - 2 мили;

белый, красный, зеленый или желтый круговой огонь - 2 мили.

На судах длиной менее 12 м:

топовый огонь - 2 миль;

бортовой огонь - 1 миля;

кормовой огонь - 2 мили;

буксировочный огонь - 2 мили;

белый, красный, зеленый или желтый круговой огонь - 2 мили.

Рисунок 6.1 - Схема расположения сигнально-отличительных огней на судне

Таблица 6.1 - Характеристика сигнально-отличительных огней

Наименование сигнально-отличительного огня	Цвет	Угол видимости огня в горизонтальной плоскости	Обозначение согласно рис. 6.1
Топовый передний	Белый	По 112,5є в обе стороны от диаметральной плоскости по носу	1
Топовый задний	Белый	По 112,5є в обе стороны от диаметральной плоскости по носу	2
Отличительный правый	Зеленый	От направления прямо по носу до 22,5є позади траверза судна	3
Отличительный левый	Красный	От направления прямо по носу до 22,5є позади траверза судна	4
Кормовой	Белый	По 67,5є в обе стороны от диаметральной плоскости в корму судна	5
Якорные	Белый	360є	7,8
Буксирные	Белый	Как топовые	6

Погасание одного из ходовых огней создает опасную ситуацию при расхождении судов в море. В связи с этим на судах предусматривается непрерывный контроль за исправным состоянием сигнально-отличительных огней. Цепь каждого сигнально-отличительного огня имеет защиту на обоих питающих проводах и автоматический визуальный указатель исправности.

Причем этот указатель выполняется и устанавливается так, чтобы его повреждение не приводило к отключению соответствующего ходового огня.

Кроме визуальной сигнализации о исправности каждого ходового огня установлена автоматическая сигнализация, действующая при выходе из строя любого огня. При этом питание акустического сигнального устройства осуществляется от иного источника, чем источник питания самих сигнально-отличительных огней или от разных фидеров, питающих РЩ сигнально-отличительных огней.

Для управления судовыми сигнально-отличительными огнями и контроля исправности сигнальных ламп применяется коммутатор сигнально-отличительных огней.

Раздел 6.8 "Правил классификации и постройки морских судов" определяет для сигнально-отличительных огней следующие положения:

(6.8.1) От щита СОФ должны получать питание по отдельным фидерам фонари топовые, бортовые и кормовой, а на судах буксирных, толкающих, рыболовных, лоцманских, ограниченных в возможности маневрировать и судах на воздушной подушке - также стационарно установленные фонари, перечисленные в табл. 2.4.1 части 3 "Сигнальные средства" Правил по оборудованию морских судов, и дополнительные топовые и кормовые фонари, перечисленные в табл.521указанной части правил.

(6.8.2) Щит СОФ должен получать питание по двум фидерам:

- по одному фидеру от главного распределительного щита через аварийный распределительный щит;

- по второму фидеру от ближайшего группового щита, который не получает питание от аварийного распределительного щита.

Допускается устанавливать приборы управления СОФ в пульте, расположенном в рулевой рубке и получающем питание в соответствии с 4.5.2.

Для судов, на которых основным источником электрической энергии является аккумуляторная батарея и на которых главный распределительный щит установлен в рулевой рубке, управление СОФ допускается производить непосредственно главного распределительного щита.

(6.8.3) СОФ должны быть присоединены к сети питания гибким кабелем со штепсельным разъемом.

(6.8.4) Цепи питании СОФ должны быть выполнены по двухпроводной системе, и в каждой цепи должен быть предусмотрен двухполюсный выключатель, установленный на распределительном щите СОФ.

(6.8.5) Каждая цепь питания СОФ должна иметь защиту в обоих проводах и индикацию о включении СОФ в соответствии с требованиями 4.1.4 части 3 "Сигнальные средства" Правил по оборудованию морских судов.

Устройство индикации о включении должно быть выполнено и установлено так, чтобы его повреждение не вызывало выключение СОФ.

Падение напряжения на распределительном щите, питающем СОФ, включая и систему сигнализации действия фонарей, не должно превышать 5 % при номинальном напряжении до 30В и 30 % - при напряжении свыше 30В.

(6.8.6) Независимо от индикации о включении, должна быть предусмотрена световая и звуковая сигнализация, действующая автоматически в случае выхода из строя любого СОФ при включенном выключателе. Питание сигнализации должно осуществляться от другого источника или фидера, чем источник или фидер питания щита СОФ, либо от аккумуляторной батареи.

(6.8.7) Применяемые в СОФ лампы и патроны должны отвечать требованиям 3.1.7 части 3 "Сигнальные средства" Правил по оборудованию морских судов.

6.2 Устройство и принцип работы коммутатора сигнально-отличительных огней

Устройство КСОФ. Приборы предназначены для управления сигнально-отличительными фонарями (СОФ) и для контроля над их состоянием по наличию тока в цепи лампы СОФ на судах и кораблях, эксплуатируемых в макроклиматических районах, как с умеренно-холодным, так и тропическим морским климатом, в том числе для судов неограниченного района плавания.

Приборы конструктивно выполнены в алюминиевом корпусе зеленовато-желтого цвета брызгозащищенного исполнения. Срок службы приборов - 25 лет.

Комплект поставки: коммутатор с комплектом смонтированных планок (с текстами наименований контролируемых сигнально-отличительных огней) паспорт, одиночный комплект запасных частей, установленный в корпусе коммутатора. Возможна поставка приборов с обезличенными планками.

По отдельному договору поставляется групповой комплект запасных частей, рассчитанный на ремонт 40 приборов в течение 5 лет. Эксплуатация приборов при температуре окружающего воздуха от 263 К (минус 10°С) до 318 К (45°С) или от 273К (0°С) до 318К (45°С) в зависимости от модификации прибора.

Экспортное исполнение - русский, английский.

Приборы выпускаются 5 модификаций в зависимости от количества контролируемых СОФ и напряжения питания сети:

1. Коммутатор К-220-9М. Предназначен для управления девятью сигнально-отличительными фонарями мощностью от 25 до 100 W.

Питание осуществляется от основной (I Фидер) или резервной (И Фидер) сети переменного тока напряжением 220 V частотой 50 или 400 Hz. Возможно питание коммутатора от сети переменного тока напряжением 127 V, для чего необходимо выполнить переключение согласно прилагаемого паспорта.

Масса 23,5 Kg. Габаритные размеры: с закрытой крышкой панели управления 455x340x215, с открытой крышкой панели управления 455x340x350.

2. Коммутатор К-27П-9. Предназначен для управления девятью СОФ мощностью от 25 до 60W. Питание осуществляется от основной (I Фидер)) или резервной (II Фидер) сети постоянного тока 27(24) V.

Масса 23,5 Kg. Габаритные размеры: с закрытой крышкой панели управления 455x340x215, с открытой крышкой панели управления 455x340x350.

3. Коммутатор К-27П-6. Предназначен для управления шестью СОФ мощностью от 25 до 60W.

Питание осуществляется от сети постоянного тока 27(24) V.

Масса 18 Kg. Габаритные размеры: с закрытой крышкой панели управления 374x295x205, с открытой крышкой панели управления 274x295x305.

4. Коммутатор К-220П-9-2. Предназначен для управления девятью двухнитевыми лампами СОФ мощностью 100W. Питание осуществляется от основной (I Фидер) или резервной (II Фидер) сети постоянного тока напряжением 220 V.

Масса 23,5 Kg. Габаритные размеры: с закрытой крышкой панели управления 455x340x215, с открытой крышкой панели управления 455x340x350.

5. Коммутатор К-24-9-2. Предназначен для управления девятью двухнитевыми лампами СОФ мощностью 30 или 50W. Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 24 V, частотой 50 или 400 Hz.

Масса 23,5 Kg. Габаритные размеры: с закрытой крышкой панели управления 455x340x215, с открытой крышкой панели управления.

Далее рассмотрим устройство и принцип работы коммутатора К-27П-6.

Принцип работы коммутатора сигнально-отличительных огней. Коммутатор К-27 П-6 содержит следующие функциональные узлы:

Таблица 6.2 - Функциональные узлы коммутатора К-27 П-6

датчики тока (UR1-UR6)	резисторы R1-R6 на плате А 5, каждый из которых включен последовательно с лампой соответствующего СОФ
пороговые устройства (US1-US6)	по 2 устройства на базе микросхем D1 и D2 на платах А 2-А 6
диодные ключи (SD1-SD6)	по 2 ключа на коллекторных переходах транзисторных сборок VL3..VL4. на платах А 2-А 4
табло световой сигнали-зации (А 1)	плата А 1 с индикаторами V1-V6 и лампами HI и Н 2 подсветки мнемознака КСО
генератор прямоугольных импульсов (G1)	схема на транзисторах VI.4. и V3 на плате А 6
звуковой генератор (G2)	схема на трагнзисторах V2.3., V2.4. на плате А 6
транзисторные ключи (ST1-ST3)	транзисторы V1.3.;V1.1.;V2.2. на плате А 6
акустическое устройство (В)	вызывной прибор ВП-1 (В 1)
тумблеры включения ламп CO<D(SH1-SH6)	тумблеры ПТ 26-2 (S1-S6)
стабилизатор -5,6 V(UH)	стабилитрон V4 на плате А 6
стабилизатор -12,0 (UG1)	стабилитрон VI
кнопка самоконтроля (SA)	кнопка КМ 1-1 (S8 - ПРОВЕРКА)

Структурная схема КСОФ приведена на рисунке 6.2. Функциональная схема КСОФ приведена на рисунке 6.3. Коммутатор выполнен в литом корпусе с крышкой, откидывающейся на 90° и фиксирующейся упором. На внутренней стороне крышки коммутатора расположены панель с элементами управления, платы с электроэлементами, табло световой сигнализации (ТСС) и акустическое устройство.

Элементы управления входят в нишу на лицевой стороне крышки коммутатора и закрываются отдельной неошюмбируемой крышкой.

Элементы сигнализации ТСС для визуального контроля выведены на лицевую сторону крышки коммутатора.

На дне корпуса коммутатора расположены элементы стабилизатора UG1 и платы подключения внешних кабелей.

При подключении коммутатора к распределительному щиту напряжение -27(24) V подается на закрытый ключ ST3 питания звукового генератора (ЗГ) и на внутренние стабилизаторы напряжений UH и UG1, на выходе которых формируется напряжение -5,6 и -12,0 V соответственно. Лампы подсветки мнемознака КСО и панели управления питаются от стабилизатора напряжения UH. От стабилизатора напряжения UG1 питается генератор прямоугольных импульсов (ГПИ), вырабатывающий импульсы частотой следования 0,5-3,0 Hz. Из-за отсутствия питания плат А 2-А 4 ключи ST1, ST2 закрыты. Подсветка панели управления автоматически отключается при закрытии крышки ниши коммутатора и в этом состоянии подсвечиваемый мнемознак КСО свидетельствует о наличии напряжения сети -27(24) V.

При исчезновении напряжения сети -27(24) V и соответственно выходных напряжений внутренних стабилизаторов напряжений, гаснет мнемознак КСО и подсветка панели управления.

При включении одного или нескольких тумблеров SH1-SH6 подается питание на соответствующие лампы СОФ, пороговые устройства (ПУ) и световые индикаторы ТСС. Ток, протекающий через последовательно соединенные лампу СОФ и датчик тока, формирует на датчике электрический сигнал, вызывающий срабатывание порогового устройства, которое через диодный ключ закрывает ключи ST1-ST3 и подает питание на ТСС, при этом наблюдается постоянное свечение светового индикатора.

При обрыве цепи СОФ сигнал на выходе датчика и ПУ не формируется, блокировка ключей ST1-ST3 снимается и на световой индикатор ТСС, а также на ЗГ поступают полные импульсы напряжения с ГПИ, вызывающие прерывистое свечение индикатора, прерывистую звуковую сигнализацию в коммутаторе и прерывистую работу внеприборной сигнализации. После устранения неисправности в цепи СОФ режим работы сигнализации восстанавливается.

При нажатии кнопки ПРОВЕРКА сигнал, формируемый на датчике блокируется, чем имитируется режим работы коммутатора при обрыве цепи СОФ. Прерывистая световая сигнализация индикатора, звуковая сигнализация в коммутаторе и внеприборная сигнализация свидетельствуют об исправности схемы контроля за состоянием цепи ламп СОФ.

При необходимости обеспечения звуковой сигнализации о неисправности другого прибора, например прибора "Пульсар", его замыкающийся при неисправности автономный выходной контакт, должен быть подключен к клеммам "Сигнализация от другого прибора". При замыкании данного контакта напряжение -12V, минуя ключ ST3, подается на ЗГ, в результате чего включается непрерывная звуковая сигнализация коммутатора.

Рисунок 6.2 - Схема электрическая принципиальная коммутатора КСОФ

На панели управления имеется гнездо КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ, позволяющее измерять сопротивление изоляции электрических цепей коммутатора отдельно от кабелей внешних подключений ламп СОФ (при выключенных тумблерах ламп СОФ), при этом должно быть отключено питание коммутатора на распределительном щите.

Автономный замыкающийся контакт релейного выхода ГПИ, выведенный на клеммы "Внеприборная сигнализация", обеспечивает работу внешней сигнализации с максимальной активной нагрузкой на контакт 0,25 А при 27 V постоянного или переменного тока.

Рисунок 6.3 - Функциональная схема коммутатора КСОФ

6.3 Расчет параметров генератора прямоугольных импульсов

Выбор элементов схемы. При запирании триода на его базу передается положительный перепад напряжений Um ? Ek. Потенциал ко 0ллектора при этом стремится к - Ek. Поэтому максимально допустимое напряжение между коллектором и базой Uкб ? 2Ek

Максимальная частота колебаний мультивибратора fmax зависит от предельной частоты транзистора fв ? 0,7fmax.

Для обеспечения заданной длительности положительного перепада - длительность среза tc, предельная частота транзистора fб должна соответствовать условию fб ? 1/ tc.

Запертое состояние транзистора - однозначно. Отпертый транзистор может оказаться ненасыщенным или насыщенным с различной степенью насыщения. При глубоком насыщении колебания в схеме возникнуть не могут. Сразу же после отпирания триода через эмиттерный переход, кроме тока базы, ограниченной резистором, проходит значительный ток заряда конденсатора, из-за чего транзистор входит в насыщение. Ток заряда конденсатора экспоненциально уменьшается - транзистор выходит из насыщения.

Для обеспечения автоколебательного режима и неискаженной формы выходных импульсов открытый транзистор целесообразно использовать в режиме неглубокого насыщения.

Напряжение источника питания определяется:

Ek = (1,1-1,2) Um.

Ek = 1,2*12 = 14,4 В.

Выбираем транзистор Uкбmax ? 2 Ek Uкбmax = 28,8 В.

Выбираем по справочнику транзистор КТ 608Б (средней мощности и высокой частоты).

Параметры транзистора Uкбmax = 60 В.

Коэффициент передачи тока в = 40-150.

Максимальный ток коллектора Ikmax = 400 мА.

Обратный ток коллектора Ikоmax = 10 мкА.

Скважность S = 10.

Определяем сопротивление Rk:

0,036 kОм ? Rk ? 144 кОм.

Находим сопротивление Rб:

.

Выбираем резистор на 120 кОм.

Определяем базовый ток отпертого транзистора:

.

Определяем емкости конденсаторов С1, С2:

По приведенным выше расчетам выбираем элементы схемы:

Транзистор КТ 608Б И 93.365.013 ТУ.

Конденсатор К 50-20-20-200 ОЖО.464.120ТУ.

Резистор ОМЛТ-0,5-2,2 кОм ±10 % ОЖО.467.107ТУ.

Резистор ОМЛТ-0,5-120 кОм ±10 % ОЖО.467.107ТУ.



Рисунок 6.4 - Схема мультивибратора

6.4 Расчет блока питания и стабилизатора напряжения для мультивибратора

Для блока питания выбираем трансформатор ТН 30-127/220-50 ОЮО.470.001ТУ.

Для диодного моста по справочнику выбираю диоды Д 223Б с параметрами:

- максимальный средний выпрямленный ток I = 50 мА;

- постоянный обратный ток Iобр. = 0,05 мА;

- максимальное постоянное напряжение Uобр. = 150 В;

- постоянное прямое напряжение Uпр. = 1 В.

Параметрический стабилизатор напряжения. Балластное сопротивление Rб должно удовлетворять соотношению:

RбIб = Uвх. - Uст,

где Uст. - напряжение стабилизации.

Коэффициент стабилизации параметрических стабилитронов:

Кст. = 30 ч 40.

Выбираем по справочнику кремниевый стабилитрон Д 814В средней мощности (Uпр. = 1,5 В) со следующими параметрами:

- напряжение стабилизации Uст. = 9 ч 10,5 В;

- минимальный предельный ток стабилизации Iст. = 3 мА;

- максимальный предельный ток стабилизации Iст. = 29 мА;

- максимальное дифференциальное сопротивление Rст. = 25 Ом;

- минимальное дифференциальное сопротивление Rст. = 12 Ом.

Выходное сопротивление Rвых. = 20 Ом;



7. Эксплуатация судовых синхронных генераторов

В процессе эксплуатации СГ могут возникать неисправности, заключающиеся в нарушении функционирования элементов генератора. Своевременное устранение этих неисправностей является важным условием безаварийной работы СГ.

7.1 Характерные неисправности и способы их устранения

Повышенный нагрев подшипников

Вероятная причина	Способ устранения
- Недостаточное или чрезмерное смазывание, загрязнение смазки, попадание воды в смазку. - Механическое повреждение подшипников. - Неудовлетворительная центровка ГА. - Прохождение тока через подшипники.	- Вскрыть подшипник, промыть его и вновь наполнить рекомендуемой смазкой. - Заменить подшипник. - Проверить центровку. - Восстановить изоляцию подшипника.

Искрение щеток и обгорание контактных колец

Вероятная причина	Способ устранения
- Контактные кольца и щетки загрязнены и шероховаты. - Чрезмерное радиальное биение контактных колец. - Поставлены щетки несоответствующей марки.	- Провести чистку и шлифовку колец и щеток. - Проточить и отшлифовать контактные кольца, притереть щетки. - Поставить щетки соответствующей марки.

Общий нагрев генератора

Вероятная причина	Способ устранения
- Генератор перегружен. - Засорены вентиляционные каналы, загрязнились фильтры, активная сталь и обмотки покрылись грязью. - Нет доступа воды в холодильник.	- Устранить перегрузку. - Очистить генератор, продуть сжатым воздухом, промыть сетки фильтров. - Открыть клапан, регулирующий подачу воды в холодильник.



Чрезмерное нагревание обмотки статора

Вероятная причина	Способ устранения
- Генератор перегружен или нарушена его нормальная вентиляция.	- Устранить перегрузку, восстановить вентиляцию.

Активная сталь статора равномерно перегрета (при нормальной нагрузке генератора)

Вероятная причина	Способ устранения
- Генератор работает с напряжением, превышающим номинальное. - Генератор работает с частотой вращения ниже номинальной.	- Понизить напряжение до номинального. - Повысить частоту вращения до номинального значения.

Активная сталь местами сильно перегревается

Вероятная причина	Способ устранения
- Между отдельными листами активной стали происходят местные замыкания, вызванные заусенцами, образовавшимися при опиловке или задевания ротора о статор.	- Удалить заусенцы, обработать места замыкания напильником, разъединить соединяющие листы статора и покрыть их изоляционным лаком.

Перегрев обмотки ротора

Вероятная причина	Способ устранения
- Генератор работает с напряжением, превышающим номинальное. - Частота вращения ниже номинальной. - Генератор работает с пониженным коэффициентом мощности (его реактивная мощность слишком велика). - Междувитковое замыкание	- Понизить напряжения до номинального значения, проверить систему самовозбуждения. Повысить частоту вращения - Снизить реактивную нагрузку или принять меры к увеличению коэффициента мощности (у одиночно работающего генератора). - Устранить междувитковое замыкание

Низкое сопротивление изоляции

Вероятная причина	Способ устранения
- Загрязнение обмоток статора, ротора, контактных колей, траверсы, панели выводов и др. - Чрезмерная влажность обмоток. - Нарушена изоляция токоведущих частей. - Понизилось сопротивление изоляции подводящих кабелей.	- Удалить грязь и пыль, продуть генератор сжатым воздухом, доступные части протереть ветошью, смоченной бензином и просушить. - Просушить обмотки. - Восстановить изоляцию, покрыв ее влагостойкой электроизоляционной эмалью. - Найти и устранить причину.

Повышенная вибрация генератора

Вероятная причина	Способ устранения
- Неправильная центровка генератора с приводным двигателем. - Недостаточная жесткость фундаментной рамы. - Неудовлетворительная балансировка ротора после ремонта.	- Отцентровать генератор с приводным двигателем. - Увеличить жесткость фундаментальной рамы. - Отбалансировать ротор.

Генератор не возбуждается

Вероятная причина	Способ устранения
- Обрыв в цепи генератора начального пуска. - Обрыв на стороне переменного или постоянного тока силовых выпрямителей. - Пробой вентилей в блоке силовых выпрямителей. - Плохой контакт щеток с контактными кольцами. - Обрыв междукатушечного соединения ротора.	- Найти место обрыва, устранить его. - Найти место обрыва, устранить его - Проверить каждый вентиль, поврежденный заменить. - Устранить неисправность. - Устранить неисправность, восстановить крепления перемычки.

Напряжение на генераторе понижено или уменьшен ток ротора при параллельной работе генератора

Вероятная причина	Способ устранения
- Замыкание в цепи обмоток управления.	- Проверить схему соединения обмоток.

Напряжение на генераторе повышено и не регулируется

Вероятная причина	Способ устранения
- Обрыв в цепи питания корректора напряжения или в цепи обмоток управления. - Пробой вентилей в блоках корректора напряжения.	- Найти обрыв и устранить. - Проверить вентили, поврежденные заменить.

Устойчивые колебания напряжения генераторов

Вероятная причина	Способ устранения
- Обрыв в цепи обратной связи по ротору корректора напряжения.	- Найти обрыв и устранить.

Ток ротора при параллельной работе сильно понижен (повышен)

Вероятная причина	Способ устранения
- Обрыв в цепи уравнительных соединений	- Найти обрыв и устранить.



8. Технико-экономическое обоснование СЭЭС

8.1 Предварительные замечания

В данном дипломном проекте рассматривается экономическая эффективность, которую дает проектируемая СЭС. Основной задачей при проектировании СЭС является создание оптимальной системы, обладающей максимальной эффективностью. Сравнительная оценка СЭС может быть произведена на основе комплексного критерия эффективности, как отдельных ее частей, так и всей системы в целом. Эффективность проектирования СЭС можно охарактеризовать четырьмя группами показателей: функциональными, эксплуатационными, конструктивными и экономическими.

Все эти показатели взаимосвязаны между собой. Функциональные показатели характеризуют качество электроэнергии, степень загрузки генераторных агрегатов во всех эксплуатационных режимах работы, селективность быстродействия системы защиты.

Основные эксплуатационные показатели: надежность, живучесть и ремонтопригодность.

Характерной особенностью этих показателей является то, что их достаточная достоверность может быть получена после относительно длительного периода работы объекта.

Основными конструктивными показателями являются: масса, габариты, водозащищённость и вибростойкость.

Оценка этих показателей сравнительно проста, так как большинство из рассматриваемых конструкций нормализированы.

Экономическими показателями являются:

- капитальные вложения;

- эксплуатационные затраты;

- приведенные затраты Wп;

- полные затраты W.

Эти обобщенные показатели определяются стоимостью НИР, проектирования и изготовления Wр, эксплуатационными расходами Wэ, экономической эффективностью СЭС за год.

Для расчета эффективности новой разработки пользуются следующими соотношениями:

ф = Wp/(B+Wэ);

Wп = Wp + ф·Wэ;

W = Wц + Тс·Wэ;

где: ф - нормативный срок эксплуатации;

Тс - продолжительность эксплуатации СЭС.

В данном дипломном проекте необходимо сравнить два варианта комплектации СЭС и на основе расчета годового экономического эффекта обосновать выбор комплектации СЭС.

8.2 Варианты комплектации СЭЭС

Для решения экономичности судовой электроэнергетической системы выбирается два различных варианта состава основных элементов СЭС:

- вариант 1(основной) - три основных дизель-генераторных агрегата смонтированных на рамах генераторов типа МСК 103-4 номинальной мощностью Pн = 200 кВт и одного резервного генератора типа МСК 103-4 номинальной мощностью Pн = 200 кВт, а также трёх основных дизелей: 12ЧН 15/18 и одного резервного дизеля: 12ЧН 15/18.

- вариант 2 (альтернативный) - три основных дизель-генераторных агрегата смонтированных на рамах генератора типа МСК 102-4 мощностью Рн =150 кВт и одного резервного генератора типа МСК 102-4 мощностью Рн =150 кВт, а также трёх основных дизелей: 6ЧН 15/18 и одного резервного дизеля: 6ЧН 15/18.

Основные характеристики дизель-генераторных агрегатов приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Характеристики ДГА

Вар.	Приводной двигатель	Количество	Генератор	Количество
	Тип	Мощность, л.с.		Тип	Мощность, кВт
1	12ЧН 15/18	300	4	МСК 103-4	200	4
2	6ЧН 15/18	235	4	МСК 102-4	150	4

Расчёт режимов работы судна. Для расчёта режимов работы судна необходимо знать следующие его характеристики:

- автономность рейса, суток 30;

- грузоподъемность Q 13500;

- скорость в балласте Vб, узлов 18;

- скорость с грузом Vг, узлов 16;

Данные характеристики являются среднестатистическими для судов данного класса.

Расчёт эксплуатационного режима работы:

,

где Т_Э - время нахождения судна в эксплуатации; Т_КАЛ - время календарное за год; Т_В.Э. - время нахождения судна вне эксплуатации.

Т_Э=365-55=310 [суток].

Расчёт времени переходов судна к месту загрузки и обратно:

, [суток].

где: t_Х - время перехода судна к месту загрузки и обратно; R - расстояние до места загрузки и обратно, принимаем R=1000; V_Э - эксплуатационная скорость судна.

Время стоянки судна под загрузкой и выгрузкой:

[суток].

где: t_П - время стоянки под загрузкой и выгрузкой; G_ГР - плановая грузоподъемность; а_ГР=0,75-коэффициент использования грузоподъемности;

24•Н_ГР - среднесуточная валовая норма погрузочно-разгрузочных работ в порту назначения; k_З - коэффициент учитывающий время на выполнение вспомогательных и других операций в море, k_Н = 1,5.

Время стоянки судна без грузовых операций:

,

где tСБГ - время стоянки судна без грузовых операций;

[суток].

Расчёт времени нахождения судна в одном рейсе:

,

t_P = 5,2+2,5+1,25 = 8,95 [суток].

Расчёт количества рейсов за год:

рейсов.

Таблица 8.2 - Расчет режимов работы за год

Наименование режима	Длительность
	Суток	Часов
Календарный за год	365	8760
Продолжительность ремонта	55	1320
Продолжительность эксплуатации	310	7440
Длительность рейса	8,95	214,8
Число рейсов	34	---

8.3 Расчеты времени работы СЭЭС

Таблица 8.3 - Время работы СЭС в основных режимах работы судна

Режим судна	За рейс	За год
	Суток	Часов	Суток	Часов
Ходовой	5.5	118	162	3896
Стояночный без ГО	1.25	26	36	871
Стояночный с ГО	2.5	52	72	1742
Маневренный	0.73	17	24	578
ВСЕГО	8.95	214	295	7087

8.4 Расчёт мощности СЭЭС по режимам работы судна

Расчёт производим по данным проекта, приведенным в таблице 8.3. Данные сводим в таблицу 8.4.

Таблица 8.4 - Мощность СЭС по режимам работы и загрузке

Режим работы	Мощность, кВт	Загрузка вариант 1, о.е.	Загрузка вариант 2, о.е.
Ходовой	276	86	77
Стояночный без ГО	139	87	60
Стояночный с ГО	234	73	65
Маневренный	358	74	92

Таблица 8.5 - Характеристики ДГА

Дизель	Расход, кг/кВтч	Генератор	Стоимость, тыс. грн.
Тип	N, л.с.	Топлива	Масла	тип	Р, кВт
12ЧН 15/18	300	0.170	0.009	МСК 103-4	200	70000
6ЧН 15/18	150	0,170	0,006	МСК 102-4	150	66000

Расчёт капитальных вложений. Одним из основных показателей определения экономической эффективности любого технического решения является величина капитальных вложений. Методика определения экономической эффективности новой техники предусматривает расчеты капитальных затрат в производстве и в сфере использования системы.

Стоимость основных материальных и покупных комплектующих изделий определяется по балансовой стоимости с учетом сведений о конструкции изделий.

Таблица 8.6 - Суммы капитальных вложений по вариантам

Вариант	Наименование	Количество	Стоимость, грн.	Суммарная стоимость, грн.	Примечание
1	ДГА	4	70000	280000
	ГРЩ с аппаратурой	1	90 000	90 000
	Монтажные расходы	5		49500	15 %
	Транспортные расходы			16500	5 %
ВСЕГО	436000
2	ДГА	4	66000	264000
	ГРЩ с аппаратурой	1	90 000	90 000
	Монтажные расходы	5		48150	15 %
	Транспортные расходы	-		16050	5 %
ВСЕГО	418200

8.5 Годовые эксплуатационные расходы

Определение расхода топлива и масла и их стоимости. Определение расходов топлива в зависимости от процентной загрузки ДГА.

Расчет потребляемого топлива и смазочных материалов связан с режимом использования СЭС; сортами потребляемого топлива и масла; прейскурантных цен и расходов на бункеровку.

Расчет топлива определяется по формуле:

,

где Ррасх - расход топлива в данном режиме работы судна;

Ртабл - удельный расход топлива;

N - мощность дизеля, затрачиваемая в данном режиме.

Расход масла определяется аналогично.

Вариант 1, расход топлива:

xодовой режим:

кг/ч;

стояночный режим:

кг/ч;

режим стояночный с ГО:

кг/ч;

маневренный режим:

кг/ч.

расход масла:

xодовой режим:

кг/ч;

стояночный режим:

кг/ч;

режим стояночный с ГО:

кг/ч;

маневренный режим:

кг/ч.

Вариант 2, расход топлива:

xодовой режим:

кг/ч;

стояночный режим:

кг/ч;

режим стояночный с ГО:

кг/ч;

маневренный режим:

кг/ч.

расход масла:

xодовой режим:

кг/ч;

стояночный режим:

кг/ч;

режим стояночный с ГО:

кг/ч;

маневренный режим:

кг/ч.

Стоимость топлива и масла определяем по расценкам стоимости на рынке нефтепродуктов на начало 2008 года. Для работы дизелей выбираем дизельное топливо стоимостью 6200 гривен за тонну и масло М-12Ву стоимостью 26000 гривен за тонну.

Расчет производится с учетом бункеровки + 3 %.

Д_Т = 6,2+0,186=6,386 гр.

Д_М = 26+0,78=26,78 гр.

Определение расходов топлива в зависимости от процентной загрузки ДГА.

Таблица 8.7 - Расчет расхода топлива и масла и их стоимости

Режим работы	Число и мощность ГА, кВт	Загрузка, %	Расход топлива, кг/кВт*ч	Стоимость топлива, грн./ч	Расход масла, кг/ч	Стоимость масла, грн./ч	Общая стоимость, грн./ч
Вариант 1
Ходовой	2*200	86	81.6	520.6	3.9	104.5	625
Стояночный без ГО	1*200	87	43.86	279.82	2.3	61.6	341.42
Стояночный с ГО	2*200	73	70.38	449	3.7	99.1	548.1
Маневренный	3*200	74	104.04	663.8	4.8	128.4	792.3
Всего				1913.2		393.6	2306.8
Вариант 2
Ходовой	3*150	77	85.1	542	3.26	87	630
Стояночный без ГО	2*150	60	45.5	290	2.3	61	352
Стояночный с ГО	3*150	65	73.1	466	3	85	551
Маневренный	3*150	92	109.1	696	4.1	109	805
Всего				1995		344	2340

Расчёт годовой стоимости топлива и масла. Расчёт годовой стоимости топлива и масла произведен в таблице 8.8.



Таблица 8.8 - Годовая стоимость топлива и масла в гривнах

Режим работы судна	Вариант 1	Вариант 2
Ходовой	2 435 200	2 455 999
Стояночный без ГО	297 400	307 130
Стояночный с ГО	954 009	961 400
Маневренный	458 006	466 678
ВСЕГО за год	4 144 615	4 191 207

8.6 Расчёт условно-переменной стоимости кВт*ч электроэнергии

Расчет приведен в таблице 8.9.

Таблица 8.9 - Расчет условно - переменной стоимости

Режим работы судна	Расчётная мощность, кВт	Число часов работы за год	Годовая выработка э/энергии кВт*ч	Стоимость топлива и масла, грн.	Стоимость кВт*ч, грн.
Вариант 1
Ходовой	276	3896	1 250 808	2 435 200	0,51
Стояночный без ГО	139	871	150 717	297 400	0,51
Стояночный с ГО	234	1742	477 417	954 009	0,499
Маневренный	358	578	235 889	458 006	0,51
ВСЕГО		7087	2 114 833	4 144 615
Вариант 2
Ходовой	276	3896	1 250 808	2 455 999	0,51
Стояночный без ГО	139	871	150 717	307 130	0,49
Стояночный с ГО	234	1742	477 417	961 400	0,50
Маневренный	358	578	235 889	466 678	0,51
ВСЕГО		7088	2 334 151	4 191 207

Расходы на текущий ремонт. Расходы на текущий ремонт принимаются как процент от капитальных вложений в размере 3,2 %.

Р_{р 1}= 444000*0,032=142080 грн.

Р_{р 2}=422000*0,032=135040 грн.

Расчет амортизационных отчислений. Расчет амортизационных отчислений производится по формуле:

А_ГОД =W_о•H_ОБ,

А_{ГОД 1} =W_о•H_ОБ=444000* 0,15=67600 грн.

А_{ГОД 2} =W_о•H_ОБ=422000* 0,15=63300 грн.

где W_о - капитальные вложения; H_ОБ - общая годовая норма амортизационных отчислений для данной группы оборудования СЭС, которая принимается в размере 15 %.

Эксплуатационные материалы. Эксплуатационные материалы - рассчитываются в размере 0,5 % от капитальных вложений. Косвенные расходы рекомендуется принимать в размере 5,5 % от суммы прямых расходов СЭС без затрат на ГСМ.

Мэ 1 =W_о•0,005=444000* 0,005=2220 грн;

Мэ 2 =W_о•0,005=422000* 0,005=2110 грн.

Рк 1 =W_о•0,055=280000* 0,055=15400 грн;

Рк 2 =W_о•0,055=264000* 0,055=14520 грн.

8.7 Расчет заработной платы экипажа

Среднесуточное содержание одного члена экипажа составляет S_ЭК = 40 грн. Поскольку плата обслуживающему персоналу в обоих вариантах комплектации СЭС одинакова, то расчет производится для одного варианта.

Расход на содержание экипажа с учетом периода ремонта З, грн.:

З = 0,95• S_ЭК• N_ЭК•365.

где S_ЭК = 40 - суточное содержание одного члена экипажа, грн; N_ЭК = 7 - число членов экипажа, обслуживающих СЭС.

З = 0,95•20•7•365=48545 грн.

Данные приведены в таблице 8.10.

Таблица 8.10 - Расход на содержание обслуживающего персонала

Должность	Штат	Стоимость
		суточная, грн./сут.	Годовая грн.
Старший механик	1	40	14600
2-й механик	1	40	14600
3-й механик	1	40	14600
Моторист 1-го класса	2	40	29200
Электромеханик	1	40	14600
ВСЕГО	6	- -	87600
С отчислениями 37 %	- -	- -	120012

Итого затраты на содержание экипажа составят 120012 грн./год.

8.8 Приведенные расходы

Расчёт эксплуатационных расходов за год приведён по двум вариантам в таблице 8.11.

Таблица 8.11 - Эксплуатационные расходы

№	Статьи расходов, грн.	Вариант 1	Вариант 2	Примечания
1	Затраты на содержание экипажа	120012	120012
2	Топливо и масло	4 145 905	4 190 971
3	Амортизационные отчисления	65400	62730	Агод=Wо*Ноб - капитальные вложения; Ноб - общая годовая норма, 15 %
4	Затраты на ремонт	13952	13382.4	3.2 % от капитальных вложении
5	Материалы на эксплуатацию	2180	2091	0,5 % от капитальных вложении
6	Косвенные расходы	15400	14520	5,5 % от суммы прямых расходов СЭС без учета ГСМ
7	ВСЕГО	4 333 009	4 410 006	-

8.9 Расчет сравнительной экономической эффективности капитальных вложений

Рассчитываем приведенные затраты варианта СЭС:

W_П=W_Э+Е_Н•W_О,

где W_Э - эксплуатационные затраты СЭС, грн; W_О - капитальные вложения, грн; К_Н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

W_{П 1}=W_{Э 1}+Е_Н•W_О=4 333 009+0,15*444000=4429449 грн.

W_{П 2}=W_{Э 2}+Е_Н•W_О=4 410 006+0,15*42200 =4467006 грн.

Рассчитываем удельные эксплуатационные расходы себестоимости 1 кВт*ч W_ЭУД:

,

где W_Э - годовые эксплуатационные расходы, грн/год; B_Э - годовой объем вырабатываемой электроэнергии, кВт•ч.

грн.;

грн.

Рассчитываем удельные капитальные вложения W_0УД:

,

где - капитальные вложения в СЭС; B_Э - годовой объем вырабатываемой электроэнергии, кВт•ч.

грн/кВт•ч;

грн/кВт•ч;

Рассчитываем удельные приведенные затраты W_ПУД:

W_ПУД= ,

где - приведенные затраты варианта СЭС; B_Э - годовой объем вырабатываемой электроэнергии, кВт•ч.

W_{ПУД 1}= грн/кВт•ч.

W_{ПУД 2}= грн/кВт•ч.

Годовая сравнительная экономическая эффективность Э_ср - это разность приведенных затрат базового и проектируемого вариантов СЭС:

Э_СР= W_ПБАЗ - W_ППР.

Таблица 8.12 - Сравнительная экономическая эффективность

Вариант	WЭ, грн	WО, грн	WП,
1	4 333 009	444000	4429449
2	4 410 006	422000	4467006
ЭСР, грн	24255

Все расчеты сведены в таблицу 8.13.

Технико-экономические показатели СЭС

Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Варианты
			1 (основной)	2 (альтернативный)
Вырабатываемая электроэнергия	ВЭ	кВт•ч	2 334 151	2 334 151
Скорость судна техническая	VТЕХ	узлы	19	19
Скорость судна эксплуатационная	VЭ	узлы	15	15
Капитальные вложения в СЭС	WО	грн.	444 000	422000
Удельные капиталовложения	WОУД	грн/кВт•ч	0.21	0.19
Годовые эксплуатационные расходы	WЭ	грн/год	4 333 009	4 410 006
Себестоимость 1 кВт•ч электроэнергии	WЭУД	грн/кВт•ч	2.09	2.10
Приведенные затраты варианта СЭС	WП	грн.	4429449	4467006
Удельные приведенные затраты	WПУД	грн/кВт•ч	2.07	2.10
Годовая сравнительная экономическая эффективность	ЭСР	грн.	24255

В главе технико-экономические характеристики СЭС были приведены два варианта. Первый вариант три основных дизель-генераторных агрегата смонтированных на рамах генераторов типа МСК 103-4 номинальной мощностью Pн = 200 кВт и одного резервного генератора типа МСК 103-4 номинальной мощностью Pн = 200 кВт, а также трёх основных дизелей: 12ЧН 15/18 и одного резервного дизеля: 12ЧН 15/18.

Второй вариант - три основных дизель-генераторных агрегата смонтированных на рамах генератора типа МСК 102-4 мощностью Рн =150 кВт и одного резервного генератора типа МСК 102-4 мощностью Рн =150 кВт, а также трёх основных дизелей: 6ЧН 15/18 и одного резервного дизеля: 6ЧН 15/18.

В результате расчетов и сравнений выяснили, что вариант первый в сравнении со вторым вариантом, дает годовой экономический эффект в размере 24255гривен.



9. Охрана труда и окружающей среды

9.1 Предварительные замечания

Целью данного раздела является выявление действующих на человека при работе на объекте могут привести к травмам и профессиональным заболеваниям. опасных и вредных производственных факторов, которые в определенных случаях

Специфическая особенность работы на морском транспорте, разнообразие технических средств и высокая насыщенность ими современных судов требуют глубоких и твердых знаний в области охраны труда, позволяющих предупредить несчастные случаи и профессиональные заболевания моряков, а также быстро и умело ориентироваться в сложных условиях морского плаванья.

Воздействие производственной среды в процессе трудовой деятельности обуславливается:

· степенью механизации, автоматизации, герметичности оборудования;

· характером труда;

· санитарными условиями труда (загрязнение воздуха пылью или газами, шум, вибрация, различные излучения).

Рассматриваемая, в данном дипломном проекте судовая электроэнергетическая система, предназначена для выработки, передачи и распределения между потребителями электроэнергии, состоит из большого количества разнообразных технических средств и устройств, которые несут с собой практически весь комплекс опасностей и вредностей, в той или иной степени угрожающие здоровью человека.

При проектировании судовых устройств и систем необходимо руководствоваться нормативными документами. Эти документы регламентируют конкретные требования безопасности, учитывающие назначение судна и его оборудование.

Ниже произведен анализ условий труда обслуживающего персонала в помещениях, где размещается проектируемое электрооборудование, выявлены вредные факторы, воздействующие на персонал в этих помещениях.

Не менее важной задачей является охрана окружающей среды. Поэтому необходимо выявить источники загрязнения окружающей среды судном и разработать мероприятия для ликвидации источников загрязнения.

Для судов морского флота разработаны жесткие требования по охране окружающей среды. Эти требования выработаны в соответствии с международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ 73/78).

9.2 Анализ условий труда на центральном посту управления

Краткая характеристика ЦПУ. Помещение ГРЩ находится в непосредственной близости с машинным отделением. Поэтому при рассмотрении вредных факторов необходимо учитывать источники, находящиеся не только в ЦПУ, но и в машинном отделении.

Источником вредных факторов в помещении ГРЩ являются распределительные сети и кабели, которые вызывают:

· электромагнитные излучения;

· повышенная пожаробезопасность;

· возможность поражения электрическим током;

В свою очередь машинное отделение, из-за наличия в нем главного и вспомогательного двигателей, генераторов, вентиляторов, насосов, является источником вибрации и шума, а также создает опасность теплового травматизма и других вышеперечисленных факторов.

ГРЩ обслуживает электромеханик, в подчинении которого находиться три электрика, несущие вахту по 4 часа.

Помещение ЦПУ предназначено для установки в нем контрольно-измерительных приборов, органов управления ГЭУ, ДГА, ГРЩ. ЦПУ должен быть надежно защищен от воздействия источников избыточного тепла, повышенных шумов и вибраций, оборудован системой кондиционирования воздуха, так как в нем постоянно находится вахтенный электрик.

ПУ представляет собой щит с наклонно расположенными панелями; высота со стороны рабочего места составляет 700 мм, удобно для работы.

ЦПУ относятся к специальным электрическим помещениям, т.е. двери закрываются на замок и открываются наружу; в таком помещении исключена возможность концентрации газов, паров воды, масла и топлива, кислотных испарений. С передней стороны ГРЩ имеется проход шириной более 1000мм, а с задней стороны - 800мм, с обеих сторон установлены диэлектрические поручни. Пространство позади ГРЩ с открытыми токоведущими частями, ограничено и снабжено дверьми. На рисунке 9.1 представлена схема помещения ЦПУ.

Рисунок 9.1 - Схематичный план ЦПУ: 1 - помещение ЦПУ; 2 - ГРЩ; 3 - пульт дистанционного контроля и управления; 4 - щит освещения; ДП - диаметральная плоскость судна

Электробезопасность. Электробезопасность занимает особое место среди других вопросов безопасности и охраны труда, так как поражение электрическим током нередко приводит к смертельному исходу. Поражение электрическим током происходит при соприкосновении человека с токоведущими частями электрической установки, находящейся в этот момент под напряжением. Нередко причинами несчастных случаев является неисправность изоляции, вследствие чего, нетоковедущие части установок (корпус) могут оказаться под напряжением.