9. Выбор защитной аппаратуры и электроизмерительных приборов для гр щ.

9.1 Защита электроэнергетических установок.

Защитой ЭЭУ называют систему устройств, предназначенных для автоматического отключения поврежденного участка от неповрежденного либо изменяющие режим работы неисправной установки или вырабатывающие другой управляющий сигнал, обеспечивающий безопасность защищаемой установки.

Виды защит и их настройка регламентированы Правилами Регистра.

Для генераторов, не предназначенных для параллельной работы, должны быть установлены устройства защиты от перегрузок и КЗ; при этом для генераторов мощностью до 50 кВт защита может осуществляться предохранителями.

У генераторов, предназначенных для параллельной работы, должны быть предусмотрены следующие защиты: от перегрузок, КЗ, обратной мощности (для генераторов переменного тока) и пониженного напряжения.

Защита от перегрузок должна настраиваться с учетом перегрузочной способности приводного двигателя таким образом, чтобы двигатель в течение принятой выдержки времени был в состоянии развивать необходимую мощность, определяемую уставкой; при перегрузке до 10% номинального тока рекомендуется предусматривать сигнализацию о перегрузке, действующую с выдержкой времени до 15 мин.

Выключение генераторов при перегрузке в пределах от 10 до 50% номинального тока рекомендуется осуществлять с выдержкой времени, соответствующей термической постоянной времени защищаемого генератора. При перегрузке генераторов переменного тока на величину 150% номинального тока генератора выдержка времени не должна превышать 2 мин. Защитные устройства от перегрузок должны обеспечивать возможность немедленного повторного включения генераторов.

В современных СЭЭУ при перегрузке генераторов предусматривается его разгрузка путем отключения малоответственных потребителей (МОП) либо включением резервного генератора.

Отключение МОП может осуществляться в одну, две и более ступени.

Первая ступень обычно срабатывает при перегрузке до 10% 1н с выдержкой ti = 0-30 с.

Вторая ступень при этой же величине тока с выдержкой 12 ⁼ (0-110) с.

Включение резервного генератора (если это предусмотрено) осуществляется при режиме нагрузки работающего 80—90%) 1н и отключение его при нагрузке на один генератор менее 30—40% 1н.

Защита генераторов от КЗ может осуществляться с выдержкой времени от 0,15 до 1с, для обеспечения избирательности срабатывания последовательных защищаемых участков и без выдержки времени —т мгновенная. В последнем случае избирательность срабатывания обеспечивается настройкой защит на разный ток срабатывания.

Для обеспечения избирательности (селективности) срабатывания защит обычно устанавливают следующие выдержки времени на различных автоматах: селективные генераторные автоматы и автоматы питания с берега^:— 1—0,63 с; секционные автоматы и автоматы перемычек — 0,63—0,38 с; фидерные автоматы — 0,38—0,15 с или 0,15—(0,03—0,04) с, где 0,03-:-0,04— собственное время срабатывания установочных автоматов.

						Лист
					МКТФ О НМЛ. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	23
Изм.	Лист	№. докум.	Подпись	Дата

Защита от обратной мощности должна срабатывать на отключение генератора при величине обратной мощности 2 - 6% Ра для турбин и 8 - 15% Р_а для ДВС.

Защита от обратной мощности должна обеспечиваться при снижении

приложенного напряжения на 50% U_H, при этом величина мощности, вызывающая ее срабатывание, может быть другой.

Защита от минимального напряжения должна исключать возможность подключения генераторов к шинам, пока их напряжение не установится и не достигнет величины, превышающей 80% Uh. При напряжении ниже 70—50% Uh генератор должен отключаться от шин ГРЩ с выдержкой времени около 1с.

Защита от перегрузки электродвигателей, работающих с непрерывной нагрузкой, должна иметь уставки на отключение защищаемого электродвигателя в пределах 105—125%1н и не должна срабатывать от пусковых токов.

Защита электродвигателей рулевого устройства осуществляется только от токов КЗ. Защита от перегрузки должна воздействовать на сигнал и настраивается на 100—110%) с выдержкой 5—10 мин.

У якорно-швартовных шпилей и лебедок на ступенях скоростей, предназначенных только для швартовных операций, должна бать предусмотрена соответствующая защита от перегрузки электродвигателя с переключением на низшую ступень.

Электрические коммутационно-защитные аппараты, предназначенные для нечастых оперативных выключений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы, а также для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных ситуациях, называются автоматическими выключателями. К ним относятся автоматические выключатели (АВ) различных типов.

Неселективными (установочными) называют АВ, срабатывающие при токах КЗ без выдержки времени.

Автоматические выключатели с выдержкой времени при отключении токов КЗ называют селективными.

Автоматические выключатели, имеющие различные способы управления и обеспечивающие размыкание электрических цепей при любых неисправностях (перегрузках или КЗ, падениях напряжения, обратных токах или мощностях и др.) называют универсальными.

Селективные автоматические выключатели применяют для защиты генераторов постоянного и переменного тока. Задержка отключения выключателя генератора (не более 1 с) необходима для того, чтобы генератор не отключался пусковыми токами мощных электродвигателей.

Одной из основных частей автомата является так называемый расцепитель•

Расцепитель - часть автомата, воздействующая непосредственно на механизм его отключения при критических значениях тока или другой физической величины, например, напряжения.

Автоматические выключатели имеют три вида токовых расцепителей:

1. электромагнитные, срабатывающие мгновенно при токах короткого замыкания в

Лист

2-20 раз больше номинального;

2. тепловые, срабатывающие с выдержкой 2-4 мин при токах перегрузки в 1,25

-1,8 раз больше номинального;

2. комбинированные, имеющие в одном корпусе оба вида расщепителей.

Электромагнитный расцепитель представляет собой миниатюрное реле

максимального тока, смонтированное непосредственно в корпусе автомата. При коротком замыкании подвижная часть расцепителя - якорь, мгновенно втягивается в катушку реле, воздействуя на механизм свободного расцепления, автомат отключается.

Тепловой расцепитель представляет собой миниатюрное тепловое реле с биметаллической пластиной. При перегрузке по току пластина изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления, автомат отключается.

Механизм свободного расцепления состоит из ряда рычагов и предназначен для автоматического отключения АВ под воздействием расцепителей. Механизм обеспечивает срабатывание аппарата даже тогда, когда последний удерживается во включенном положении рукояткой. Поскольку современные АВ имеют независимый расцепитель, то в принципе, может осуществляться отключение автомата по любой причине.

9.2. Расчёт и выбор коммутационных аппаратов.

В судовых электроэнергетических системах применяют автоматические выключатели типа AM, A31 OOP, А3500, А3700Р, АК50, АС25 и др.

Автоматы типа AM ставят на фидерах генераторов и мощных приемников. Для секционирования шин ГРЩ применяют автоматы типа АМ-В и съемные перемычки.

Пакетные выключатели в комбинации с предохранителями применяют в сети освещения, а также там, где это дает заметное снижение габаритов распределительных щитов (РЩ).

При выборе типа автомата необходимо учесть, что для построения избирательной защиты автомат, расположенный на схеме ближе к источнику, должен иметь большее время срабатывания при отключении. Например, если на РЩ стоит автомат A31 OOP, то на ГРЩ на фидере, идущем к РЩ, должен стоять автомат типа А3500 или А3700Р (см. рис. 9.1)

В силовой сети зашита от токов КЗ обеспечивается АВ, а защита от перегрузки - тепловыми реле в магнитных пускателях. Поэтому установочные АВ выбираются только с максимальными расцепителями.

Номинальный ток автомата 1_н._а. и номинальный ток максимального расцепителя 1_Р н. выбирают по рабочему току 1_раСч приемника:

1н.а. — 1р н. — 1расч

Автоматы генераторов и трансформаторов выбирают по номинальному току.

Автоматы одного типа и номинального тока могут иметь различные расцепители, различное число вспомогательных контактов, различный вид привода и другие отличительные особенности, которые следует учитывать при их выборе и заказе.

Лист

Ряд особенностей автоматов отражен в их условных обозначениях.j BAj Лм (msm jd с шётшт^ 4»***

1. ВВЕДЕНИЕ 2

2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО СУДНА И ЕГО РЕЖИМОВ РАБОТЫ 4

Лист3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ. 7

4. СОСТАВЛЕНИЕ И РАСЧЕТ ТАБЛИЦЫ НАГРУЗОК СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ПО РЕЖИМАМ РАБОТЫ СУДНА. 10

ав щ 11

5. ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ГЛАВНЫХ И РЕЗЕРВНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ - ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 15

43-Ю3 29

= 89.37А 29

л/з • Uh • cos(рн -г/н л/з -380- 0.86- 0.85 29

48Д.35-380 32

11. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И 33

СЕТЕЙ 33

11.2 Общие требования безопасности к конструкции электроустановок. 34

12. ЛИТЕРАТУРА. 37

^ t

. AC-** I

j.

i i i

$фл I А j

\

*!

I

f

ЛК5С ЩА

mmp (яг-тт -

j fmMmmrern в (ш-smM

Рис. 9.1. Схема установки автоматических выключателей

Пример выбора автоматического выключателя для одного из приёмников энергии.

1. Автоматический выключатель для генератора.

1.1. Определяем расчетный (номинальный) ток генератора.

Ph-W

1расч — '

S • UH * COS (рн

Подставим в формулу соответствующие значения из таблиц:

320-Ю³

1расч = —т=- = j77.JjA

V3-400-0,8

1.2. По таблице 9Л выбираем генераторный автомат типа AM — 8 с номинальным током 800 А и током максимального расцепителя 625 А.

2. Секционный автомат ГРЩ.

Рассчитывается по двойному генераторному току, т.е. по току 577.35-2 = 1154.7 А По табл. 9.1 выбираем автомат серии 2АМ15 с номинальным током 1500 А, и с током максимального расцепителя 1250 А.

						Лист
					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП.СЭЭС. 17-443	26
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

3. Автоматический выключатель для потребителя:

Ph-W 1расч — 1расч — Наименование фидера	Мощность приёмника, кВт	Расчетный ток фидера, А	Тип автомата	Ном.ток автомата, А	Ном.ток макс, расцепителя, А	Уставка макс.расц.(кратн)	Кол-во, шт
Генераторы	400	721,69	АМ8-М	800	800	2-8 I ном	4
Секционный	_	1443,38	AMI 5-М	1500	1500	2-8 I ном	2
Рулевое устройство	43	89,37	А3124Р	100	100	7-14 I ном	2
Подруливающее устройство	500	992,26	AMI 5-М	1500	1250	7-14 I ном	1
Брашпиль	43	81,56	А3134Р	200	160	7-14 I ном	1
Шпиль	38	- 73,7.2	А3124Р	100	125	7-14 I ном	1
Краны грузовые	75	143,88	А3144Р	220	600	7-14 I ном	10
Лебёдки грузовые	45	91,40	А3134Р	200	160	.7-14 I ном	2
Вентиляторы трюмов	11	24,58'	А3114Р	40	50	7-14 I ном	10
Храповая лебедка	■ 2	4,21	А3114Р	20	10	7-14 I ном	2
Насосы пресной воды ГД	37	73,43	А3124Р	.100	125	7-141 ном	2
Насосы забортной воды ГД	37	79,77	А3134Р	200	160	7-14 I ном	2
Топливные насосы ГД	18	43,88	А3114Р	60	80	7-14 I ном	2
Насосы смазки ГД	18	41,69	А3114Р	60	80	7-14 I ном	2
Насосы охлаждения пресн. воды ВД	12	26,16	А3114Р	40	50	7-141 ном	2
Насосы охлажд. заборт. воды ВД	12	25,23	А3114Р	40	50	7-14 I ном	2
Насосы подачи топлива ВД	7	15,26	А3114Р	25	32	7-141 ном	2
Насосы смазки ВД	7	14,77	А3114Р	25	32	7-14 I ном	2
Компрессор пускового воздуха	44	94,76	А3134Р	200	160	7-14 I ном	1
Подкачивающий компрессор СА	24	58,44	А3124Р	80	100	7-14 I ном	1
Компрессор хоз. нужд.	8	18,76	А3114Р	25	32	7-14 I ном	1
Насос перекачки топлива	10	24,35	А3114Р	40	50	7-14 I ном	2
Сепараторы топлива	10	23,75	А3114Р	30	40	7-14 I ном	2
Сепараторы смазочного масла	10	23,75	А3114Р	30	40	7-14 I ном	2
Валоповоротное устр.	22	46,50	А3114Р	60	80	7-14 I ном	1

					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443	Лист
						27
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

3.1. Определяем расчетный номинальный ток электродвигателя, например, рулевого устройства:

43-Ю³

= 89.37А

л/з • Uh • cos(рн -г/н л/з -380- 0.86- 0.85

(все данные взяты из таблицы нагрузок)

3.2. По таблице 9.2 (метод, указаний) выбираем автомат А3124Р с номинальным током 100 А и с током максимального расцепителя 100 А, число полюсов - 3, расцепитель -комбинированный.

Аналогично выбираются автоматические выключатели и для других основных приемников энергии, которые сводятся в общую таблицу:

9.2. Расчёт и выбор коммутационных аппаратов.

Насос санитар, воды	3	6,99	А3114Р	20	15	7-14 I ном	1
Насосы мытьевой воды	.3	6,99	А3114Р	20	15	7-141 ном	1
Насос питьевой воды	2	4,58	А3114Р	20	10	7-14 Гном	1
Форсуночный насос котла	4	8,42	А3114Р	20	20	7-14 I ном	2
Вентилятор котла	15	33,89	А3114Р	50	60	7-14 I ном	1
Главный пожарный насос	65	123,29	А3144Р	220	220	7-14 I ном	2
Аварийный пожарный насос	42	88,43	А3134Р	200	160	7-14 I ном	1
Баластно-осушительный насос	31	59,47	А3124Р	100	125	7-14 I ном	2
Насос откачки льяльных вод	11	23,13	А3114Р	30	40	7-14 Гном	2
Компрессор системы кондиционир.	35	67,14	А3124Р	100	125	7-141 ном	2
. Насос охдажд. системы кондиционир.	10	23,74	А3114Р	30	40	7-141 ном.	1
Вентиляторы системы кондиционир.	15	'32,70	А3114Р	50	60	7-14 I ном	2
Рефрижераторная установка	6	12,33	А3114Р	20	25	7-14 I ном	3
Циркуляционный насос опреснения	11	21,86	А3114Р	30	40	7-141 ном	1
Камбузные плиты	5	7,60	А3114Р	20	20	7-14 I ном	4
Электропечь хлебопекарная	4 .	6,08	А3114Р	20	15	7-14 I ном	4
Радиооборудование	10	33,39	А3114Р	50	60	7-14 I ном
Электронавигац. приборы	8	26,71	А3114Р	40	50	7-14 I ном
Сигнально-отличительные огни	5	7,60	А3114Р	20	20	7-141 ном
Освещение (лампы накаливания)	110	167,13	А3144Р	220	220	7-14 I ном

9.3. Выбор электроизмерительных приборов.

По требованию Правил Регистра на каждой генераторной панели ГРЩ устанавливают вольтметр, амперметр, ваттметр, частотомер и другие необходимые приборы.

Для синхронизации генераторов на ГРЩ устанавливают синхроноскоп. Если в составе ГРЩ есть панель управления, то синхроноскоп размещают на ней вместе с вольтметром, частотомером с переключателями.

На этой же панели дублируют переключатели сервомоторов регуляторов частоты и ключи управления генераторных выключателей. Применение панели управления оправдано при числе генераторов более трех.

Для измерения сопротивления изоляции на ГРЩ устанавливают мегомметры, для измерения тока ответственных приемников с номинальным током более 20 А — ампер­метры.

Иногда на генераторных панелях ГРЩ ставят амперметры для измерения тока возбуждения генераторов, счетчики числа часов работы генераторных агрегатов, фазометры (приборы для измерения коэффициента мощности coscp).

Класс точности приборов ГРЩ - 1,5 или 2,5.Таблица измерительных приборов генераторной панели ГРЩ Лист .И щ £	Прибор	Тип прибора	Предел измерения	Способ включения	Класс точности	Количество	Наименование фидера
1	Амперметр	Д1600	5—800 А	Через ТТ	1,5	4	Генераторы
2. '	Вольтметр	Д1500	0-450 В	Через ТН	1,5	4	Генераторы
3	Ваттметр	Д164	0 - 400 кВт	ТТ и ТН	2,5	4	Генераторы
4	Частотомер	Д1606	45 - 55 Гц	Через ТН	2,5	4	Генераторы
5	Синхроноскоп	Э165	-	Через ДУ	-	1	Панель управ.
6	Амперметр	Э140Т	0-50 А	Непоср.	2,5	1	Осушит, насос
7	Амперметр	Д1500	0-150 А	Через ТТ	2,5	1	Брашпиль

						Лист
					МКТФ ОНМА. 5.07010407. КП. СЭЭС. 17-443
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата		Zy