关于船舶电站容量确定和计算方法
关于船舶电站容量确定和计算方法
一、系数问题:
(一)电动机利用系数K的选取
在计算过程中,当船舶辅机电动机最大轴功率实在无法查到时,利用系数K 统一选取1的做法,现在看来不是太合适的。设配在选配电机时,由于系列产品中,电动机功率不一定恰好和设配轴上功率相符,有时为了保证起动转矩,电动机功率可能选得大些,电动机未能充分利用,因此利用系数K 就是一个小于1的数值,那么应该取多少较合适呢?是否考虑每台电动机利用系数取0.9的范围内,也有些可能在0.8~0.9范围内,甚至0.7左右的都有。把所有利用系数都取0.9也即选平均值,这样主算出来的结果相对要准确些,但一般仍然偏高。
(二)电动机实际使用功率时的效率η的选取
电动机实际使用功率时的效率,即电动机实际负荷时的效率,本来可以从电动机特性曲线查出来,但给计算方增添了不少麻烦及工作量。目前为了计算方便,都是选取额定效率ηe来计算,尽管计算结果有偏差,但影响并不大,主要原因是:对于直流电动机而言,其效率在使用范围内变化不大,故可认为均为ηe,而异步电动机在低负荷时效率较低,从特性曲线可看出,当电动负荷在50%~100%运行时,其效率变化小于5%,而对容量较大的电机来说,其变化就更小了,故可以以为不变。
(三)负荷系数K2的选取
机械负荷系数的准确选取,确是一个比较难的事情。K2是一个定量值,因为用电设配在某一状态下运行,其实际使用功率同时是与之变化的,计算时无法得到。现在通常都采用过去经过或经验获得的数据:一般恒速机械(如泵、风机)的机械负荷系数通常取0.8、0.9,锚机、绞盘通常取0.6~0.7,舵机通常取0.3~0.4,取其上限还是下限,设计者可根据自己的经验或向轮机专业及其它相关专业询问,根据他们提供的设配实际使用情况来确定。但必须强调一点,任何一台辅机的'电动机在不同的运行工况下,其机械负荷是不一样的。
(四)同时系数的选取
同时系数选取得合理与否直接影响到计算的结果,要取得确定值也比较困难。现在通常选取Ⅰ类负荷同时系数K1在0.8~0.9范围内。Ⅱ类负荷系数K20.3~0.5范围内。至于取上限还是下限,应视其船舶运行工况以及船舶设配数量的多少而定。不同运行工况下的同时系数不一定相同。对于大型船舶,由于设配数量多,同时工作的可能性小,同时系数可选得小些,对于小型船舶,由于设配数量小,同时工作的可能性大,同时系数可选得大些。
二、设配的分类
三类负荷计算法所以能求得较精确的计算结果,除了选取各种合理系数外,还有一个重要的因素,就是要正确地把各电气设配按其使用情况进行分类,设配分类不妥,将影响计算结果,故必须认真、慎重考虑。判断同一项设配属于哪种类别,应视其设配在该运行工况下工作情况,同一项设配在不同的运行工况下工作,其设配的类别不一定是相同的。就是说,三类负荷的方法与船舶运行工况有关。
三、计算表的编制
在负荷计算表的编制中,为了使计算表格更直观明了,让人一看一目了然,就必须在表格中对其一些用电设配加以注解。随着船舶电气设配的不断发展,新产品层出不穷。不同型号规格,不同电压种类的同种电气设配均在船上使用,特别是现在船舶上使用的厨房设配、生活设配、从电设配等,输入电压有的为AC220V,有的则为AC380V,在负荷计算表现中如果不对其电压种类进行注解的话,那么将给变压器容量的计算和核对造成麻烦,本来直接根据负荷计算表中的数据可完成的工作,却还要通过其它相关的图纸才能具体了解,计算完成。所以将可有不同电压种类选择,容易让人产生误解的电气设配注明相应电压值是十分必要的。
四、其它
任何类型及用途的船舶都必须经过电力负荷计算,以确定船舶主电源装置。而电力负荷计算方法对任何船舶都是适用的,只不过在根据计算结果选择发电机容量不小时,就必须考虑不同类型及用途船舶特殊性。其中原则是看船上电气设备功率相对容量的大小以及它们的工作情况(是长期稳定工作还是频繁重复工作)。对于一般小型船舶,设配功率差别相对不大,选择发电机容量大小只要杂计算结果的基础上,留有10%~20%的数量就可以了。如果是工程船或特殊船舶,其船上没有较大功率的电力拖动机械,并且该机械需频繁反复起停工作,此时在选择发电机容量时,就必须考虑所选用发电机的额定电流在一定的过载能力下能否承受此种工作制的最大起动电流,通常在计算结果的基础上,按最大起动电流对发电机容量进行核算,以保证船舶机械安全可靠的工作,也就是说,船舶电站容量的确定除了按电力负荷计算外,还必须根据船上用电设配使用情况综合考虑。
长期实践证明,电力负荷计算(特别是利用三类负荷法)是确定船舶电站容量既可行有效,较为成熟的一种方法,在船舶电气设计中时一项非常重要的工作。为了使计算更接近于实际,应深入实践,积极参与船舶试车试航,通过测试,获得原始数据,积累经验,提高负荷估算负荷估算书的准确度。
参考资料:
船舶设计实用手册(电气分册)
船舶电站及自动化装置
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