Аналитический метод постоянных нагрузок

При этом методе каждый приемник электроэнергии представляется постоянным значением мощности.

Определение нагрузок генераторов судовой электростанции табличным методом заключается в следующем. Табличная модель электрических нагрузок генераторов формируется по данному методу расчета таблицей 6.1.

В графе 1 таблицы 6.1 указывается наименование приемников электроэнергии, установленных на судне. При этом наименование групп должно соответствовать их общесудовой классификации по назначению, например: "Приемники палубных механизмов", "Приемники устройств связи и судовождения". Наименование приемников должно отражать их электрическую сущность: "Электропривод пожарного насоса", "Камбузная плита электрическая", "Преобразователь питания гирокомпаса". Для малых судов наименование групп указывать необязательно. Заполнение граф 2-6 таблицы 1 производится на основании отдельно выполненных расчетов по выбору номинальных параметров и количеству всех приемников электроэнергии, установленных на судне. В графе 7 определяется номинальная потребляемая мощность P_НП. Графы 8-13 составляются для каждого эксплуатационного режима. В них указываются: в графе 8 – условное обозначение графика работы приемников в данном эксплуатационном режиме, а именно: НР – непрерывная работа, ПР – периодическая работа; в графе 9 – значение коэффициента загрузки К_З приемника электроэнергии, определяемое как отношение фактически потребляемой мощности приемника в данном режиме Р_ФП к номинальной потребляемой мощности Р_НП. Значения Р_ФП и К_З определяются на основании всестороннего анализа работы приемников. Ориентировочное значение К_З большинства приемников электроэнергии судовой силовой установки и судовых систем 0.7-0.9; для палубных механизмов 0.3-0.9; для бытовых систем 0.5-0.9 и для преобразователей электроэнергии 0.6-0.9.

После заполнения всех строчек и граф таблицы 6.1 для каждого эксплуатационного режима определяются итоговые значения:

- S Р_ПР, S Q_ПР – суммарные активные и реактивные мощности периодически работающих приемников;

- S Р_НР, S Q_НР – суммарные активные и реактивные мощности непрерывно работающих приемников;

- Р₀=(SР_ПР+SР_НР)К₀; Q₀=(SQ_ПР+SQ_НР)К₀ – суммарные активные и реактивные мощности с учетом коэффициента одновременности:

К₀=0.7-0.75 – для режима стоянки на якоре;

К₀=0.8 – для режима стоянки на якоре с грузовыми операциями;

К₀=0.75-0.8 – для режима съемки с якоря;

К₀=0.8 – 0.85 – для ходового режима;

К₀=0.9 – 0.95 – для аварийного режима.

Значения К₀ уточняются с учетом особенностей проектируемого судна.

Затем находятся расчетные активная. реактивная и полные мощности для каждого режима:

Р=К_ПР; Q_Р=Q; S_P=(P_P²+Q_P²)^1/2,

где К_П коэффициент, учитывающий значение потери активной мощности в сети (рекомендуется для малых судов К_П=1,02, для средних – 1,03 и крупных 1,04).

Определяется средневзвешенный коэффициент мощности для каждого режима:

cosj_СВ=P_P/S_P.

Таблица 6.1

Аналитический метод переменных нагрузок

В этом методе каждый приемник электроэнергии представляется в режимах переменным значением мощности, которое характеризуется математическим ожиданием (средним значением) и дисперсией. При этом суммарная потребляемая мощность по режимам находится сложением средних значений мощностей приемников с учетом среднеквадратичного отклонения, определяемого по суммарной дисперсии.

Таблица для данного метода расчета формируется из граф 1-7 таблицы 6.1 и граф 1-9 таблицы 6.2, составляющих для каждого эксплуатационного режима работы.

Графы 1-5 таблицы 6.2 заполняются аналогично графам 8-12 таблицы 6.1. Заполнение граф 6-8 этой таблицы производится на основе графиков работы приемников электроэнергии, работающих в данном режиме из приведенных формул, определяющих значения вероятностей их работы средней активной мощности и дисперсии.

После заполнения всех строчек и граф таблицы 6.2 для каждого эксплуатационного режима вычисляются итоговые суммарные значения SР_СР, SД, SQ_СР, среднеквадратичное отклонение s=(SД)^1/2, расчетная активная мощность для выбора генераторов Р_Р=К_П(SР_СР+βσ) (где К_П=1.03-1.04; β=2 соответствует вероятности 0.975), расчетная реактивная мощность Q_P= SQ_CP, полная расчетная мощность S_P=(P_P²+Q_P²)^1/2 и средневзвешенный коэффициент мощности cosj_СВ=P_Г/S_P. Для проверки загрузки используется формула Р_З=К_П(SР_СР±βσ).

Таблица 6.2

Таблица 6.3

Тип графика	Вероятность работы	Средняя активная мощность	Дисперсия
Непрерывный	а=1	РСР=Р	Д=0
Периодический	а=t/T t=t1+t2	РСР=Р1а	Д=Р12t(T-t)/T2
Эпизодический	a1=t1/T	PCP=ΣP1a1	Д=Р12t1(T-t1)/T2
Многоуровневый	ai=ti/T	PCP=ΣPiai	Д=Рi2ti(T-ti)/T2
Периодически изменяющийся	a=1	PCP=(Pmax+ +Pmin)/2	Д=(Pmax- +Pmin)2/12

Метод корреляционных зависимостей

Корреляционные зависимости представляют собой уравнения и графики, полученные в результате обработки статистического материала по проектам судов методами математической статистики. Этот метод рекомендуется на стадиях разработки техзаданий по созданию судов различных типов при отсутствии перечня приемников. Корреляционные зависимости отраслевых стандартов не рапростарняются на промысловые суда, суда индивидуальной (не серийной) постройки (газотурбоходы, плавэлектростанции, доки и т.п.). В учебном пособии А.И. Зайцев. В.В. Юдин "Судовые электроэнергетические системы" представлены корреляционные зависимости суммарной установленной мощности генераторных агрегатов Р_Г электростанций от мощности силовой установки N и полного водоизмещения B судов различных типов и назначения. По ним при известных N и В определяется Р_Г, на основании которой находится состав генераторов электростанции.

В таблице 6.4 представлены корреляционные зависимости потребляемой активной мощности Р приемниками в различных эксплуатационных режимах в функции Р_Г.

Таблица 6.4

Используя эти зависимости, можно определить значения потребляемой мощности в режимах по значениям N и B судов.