Организация судового электрооборудования на стендах

Кроме того, проверяется тепловая защита генератора. Проводится калибровка автоматов - проверка и настройка всех его расцепителей. Судовые ДУ подвергают следующим видам испытаний [32]:предъявительским;приемо-сдаточным.Испытания ДУ считают законченными при условии:выполнения всех проверок и проведения испытаний в полном объеме программы испытаний при получении положительных результатов испытаний;окончания технического осмотра и устранения дефектов;проведения контрольных проверок;подписания протоколов испытаний, заполнения паспортов и формуляров по результатам испытаний на все механизмы и оборудование, входящие в состав ДУ.Может быть принята за основу следующая методика испытаний:после заправки и подготовительных процедур выполняем старт дизеля, прогрев и выход на номинальные обороты;плавно подключает нагрузку к выходу электрогенератора, фиксирую токи, напряжения на выходе обмоток генератора; проводя осциллографирование, записывая все вспомогательные параметры на каждом значении нагрузки;повышаем нагрузку до максимального значения шагами в 5% от номинала, сопровождая процесс подъема снятием и архивированием экспериментальных данных по всем измерительным каналам;измеряем параметры дизеля при каждом значении нагрузки;вычисляем значения полезной мощности на выходе дизеля и генератора, коэффициента мощности, расхода топлива, оцениваем тепловое состояние всех элементов испытуемого объекта;переходим к режиму импульсного переключения нагрузки, используя для этого осветительные приборы разной мощности, мгновенно подключаемые к генератору; измеряем значения бросков напряжения генератора при мгновенном подключении различных нагрузок;оцениваем тепловое состояние дизеля и генератора в режиме импульсного подключения нагрузок;архивируем полученные данные, готовим их для апосрериорной обработки.2.7. Схемы проведения испытаний судовых дизель - генераторовНиже по тексту, а также в Приложении, приведены некоторые типовые схемы, описывающие процессы стендовых испытаний судовых дизельных электростанций [33]. Рис. 14. Типовая схема силовой части судовой электростанции переменного тока с одним генератором «Г». Выход 3-фазной сети – внизу справа. Обмотки генератора – вверху слева. Рис. 15. Типовая схема релейного управления дизелем. Схема судовой электростанции переменного тока (рис. 13) состоит из двух основных и одного резервного генераторов. Синхронные генераторы с самовозбуждением G1-G3, применяемые в современных установках, подключаются к ГЭРЩ с помощью автоматических выключателей. Схема коммутации электростанции обеспечивает параллельную работу трех генераторов. Секции щита соединяются автоматическим выключателем QF5. При коротком замыкании на ГЭРЩ выключатель разделяет секции щита, обеспечивая таким образом бесперебойное питание потребителей от неповрежденной части щита. Отходящие фидеры отключаются и включаются установочными выключателями, находящимися на распределительных секциях щита.Синхронные генераторы, как и генераторы постоянного тока, защищены от токов короткого замыкания, перегрузки и перехода в двигательный режим. Защита от токов короткого замыкания и перегрузки осуществляется автоматическими выключателями QF1- QF3. Положение их контролируется сигнальными лампами Hl и Н2. От перехода в двигательный режим генераторы защищены реле обратной мощности КОМ.Регулирование возбуждения и поддержание постоянного напряжения генератора осуществляется автоматическим регулятором напряжения. Гашение поля производится подключением с помощью рубильника SГ резистора RГ и обмотке возбуждения генератора.На схеме рис. 16 показаны установленные на щитах измерительные приборы, а также схема их включения и переключатели амперметра SA, вольтметра и частотомера SV для одного генератора. Амперметр РА переключателем SA включается без разрыва цепи на ток каждого трансформатора, измеряя токи в фазах А и С, а также на суммарный ток двух трансформаторов тока. Известно, что сумма токов двух фаз в трехфазной системе без нейтрального провода всегда равна току третьей фазы; поэтому в данном случае амперметр измеряет ток фазы В. Вольтметр включается через переключатель SV для измерения напряжений между фазами генератора А и В, В и С, С и А.Рис. 15. Типовая схема силовой части судовой электростанции переменного тока с тремя генераторами G1 – G3, элементами контроля и сервоприводом СД подачи топлива в дизель. На схеме показаны цепи питания приборов синхронизации. Схема предусматривает вольтметр для замера напряжения на секциях шин, приборы контроля или измерения сопротивления изоляции сети под напряжением и устройства синхронизации генераторов.Понятно, что стендовым испытаниям подвергается один из генераторов, показанных на любой из проведенных здесь комплексных схем судовых электростанций. Однако, знание общей схемы электростанции весьма полезно. Обмотки роторов синхронных генераторов получают питание от специальных источников постоянного тока, называемых возбудителями. Мощность возбудителей составляет 0,3-1% мощности генератора, а номинальное напряжение - от 100 до 650 В [1-4]. Чем мощнее генератор, тем обычно больше номинальное напряжение возбуждения. Современные схемы возбуждения кроме возбудителя содержат большое количество вспомогательного оборудования. Совокупность возбудителя, вспомогательных и регулирующих устройств принято называть системой возбуждения. Электрическое соединение возбудителя с обмоткой ротора генератора выполняется преимущественно при помощи контактных колец и щеток. Созданы и применяются бесщеточные системы возбуждения. Системы возбуждения должны быть надежными и экономичными, допускать регулирование тока возбуждения в необходимых пределах, быть достаточно быстродействующими, а также обеспечивать потолочное возбуждение при возникновении аварии в сети.По Правилам Морского Регистра судовые генераторы должны иметь следующие четыре вида защиты: от коротких замыканий; от перегрузки; от перехода в двигательный режим; от минимального напряжения.Настройкам по результатам испытаний подвергаются - реле максимального тока; реле минимального напряжения; реле частоты оборотов дизеля; реле момента на валу. Распределение энергии основного источника питания, и аварийного источника питания производится в главном щите, показанном на рисунках16 - 17.Рис. 16. Один из вариантов принципиальной схемы ГРЩ. Рис. 17. Главный щит распределения энергии судовой электростанции [4].Здесь: I, II – генераторные панели; III, IV – распределительные панели. Схемы измерений, приведены в Приложении, а именно - схема работы генератора с регулируемой нагрузкой; схема работы генератора с переключаемой нагрузкой; схема исследования дизеля с помощью ИИС. ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ3.1. Операционная картаНа основании [34] операционная карта имеет следующий вид:Составим аналогичную карту на технологический процесс подготовки судового двигателя к стендовым испытаниям. Таблица 5. Операционная карта стендовых испытаний. NКод опер.Трудоемк.н/чНаименование операцииСодержание операции22Расконсервация 32Установка на стапель18Подключение магистралей Топливные к дизелю, выхлоп газов, охлаждающая вода15Подключениегенератора Силовые кабели – к ЩР, сигнальные – к ИИС11Заправка дизеля Солярка, масло, вода6Запуск дизеляСтартер 3Прогрев, выход на номинальные оборотыКонтроль по ИИС220Выполнение испытаний по программе10Завершение испытаний3Остановка дизеля2Слив топлива4Разбор силовых цепей53Обработка и оформление результатов3.2. Технолого – нормировочная картаПример ТНК, в соответствии с [35] имеет следующий вид:Составим аналогичную ТНК для технологического процесса подготовки и проведения стендовых испытаний судовой дизельной электростанции. Таблица 6. ТНК стендовых испытаний. NСодержание работРазряд рабочихНорма времени, н - чЧасовая тарифная ставкаСдельная расценка, рубРасконсервация 3675450Установка на стапель3875600Подключение топливных магистралей к дизелю4584420Подключение генератора к НУ4284168Подключение измерительных кабелей к генератору и нагрузке 4384252Проверка и наст-ройка устройств защиты генератора *)53.594329Проверка центровки генератора на стапеле4384252Прогрев, выход на номинальные обороты генератора50.59447Проверка работы генератора на холостом ходу5294188Завершение испытаний4384252Остановка дизеля317575Слив топлива317575Разборка силовых цепей3275150Обработка и оформление результатов измерений515941410*) Проверка и настройка устройств защиты генератора - проверяются устройства защиты генератора от короткого замыкания и перегрузки, описанные выше в разделах 2.3 и2.4. ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬОпределение трудоемкости испытанийТрудоёмкость – количество рабочего времени человека, затрачиваемого на производство единицы продукции. Результаты производственной деятельности зависят от подбора трудовых ресурсов предприятия и эффективности использования персонала, как производственного, так и непроизводственного. На основании нормативного документа [36], заполним таблицу установленного образца, определяющую трудоемкость стендовых испытаний дизельной судовой электростанции, данную ниже. Так как в настоящей работе идет речь об испытаниях единичного изделия, а не серийный процесс, то трудоемкость всего процесса будем определять из норм времени на единичную операцию, исключив из таблицы столбец «Трудозатраты на единицу», так как в нашем проекте все трудозатраты приходятся на единицу продукции – на одну судовую электростанцию. Таблица 7. Трудоемкость испытаний судовой электростанциина стенде. NНаименование работТрудоемкость [нормо/час]Расконсервация6Установка на стапель8Подключение магистралей5Подключение генератора к НУ*)2Подключение измерительных кабелей к генератору и нагрузке2Проверка и настройка устройств защиты генератора3.5Проверка центровки генератора на стапеле3Прогрев, выход на номинальные обороты генератора0.5Проверка работы генератора на холостом ходу2Завершение испытаний3Остановка дизеля1Слив топлива1Разборка силовых цепей2Обработка и оформление результатов15ИТОГО: 54*) здесь НУ – нагрузочное устройство, подробно описанное выше в разделе 1.4 – входит в обязательный состав стенда. Определение сметной стоимости испытанийСметная стоимость — сумма денежных средств, необходимых для осуществления строительства в соответствии с проектными материалами [37].Сметная стоимость состоит из трех компонентов и определяется следующей формулой: СС = ПЗ + НР + СПгде: ПЗ – прямые затраты,НР – накладные расходы,СП – сметная прибыль.Прямые затраты – основные ресурсы, используемые непосредственно для выполнения данного вида работ - материальные ресурсы (материалы, комплектующие элементы), технические ресурсы (эксплуатация машин и механизмов, если нужно), трудовые ресурсы (оплата труда).Накладные расходы – затраты, связанные с созданием условий, необходимых для производства работ – обслуживание, организация, управление. Сметная прибыль - средства организации, направленные на развитие производства [38]. Таблица 8. Стоимость основных материалов.НазваниеКоличествоЦена за единицу, руб.Общая сумма, руб.кабель30 м722160крепеж35 шт.15525ГСМ50 литров502500Оборудование 20 позиций250050000Итого52625Материалы, крепеж и оборудование после очередных испытаний никуда не деваются, сохраняются для следующих испытаний, где понизят стоимость работ. Стоимость комплектующих материалов принять в размере 25 % от стоимости материалов и определить по формуле 15:Ск = М × 0.25 = 18406 рублейРасчет материальных затрат произведен в таблице 9.Таблица 9. Материальные затраты.Наименование материалаОбщие материальные затраты, руб.Основные материалы52625Комплектующие18406ИТОГО71031Сумма затрат на оплату труда определена из определенной выше трудоемкости производства испытаний в размере 54 нормо – часа одного эквивалентного работника. При средней заработной плате в региона на уровне 64 тысячи рублей в месяц, имеем ФОТ = 18 тысяч рублей. Отчисления на социальные нужды берем в установленном размере 30% от ФОТ. Итого СН = 18*0.3 = 5.4 тысяч рублей. Амортизационные расходы не учитываем, относя их на бюджет региона, заинтересованный в производстве работ. Прочие затраты ПЗ принимаем на уровне 6% от общей суммы текущих затрат на производство ПЗ = 0.06*ТЗ = 0.06*(МЗ + ФОТ + СН) = 0.06*(71 + 16 + 5.4) = 5.5 тысяч рублей. Всего, сметная стоимость испытаний составляет – 97 тысяч рублей. СебестоимостьСебестоимость - выраженные в денежной форме текущие затраты предприятия на производство и реализацию продукции [39]. Таблица 10. Себестоимость испытаний судовой электростанции. NНаименование работЕд. измер.Трудоемкость РасконсервацияРуб.6*400=2400Установка на стапельРуб.8*400=3200Подключение магистралейРуб.5*400=2000Подключение генератора к НУРуб.2*400=800Подключение измерительных кабелей к генераторы и нагрузкеРуб. 2*400=800Проверка и настройка устройств защиты генератораРуб. 3.5*400=1400Прогрев, выход на номинальные обороты генератораРуб.0.5*400=200Проверка работы генератора на холостом ходу Руб. 4*400=1600Завершение испытанийРуб.3*400=1200Остановка дизеляРуб.1*400=400Слив топливаРуб.1*400=400Разборка силовых цепейРуб.2*400=800Обработка и оформление результатовРуб.15*400=6000ИТОГО себестоимостьРуб.21200ГЛАВА 5. МЕРОПРИТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХЭлектробезопасность при стендовых испытанияхУ ГРЩ должны быть вывешены Правила первой помощи при поражении электрическим током и Правила тушения пожара электрооборудования [40].Запрещается оставлять неизолированными концы проводов после их отсоединения от электрооборудования.Запрещается применять при работах с электрооборудованием инструмент с токопроводящими ручками.Запрещается установка выключателей и штепселей в пожаро- и взрывоопасных помещениях. Замену перегоревших предохранителей производить при снятом напряжении, за исключением пробковых и трубчатых предохранителей на силу тока до 15А. Чистка и ремонт электрооборудования должны производиться при снятом напряжении.При работах со снятым напряжением необходимо выполнить следующее:принять меры, исключающие подачу напряжения;на местах, откуда может быть напряжение, вывесить запрещающие плакаты;произвести заземление участков, где производятся работы;разрядить конденсаторы, входящие в схему ремонтируемого электрооборудования.Отключить трансформаторы (силовые, осветительные) со стороны как первичного, так и вторичного напряжения. При работах с частичным снятием напряжения токоведущие части, остающиеся под напряжением, оградить временными ограждениями из изолирующих материалов.При аварийных работах на оборудовании под напряжением необходимо:работать в диэлектрических галошах или стоя на диэлектрическом коврике и в защитных очках;использовать диэлектрические перчатки;оградить находящиеся под напряжением соседние токоведущие части и заземленные конструкции диэлектрическими материалами;работать в комбинезоне с опущенными и застегнутыми у кистей рук рукавами и в головном уборе.Эксплуатация ГРЩ и АРЩ без поручней на передней и задней сторонах запрещается.Двери ГРЩ и АРЩ при их работе должны быть закрыты.За ГРЩ и АРЩ запрещается хранить какое бы то ни было имущество.Площадки и проходы перед и за ГРЩ и АРЩ должны быть покрыты цельнокроенными диэлектрическими ковриками или дорожками.У ГРЩ должны храниться:изолирующие клещи и приспособления для замены предохранителей;комплект средств защиты;мегомметр и другие переносные измерительные приборы.Профосмотр и чистку ГРЩ производить при полностью снятом напряжении. Прежде чем разорвать токоведущую цепь измерительных приборов и реле, необходимо специальными перемычками замкнуть накоротко цепь вторичной обмотки трансформатора тока. При производстве этих работ пользоваться инструментом с изолированными ручками, стоять на диэлектрическом коврике или надеть диэлектрические боты.Присоединять или отсоединять переносные приборы (трансформаторы тока, амперметры и т.п.), требующие разрыва электрической цепи, можно только при полном отключении напряжения с участков электросети, к которым эти приборы присоединяются или отсоединяются.Присоединять или отсоединять вольтметры, переносные трансформаторы напряжения и другие приборы, не требующие разрыва цепи, допускается под напряжением до 380 В, но при условии применения изолированных проводов со специальными изолированными наконечниками, и применяя средства защиты.Перед замером сопротивления изоляции переносным мегомметром необходимо убедиться в отсутствии напряжения на измеряемом участке и при наличии конденсаторов в схеме — разрядить их.Противопожарные мероприятияНа любом предприятии должны выполняться следующие противопожарные требования:Определение приказом руководителя лиц, которые будут отвечать за противопожарную безопасность, с установкой их обязанностей.Введение режимов пожароопасности.Провести полное оснащение помещений, территории устройствами и приборами противопожарного назначения (огнетушители, гидранты, ящики с песком, пожарными щитами), сигнализацией: звуковой и световой.Организовать обучения всех без исключения сотрудников. Вести журнал учета проведенных занятий.Приказом утверждается порядок оповещения и эвакуации на основе разработанных правил.Организовать размещение знаков, табличек с номерами специальных пожарных служб, установить в требуемых местах телефоны.На судовом оборудовании обеспечивает общее соблюдение правил пожарной безопасности капитан [41]. При прокачке топливных насосов не допускать попадания топлива в цилиндры двигателя; для этого необходимо открыть контрольные краны на форсунках и следить, чтобы прокачиваемое топливо выходило через эти краныПеред пуском дизеля проверить наличие на местах кожухов, ограждений, решеток, открыть все краны и вентили на всех трубопроводах, обеспечивающих подачу и отвод охлаждающей воды и смазочного маслаОсобенно внимательно необходимо осмотреть краны и вентили нагнетательных трубопроводов, а также трубопроводов подвода и отвода воды (масла), охлаждающей поршни.Во время пуска дизеля присутствие посторонних лиц в машинном (стендовом) отделении, а также членов машинной команды, не связанных с проведением испытаний, запрещается.Запрещается во время пуска нахождение обслуживающего персонала в районе цилиндровых крышек.Любые неисправности, возникшие во время пуска дизеля, разрешается устранять только после его остановки.Во время работы дизеля все операции по его обслуживанию необходимо выполнять осторожно, не касаясь подвижных и вращающихся частей.Запрещается производить ремонт трубопроводов, находящихся под давлением, закрывать рукой поврежденные форсуночные трубки.Для предотвращения взрывов в картерах и продувочных ресиверах необходимо следить за исправным состоянием предохранительных клапанов.Категорически запрещается открывать картерные люки сразу после остановки двигателя, так как воздух, попадающий в картер, образует вместе с масляными парами взрывоопасную смесь. Открытие картерных люков допускается через 20—30 мин после остановки дизеля.ЗАКЛЮЧЕНИЕВыполненная исследовательская работа показала - СЭЭС выбранного судна соответствует требованиям регистра Российской Федерации, что подтверждается выполненными анализом и расчётами. Исследованная структурная схема СЭЭС позволила сформулировать программу и методику стендовых испытаний судовой электростанции, и сделать необходимые оценочные вычисления в обоснование режимов и схем испытаний. Установлена последовательность процедур по подготовке дизель – генератора к испытаниям на стенде после прибытия с судна. Сделаны оценки трудоемкости и себестоимости выполнения каждой операции, даны рекомендации по необходимым инструментам и приборам. Расчёт силовой и осветительной сетей показал, что потери напряжения в сети не превышают величин, рекомендованных Морским Регистром. Анализ защиты генератора электростанции от короткого замыкания и перегрузки показал возможность надежной и безопасной работы системы электропитания в реальных условиях морского плавания, смоделированных на стенде. В результате выполненной работы ясно показано, что стендовые испытания современных судовых энергетических установок требуют специальных знаний, а также организационных мероприятий, последовательность которых оказывает принципиальное влияние на ход испытаний и на получаемые результаты. Кроме решения задач обучения знания, полученные в ходе выполнения квалификационной работы, будут применены в будущей профессиональной деятельности. Предложенный в работе программно – методический подход, а также аппаратное оснащение стендовых испытаний судовых энергетических установок может и должен послужить базой для дальнейшего совершенствования как полученных профессиональных знаний, так и стендовой базы любого современного судоремонтного завода. ЛИТЕРАТУРАБеспалов В.И., Пискунов В.А., Садеков М.Х. Эксплуатация судовых энергетических установок. Н. Новгород, ВГАВТ. 2010Ищенко В.Ф. Судовые электромонтажные работы. Испытание электрооборудования. Учебное пособие. Северодвинск. Севмашвтуз. 2007 г.Н.И. Роджеро - Справочник судового электромеханика и электрика.Г.И. Китаенко - Справочник судового электрикаhttp://www.tsagi.ru/http://www.nrcki.ru/https://www.korabel.ru/news/comments/v_peterburge_postroili_krupneyshiy_v_rossii_ispytatelnyy_stend_modelirovaniya_raboty_sudovyh_sistem.htmlhttp://lemznpkspb.ru/https://sinref.ru/000_uchebniki/04600radio/008_regulirovshik_radioaparaturi_gorodilin/058.htmРасчет электрических нагрузок судовых электростанций. Конспект лекций. СФУ им. М.В. ЛомоносоваСудовые электроэнергетические системы. Конспект лекций. СФУ им. М.В. Ломоносоваhttp://mirmarine.net/dvs/ekspluatatsiya-sudovykh-dizelej/79-ispytaniya-dizelejhttp://www.kmz1.ru/uslugi/stendovie_ispitaniya/http://www.avem.ru/production/stend/nagryzochnie_ystroistva/load_device_diesel_generatorshttps://studopedia.ru/20_13293_ispitaniya-sudovih-dizeley-nagruzochnie-pasportnie-stendovie-shvartovie-hodovie-kontrolnie.htmlКраткий физико – технический справочник. п/р Яковлева К.П. том 3, М.: ФМЛ. 1962Калантаров П.Л., Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. – Госэнергоиздат, 1951. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. М.: ФТЛ. 1986Регистр РФ Классификация и правила судом морского фломта, - СП: Главное управление Регистра, 2010Прохоренков А.М. Системы управления судовыми энергетическими процессами. – М.: Моркнига, 2017. Стр. 194 – 199. https://studopedia.ru/8_21719_zashchita-generatorov-ot-peregruzki-tokov-korotkogo-zamikaniya-perehoda-v-dvigatelniy-rezhim-ponizheniya-napryazheniya-i-chastoti.htmlhttps://www.electroengineer.ru/2016/12/diesel-generator-control-system.htmlhttps://studwood.ru/1684004/tehnika/zashita_generatorov_vybora_apparatov_zaschityhttps://sinref.ru/000_uchebniki/04600_raznie_3/886_posobie_po_sudovoy_tekhnologii_Uchebnoe_2007/034.htmБронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, ФМЛ. 1981https://studopedia.ru/8_21719_zashchita-generatorov-ot-peregruzki-tokov-korotkogo-zamikaniya-perehoda-v-dvigatelniy-rezhim-ponizheniya-napryazheniya-i-chastoti.htmlhttps://studfile.net/preview/6162202/page:7/https://sea-man.org/ispytaniya-sudovyh-dvs.htmlhttp://mirmarine.net/dvs/ekspluatatsiya-sudovykh-dizelej/79-ispytaniya-dizelejhttp://www.kmz1.ru/uslugi/stendovie_ispitaniya/http://mirmarine.net/dvs/ekspluatatsiya-sudovykh-dizelej/79-ispytaniya-dizelejГОСТ 21792-89 Установки дизельные судовые. Приемка и методы испытаний на суднеhttp://www.gigavat.com/des_electroshemi.phpГОСТ 3.1404-86 Единая система технологической документации (ЕСТД)Р 50-72-88 ЕСТД. Порядок оформления документов, применяемых при нормировании технологических процессов (операций). Технико-нормировочная картаНормы времени на испытания электрооборудования Министерства энергетики 14.05.1993 https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293819/4293819172.htmhttps://academia-bti.ru/blog/407639https://studopedia.ru/18_55494_struktura-smetnoy-stoimosti.htmlhttps://vuzlit.ru/81923/raschet_sebestoimosti_stroitelno_montazhnyh_rabothttps://minstroy.gov-murman.ru/files/4.14-_-pue_tekst.pdf  http://mirmarine.net/dvs/ekspluatatsiya-sudovykh-dizelej/77-osnovnye-polozheniya-po-tekhnike-bezopasnostihttps://leg.co.ua/arhiv/raznoe-arhiv/sudovye-elektricheskie-stancii-i-seti-32.htmlhttps://sudovoe-snab.ru/avtomaty/http://prompostavka43.ru/catalog/sudovoe-elektrooborudovanie/avtomaticheskie-viklyuchateli-sudovie/http://xn--d1aoqi5c.xn--p1ai/catalog1/avtomatika-i-apparatura-kontrolya/vyklyuchateli-avtomaticheskie/ustanovochnye1/