《船舶电站及自动化装置》课 程 设 计 指 导 书2

课 程 设 计 指 导 书

题 目 万吨远洋干货轮负荷计算书及发电机容量的选择

————（三类负荷法）

系 （部） 信息工程系 专 业 电 气、自动化

班 级 电气061-3自动化061、062

指 导 教 师 洪 源

12 月 15 日至 12 月 26 日 共 2 周

年 月 日

一． 设计步骤

第一阶段：分析原始资料、明确设计内容、制定详细计划； 学习船舶电力系统负荷表的计算编制方法及其相关知识，并学习根据船舶电气设备的容量选择发电机台数及容量；

第二阶段：按照三类负荷法，根据万吨远洋干货轮的工况进行负荷统计、计算各工况下的负荷总功率；

第三阶段：查阅相关手册和发电机组的产品样本，对发电机台数及容量的选择；

第四阶段：绘制船舶电气及配电接线图，要求展示出各用电设备，用Microsoft Visio 2003 绘制；

第五阶段：完成课程设计说明书及电力负荷计算书，参加答辩、完成课程设计

二． 设计要点 本课程设计的要点是

1. 学习使用三类负荷法，计算各种电气设备在各种船舶航行工况下的负荷表，注意理解电动机利用系数、机械负荷系数、电机负荷系数及功率因数的意义，正确使用计算公式计算。

2. 根据船舶电站配电系统的特点及要求，依据电气说明书，按照三类负荷法，根据万吨远洋干货轮的工况进行负荷统计、计算各工

况下的负荷总功率。

3. 查阅相关手册和发电机组的产品样本，选择发电机组的台数、容量

4. 完成船舶电气及配电接线图的设计及绘制，要求在图中展示出发电机、主配电板、分配电板、开关、电气设备等，并在图中详细展示各元件的连接关系。

设计进度安排

12月21日至12月22日完成第一阶段设计内容 12月23日至12月25日完成第二阶段设计内容 12月26日完成第三阶段设计内容

12月27日至12月28日完成第四阶段设计内容 12月29日至12月31日完成第五阶段设计内容 三． 主要技术关键的分析

三类负荷法中船舶电站电气设备所需的功率计算公式中，注意理解各系数的含义，从给定万吨远洋干货轮船舶电站电气说明书中找到相应的系数，进行正确的计算

计算方案应以如下思路进行 (1) 负荷的计算

船舶大部分电能为电动机所消耗。 1) 电动机的利用系数

K1?P2P1（<1）

P1－电动机PN

P2－机械设备PN

2) 机械负荷系数

K2?P3P2

P3－机械设备实际使用的功率

3) 电动机负荷系数

K3?K1?K2?P3P1

4) 电动机以额定功率运行时从电网吸收的功率P4

P4?P1?n(eta）

?n－电动机在额定功率时的效率（<1）

5) 电动机实际消耗的功率

P5?P3??K3P1?

?－电动机在P3功率时的效率（<1）

6) 同一类负荷有n台机组，所需电网有功功率

P6?P5?n

7) 同组用电设备所需电网提供有功功率

P0?P6?K0?nP5K?nK1K2K0P1/?

K0－机械设备实际使用的系数m/n

m－一组同时工作的用电设备数目

Q0

P0 φ 8) 无功功率

Q0?P0tan? phi

φ－电动机的实际功率因数角φ

异步电动机的功能因数随负荷降低而下降， P3时的cosφ

需要从电动机特性曲线中查出。 9) 各组设备间总同时工作系数K0ⅠK0Ⅱ 第Ⅰ类负荷：通常选0.8～0.9

第Ⅱ类负荷：按负荷平均使用时间与工作周期 之比来估算

一般取0.3 10) 计入电网损耗5%

11) 某工况下需发电机供给的总功率 总有功功率

P??(K0Ⅰ?P?K0Ⅱ?PⅡ)?1.05Ⅰ

总无功功率

Q??(K0Ⅰ?QⅠ?K0Ⅱ?QⅡ)?1.05

12) 平均功率因数

tan??arctanQ?P?

?P??PⅢ13) 短时最大负荷Pmax

PⅢ――该状态下第Ⅲ类负荷的总有功功功率

四． 解决思路和方案比较

船舶电站容量计算的方法，由如下框图所示

船舶电站容量的计算方法 昼夜航行图表法 负荷系数法 需要系数法 三类负荷法 船舶电站容量计算的方法主要有昼夜航行图表法及负荷系数法，昼夜航行图表法一般用于小船或电动辅机不多的船舶，对于本课题提供的500TEU船舶电站的设计来讲，显然是不适合的；而应用比较广泛的是负荷系数法，负荷系数法分为需要系数法及三类负荷法，本题目采用三类系数法。

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