Πλήρης ηλεκτρολογική μελέτη ενός πλοίου μεταφοράς φορτίου χύδην, ενός δεξαμενόπλοιου και ενός γενικευμένου τύπου πλοίου.

Abstract

Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η πλήρης ηλεκτρολογική μελέτη τριών τύπων πλοίου, ενός γενικευμένου τύπου πλοίου (generic – ανύπαρκτου), ενός πλοίου μεταφοράς φορτίου χύδην (bulk carrier) και ενός δεξαμενόπλοιου (tanker) με βάση τους κανονισμούς του GL αλλά και με βάση τη διεθνή σύμβαση SOLAS και τα διεθνή πρότυπα. Αρχικά, παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά (τάση, συχνότητα, μόνωση, προστασία) των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας των πλοίων αλλά και η σημασία της πλήρους και αναλυτικής ηλεκτρολογικής μελέτης. Στην συνέχεια παρουσιάζεται αναλυτικά η κατάστρωση του ηλεκτρικού ισολογισμού, του επεκτεταμένου ηλεκτρολογικού ισολογισμού καθώς και η σημασία τους στην επιλογή των ηλεκτρογεννητριών του πλοίου. Στην προσπάθεια μιας πιο ρεαλιστικής μελέτης, με βάση τον ηλεκτρικό ισολογισμό επιλέγονται κύριες και έκτακτης ανάγκης γεννήτριες για κάθε πλοίο, από το εμπόριο. Στο επόμενο στάδιο, υπολογίζονται οι διατομές των καλωδίων με βάση το πρότυπο IEC 60092-352 (3rd edition) και γίνεται αναφορά στα μέσα προστασίας των ηλεκτρικών δικτύων των πλοίων από υπερφόρτιση και βραχυκύκλωμα. Με σημείο αναφοράς το διεθνές πρότυπο IEC 61363 και με βάση τους κανονισμούς του GL, περιγράφεται αναλυτικά η μελέτη βραχυκυκλωμάτων που πραγματοποιήθηκε και στα τρία πλοία, για τριφασικό συμμετρικό βραχυκύκλωμα στον ζυγό των κύριων γεννητριών, και προσδιορίζεται η ικανότητα διακοπής όλων των μέσων προστασίας από βραχυκύκλωμα του δικτύου. Η επιλογή των καλωδίων και η μελέτη βραχυκυκλωμάτων έγιναν με τη βοήθεια του προγραμματιστικού περιβάλλοντος του Matlab.

The aim of this diploma thesis is the complete study and design of the electrical network of three types of vessels, of a generic (nonexistent) vessel, of a bulk carrier and of a tanker in accordance with the rules and regulations of GL, the international convention of SOLAS and the international standards. Initially, the main characteristics (voltage, frequency, insulation, protection) of the ship electric energy systems, as well as the significance of the complete and detailed electrical study, are described. Then, the construction of the electric load balance, of the extended electric load analysis and their importance in the selection of the ship’s generators, is presented in details. In the effort of a more realistic electrical design, existing main and emergency generators for the three ships have been selected. Afterwards, the cross-sections of the cables have been calculated in accordance with the international standard IEC 60092-352 (3rd edition) and a short presentation of the protection devices from overload and short circuit in ship’s electrical system, is made. Based on the international standard IEC 61363 and the rules and regulations of GL, the short circuit current calculations for each vessel, for a symmetrical short circuit that occurs in the main busbars in all three phases simultaneously, have been carried out and the short circuit breaking capacity of the protection devices has been determined. The selection of the cables and the short circuit calculations have been accomplished with the aid of the programming environment of Matlab.