Введение. 1.2. Общие требования к судовым системам управления 6

СОДЕРЖАНИЕ

Лекция 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДОВЫХ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 5

1.1. Введение 5

1.2. Общие требования к судовым системам управления 6

1.3. Основные направления автоматизации 7

1.4. Принципы построенных систем управления с применением ЦВМ. 7

1.5. Иерархия в системах автоматического управления. 8

1.6. Размещение 9

1.7. Перечень основных устройств регулирования, контроля и защиты 9

1.8. Опыт эксплуатации систем управления. 10

Лекция 2. Функциональные схемы автоматизации технологических процессов 12

2.1. Общие положения и правила выполнения схем
автоматизации 12

2.2. Изображение технологического оборудования, приборов
и средств автоматизации на схемах автоматизации 14

2.3. Графическое выполнение функциональных схем 26

Лекция 3. Автоматическое регулирование напряжения 32

3.1. Распределение реактивной нагрузки 36

3.2. Автоматическое регулирование напряжения
бесщеточных генераторов 36

3.3. Гашение магнитного поля генератора 40

3.4. Гашение поля закорачиванием обмотки возбуждения
генераторов с самовозбуждением 43

3.5. Гашение поля с помощью гасительного сопротивления
генераторов с самовозбуждением 44

3.6. Автоматическое гашение поля синхронного генератора 46

3.7. Условия оптимального гашения поля 47

3.8. Гашение поля при помощи дугогасительной решетки 48

Лекция 4. Распределение нагрузки при параллельной
работе синхронных генераторов 49

4.1. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности 49

4.2. Метод статических характеристик 51

4.3. Метод ведущего генератора 53

4.4. Метод мнимостатических характеристик 54

4.5. Распределение реактивной нагрузки между параллельно
работающими генераторами 56

Лекция 5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ В СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 60

5.1. Типовая структурная схема автоматизированной СЭЭС
и ее основные функции 60

5.2. Система автоматического управления электростанцией судна 63

5.3. Общее описание алгоритма функционирования системы
управления. 66

5.4. Принципы и структуры построения централизованных
и распределенных МУС 69

5.5. Распределенные (децентрализованные) МУС 70

5.6. Уровни сетевой архитектуры ЛУВС 72

5.7. Устройства связи микроЭВМ с объектом управления 73

5.8. Ввод–вывод дискретных сигналов 75

5.9. Ввод – вывод аналоговых сигналов 75

Лекция 6. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 78

6.1. БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНЫМ АГРЕГАТОМ GMM10 78

6.2. Плата трансформаторов тока SLE–401 81

6.3. Плата трансформаторов напряжения SWK–401 82

6.4. Панель управления и индикации ВАТ–407 83

6.5. Индикация аварийных сигналов 84

6.6. Индикация и изменение уставок 84

6.7. Индикация при испытаниях 85

6.8. Плата поддержания питания катушки пониженного
напряжения USS402 85

6.9. Плата питания NEG–437 85

6.10. Последовательные интерфейсы 85

6.11. Функциональное описание работы модуля СММ10 86

Лекция 7. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ ФИРМЫ NORCONTROL 88

7.1. Пуск и остановка генераторных агрегатов в зависимости от нагрузки 91

7.2. Симметричное распределение нагрузки 92

7.3. Контроль подключения мощных потребителей 94

7.4. Предварительная смазка 94

7.5. Выбор вида топлива 95

7.6. Описание рабочей панели 97

7.7. Индикация состояний и неисправностей GCU 100

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 102

Лекция 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДОВЫХ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Введение

История и перспективы развития СЭЭС

На судах использование электроэнергии началось во второй половине девятнадцатого века. Вначале ее применяли для освещения судовых помещений и в электрических средствах сигнализации, а затем в электроприводах некоторых механизмов. Потребители получали электроэнергию от генераторов постоянного тока мощностью до 10 кВт при напряжении в несколько десятков вольт.

В начале 20–го века на судах были электрифицированы механизмы машинных отделений, общесудовые вентиляторы, палубные и грузовые механизмы, для чего устанавливали несколько электрических генераторов общей мощностью в сотни киловатт с напряжением 110–220В. В это время возникло понятие судовой электростанции, в которой располагались электрогенераторы и главный щит распределения электроэнергии по потребителям.

Начиная с середины 20–го века на судах устанавливают сотни и тысячи потребителей электроэнергии, обеспечивающих привод основных механизмов, все виды связи, радио– и гидролокацию, системы жизнеобеспечения, исследования морских глубин и космоса, добычи нефти и газа и т. п. Эти суда имеют одну, две и более электростанций с общей мощностью установленных электрогенераторов в тысячи и десятки тысяч киловатт, как правило, при напряжении 380В. В это время возникло понятие судовой электроэнергетической системы, которая обеспечивает получение, преобразование электроэнергии по потребителям.

Увеличивается грузоподъемность и скорость современных судов, улучшается обитаемость, повышается уровень их механизации, электрификации и автоматизации. Все это приводит к росту мощности СЭЭС. В течение каждых 15–20 лет мощность установленных генераторов СЭЭС увеличивается в 1, 5–2 раза и в настоящее время достигает десятков тысяч киловатт.

Отношение мощности генераторов СЭЭС к дедвейту судна, рассматриваемое как степень электрификации, также имеет тенденцию к росту. В 80–ые годы прошлого столетия на каждую тысячу тонн водоизмещения судна устанавливалось электрооборудование суммарной номинальной мощностью 160–170 кВт, а на каждую тысячу киловатт мощности пропульсивной установки устанавливалось 170–180 кВт мощности генераторов электроэнергии и 500кВт мощности установленного электрооборудования. Прогнозируется дальнейший рост этих количественных показателей.

Судовая электроэнергетическая система входит в состав судовой энергетической установки (СЭУ) и функционально связана с системой судовождения и общесудовыми системами контроля, управления и защиты, специальными системами и устройствами. Элементы СЭЭС органически вписываются в судно и составляют с ним единое целое. От надежной работы СЭЭС зависит работоспособность и эффективность судна.

На современных судах значение СЭЭС поднялось до значения главной энергетической установки, а иногда и превосходит его.

Вместе с ростом мощности и сложности СЭЭС растет степень ее автоматизации. Для развития автоматизации СЭЭС характерны следующие этапы: автоматическое регулирование напряжения и частоты вращения генератора; дистанционное автоматическое управление генераторными агрегатами, а затем и СЭЭС в целом на основе функциональных устройств; автоматическое управление СЭЭС с использованием логического управляющего устройства, а в последнее время автоматическое управление СЭЭС с применением микропроцессоров и микроЭВМ.