Структурная схема системы управления СЭЭС

Обощенная структурная схема системы управления СЭЭС показана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Структурная схема системы управления СЭЭС

Построение СУ СЭЭС осуществляют по иерар­хическому принципу, в соответствии с которым более низкому уровню иерархии соответствует меньшее число однотипных решаемых задач или алгоритмов.

На структурной схеме подобной СУ СЭЭС (рис. 7.1.) можно выделить следую-

щие уровни иерархии:

верхний IV - уровень КСУ СТС, на котором обеспечивается управление судна в целом оператором (судоводителем). На этом уровне задается режим работы СЭЭС (ходовой, маневров и др.), от которого зависит количество используемых ГА, приоритет включения резервных ГА и мощных приемников электроэнергии и т. д. (в качестве АУУ КСУ СТС может использоваться общесудовая мини-ЭВМ);

групповой III -уровень отдельных технологических систем, одной из которых является СУ СЭЭС. На этом уровне выполняются следующие функции: изменение состава работающих ГА в соответствии с режимом работы судна, выбор очередности пуска резервных ГА и обеспечение программированного пуска мощных приемников, вывод судна из обесточенного состояния, защита СЗЗС от шкоь КЗ и др. В качестве АУУ СУ СЭЭС может использоваться специализированная микроЭВМ;

локальных СУ II, включающий системы управления отдель­ными ГА. На этом уровне обеспечиваются: управление приводными двигателями ГА (поддержание в состоянии резерва, пуск, остановка, контроль и защита) по сигналу от АУУ СУ СЭЭС или по команде опера­тора группового уровня III из ЦПУ, синхронизация и распределение нагрузки между параллельно работающими генераторами, регулирова­ние частоты;

локальных средств автоматизации /, включающий регуляторы частоты и напряжения, устройства защиты, блокировки и др.;

воздействий 0, включающий исполнительные органы (серво­двигатели топливных насосов и паровпускных клапанов ПД), датчики (частоты вращения, температуры и др.) управляемых объектов (дизе­лей, турбин и генераторов), органы ручного управления и др.

Рациональной по структуре системой управления СЭЭС считается такая, которая в случае отказа обеспечивает работоспособность СЭЭУ при помощи локальных средств автоматизации.

На судах со знаком автоматизации А2 объем автоматизации СЭЭС соответствует совокупности функций звеньев трех нижних уровней (0, I и II), а со знаком А1 - всех пяти уровней.

В качестве примера рассмотрим систему управления СЭЭС типа " Ижора-М".

1.3. Система управления СЭЭС типа " Ижора-М"

Система обеспечивает управление СЭЭС в следующем объеме:

1. автоматический пуск и оста­новка резервного ГА;

2. автоматическая синхронизация;

3. распределение нагрузки;

4. стабилизация напряжения и частоты ГА и др.

С помощью схемы (рис. 7.2) определим последовательность некоторых автомати-

че­ских операций.

Рис. 7.2. Структурная схема автоматизированной СЭЭС типа «Ижора-М»

Предположим, что на шины ГРЩ включен базовый генератор G1, а в резерве нахо-

дится генератор G2. Выбор резервного генератора прово­дят путем установки переключа-

теля " Выбор резерва" на щите управле­ния ЭЭУ в ЦПУ в необходимое положение (на схе-

ме не показан).

Резервный ГА находится в режиме «горячего резерва», при котором обеспечивает

ся поддержание дизеля в предпусковой готовности посредством автома­тизированного по-

догрева масла в смазочной системе и охлаждающей воды.

При увеличении нагрузки на генераторе G1 до (0, 85…0, 90) Р напряжение U на одном из двух выходов блока измерителя активного тока БИАТ1, подключенного к генератору G1 при помощи трансформа­торов напряжения ТV4 и тока ТА2, становится достаточным для появ­ления на выходе 1 блока БКЗГ1 контроля загрузки генератора сигнала на включение резервного генератора.

Этот сигнал поступает в систему ДАУ2, которая обеспечивает автоматический пуск дизеля резервного ГА.

При достижении дизелем частоты вращения, близкой номинальной, автоматически включается блок БСГ синхронизации генераторов, который воздействует на серводвига-

тель М2 подачи топлива резервно­го ГА и подгоняет его частоту вращения к частоте враще

ния базового ГА.

Если разность частот и напряжений обоих генераторов находится в допустимых пределах, БСГ выдает сигнал на включение генераторно­го автоматического выключателя QF3, после чего отключается. Одно­временно выходы блоков БИАТ1 и БИАТ2 обоих генераторов с напря­жениями U и U соединяются последовательно, результирующий сигнал в виде напряжения Δ U = U - U определенной полярности поступает на вход блока БРНГ распределения нагрузок генераторов.

В зависимости от полярности напряжения на выходе блока БРНГ серво­двигатель М2 резервного ГА включается в направлении на увеличение или уменьшение подачи топлива. Тем самым обеспечивается пропор­циональное распределение активной нагрузки между параллельно работающими генераторами.

Система " Ижора-М" предусматривает включение резервного ГА не только при пе-

регрузке базового ГА, но и в других случаях: при обесточивании шин ГЭРЩ, снижении частоты вращения ГД или давления пара перед турбогенератором, по сигналу " Неисправ-

ность" из системы " Роса-М" работающего ДГ.

Если включение резерва мощности не предусмотрено, автоматическая разгрузка генераторов проводится путем отключения неответственных приемников. При увеличе-

нии нагрузки на любом из работающих генераторов до (1, 0…1, 1)Р отключение проис

ходит в 2 ступени с выдержкой времени между ними. При нагрузке (1, 3…1, 5)Р обе сту

пени отключаются без выдержки времени. Для этого используют выходы 3 блоков БКЗГ обоих генераторов.

Система управления СЭС обеспечивает автоматическую блокировку пуска из ходо-

вой рубки мощных приемников в случаях, когда электростанция не имеет запаса мощно-

сти (при работе одного генера­тора, при работе двух генераторов с нагрузкой свыше 0, 7 Р ). Для блокировки пуска используются выходы 2 блоков БКЗГ1 и БКЗГ2 и блок ББП блокировки пуска мощных приемников. При этом в ходовой рубке загорается световое табло " Пуск запрещен". При необходимости пуска мощных приемников необходимо пред

варительно провести пуск резервного ГА из ЦПУ со щита управления СЭС, после чего включать мощные приемники (пожарный насос и др.) из ходовой рубки с проме­жутками времени 0, 8-3, 8 с между пусками.

Пуск мощных приемников не блокируется в следующих режимах: при работе трех и более генера­торов, при работе двух генераторов с нагрузкой на каждом, не превы­шаю-

щей 70 % номинальной активной мощности.

При уменьшении нагрузки на каждом параллельно работающем генераторе до 30 % номинальной один из блоков БКЗГ (или оба одно­временно) выдает сигнал в ЦПУ на свето

вое табло " Нагрузка 30 %". Решение об отключении одного из генераторов принимает опе

ратор.

На судах с двумя электростанциями непрерывность электроснаб­жения ответствен-

ных приемников обеспечивается путем их переклю­чения с одной СЭС на другую при по-

мощи устройства типа УПП.

При электроснабжении судна с берега для защиты судовых прием­ников от обрыва фазы и сигнализации о снижении напряжения приме­няется устройство типа ЗОФН. При обрыве фазы ЗОФН выдает сигнал на отключение АВ питания с берега (QF1), а при сниже

нии напряжения до 85 % номинального включает световой и звуковой сигналы (НL1 и НА1).

Система самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения СВАРН обеспечивает: в режиме холостого хода самовоз­буждение генератора при достижении час-

тоты вращения 90-95 % номинальной, в режиме нагрузки автоматическое регулирование напряжения.

При параллельной работе генераторов СВАРН дополни­тельно обеспечивает пропор

циональное распределение реактивной нагрузки.

Визуальный контроль мощности, напряжения и частоты генерато­ров осуществляют при помощи узкопрофильных электроизмеритель-ных приборов на лицевой части ГРЩ.

Щитовые вольтметр и частотомер при помощи общего переключателя поочередно могут подключаться к каждому генератору и шинам ГРЩ, что позволяет уменьшить коли

чест­во щитовых приборов. При отклонении напряжения и частоты генера­тора от заданных значений блок БКПГ контроля параметров генератора с выдержкой в несколько секунд включает световой НL2 (НLЗ) и звуковой НА2 (НАЗ) сигналы.