книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации
..pdfЭлектродвигатель регулирования скорости вращения при достижении соответствующего положения рейки то пливного насоса отключается микровыключателем. По мере работы маслозакачивающего насоса и создания
давления масла, достаточного для срабатывания датчика давления предварительной прокачки (2 кГ/см2), блок времени отсчитывает четыре попытки пуска.
Рис. 44. Принципиальная электрическая схема блока вре мени электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200
Блок времени электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200 (рис. ,44) включает в себя: реле времени РВ1, работаю щее в пульс-паре с промежуточным реле РП2; проме жуточное реле РП1, служащее для выделения Четных и нечетных временных импульсов; четыре счетных реле РС1, \РС2, РСЗ и РС4. Сочетанием контактов счетных реле в системе автоматики выделены отсчеты б, 12, 18, 24, 30, 36 сек, .кратные уставке реле РВ1 (6 сек) и не обходимые для {обеспечения различных операций во вре мени. ;
При начале отсчета четырех попыток пуска шина 201 блока времени получает питание от аккумуляторной ба тареи автоматики, (а шина 200 постоянно находится под
121
напряжением. В результате срабатывают реле РВ1 и РП1 (цепи / и 2). Реле РП1 своими контактами (в цепи 5) подготовляет цепь питания нечетных реле РС1
и РСЗ.
После того как реле времени отсчитает 6 сек, его замыкающий контакт |(в цепи 3) подает питание 1на реле РП2, которое, сработав, .разомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле РВ1 и РП1 и замкнет своим замыкающим контактом цепь питания счетных реле. Реле РВ1 срабатывает, после чего отпадает якорь реле РП2 с задержкой, обеспечиваемой конденсатором С5 (цепь 4). Эта задержка необходима для того, чтобы счетное реле РС1 успело сработать и стать 'на самобло кировку (по цепи 6). Якорь реле РП1 отпадает несколь ко позже, чем реле РП2, что обеспечено 'соотношением емкостей конденсаторов С/ и С5. Это необходимо для того, чтобы после отпускания реле РП1 напряжение не попало на цепь четных реле (РС2 и РС4).
Реле PCI, сработав и став на самоблокировку, ра зомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле РП1. Поэтому, когда вследствие замыкания кон тактов реле РП2 сработает реле РВ1, реле РП1 уже не будет срабатывать. После отсчета реле РВ1 очередной выдержки времени реле (в цепи 5) замкнет цепь пита ния четного реле РС2, которое, став на самоблокировку (по цепи 8), подготовит своим 'замыкающим контактом цепь литания реле РСЗ и разомкнет своим размыкаю щим контактом (в цепи 6) цепь самоблокировки реле РС1. Якорь реле РС1 отпадет и восстановит цепь пита ния реле РП1.
Таким образом, при .каждом нечетном срабатывании реле РВ1 и РП2 питание поступает через замыкающий
контакт РП1 (в цепи ,5) |
на нечетные счетные реле РС1 |
и РСЗ, а лри каждом |
четном срабатывании — через |
размыкающий контакт РП1 на четные счетные реле РС2 или РС4. Нечетные реле (РС1, РСЗ), срабатывая, раз мыкают цепь питания реле РП1. Четные реле {РС2, РС4), срабатывая, размыкают ' цепи самоблокировок нечетных реле и восстанавливают цепь питания реле РП1 (по цепи 2).
Следовательно, первое срабатывание реле РВ1 (от счет 6 сек) 'фиксируется контактом реле РС1, второе срабатывание (отсчет 12 сек) — контактом реле РС2,
122
третье срабатывание (отсчет 18 сек) — контактном реле
РСЗ, четвертое |
срабатывание !(24 сек) — контактами ре |
|||
ле 'РС4, пятое |
срабатывание ‘(30 сек) — последователь |
|||
ным |
сочетанием |
замыкающих |
контактов реле РС1 и |
|
РС4, |
шестое |
срабатывание (36 сек) — последователь |
||
ным |
сочетанием |
замыкающих |
контактов реле РС2 и |
|
РС4. |
|
|
|
|
Рис. 45. Диаграмма работы блока времени АДА-200 и АСДА-200
Как следует из диаграммы (рис. 45), в момент сра батывания реле РВ1 и РП1 питание получает реле включения стартера РВС, контакты которого включают контактор включения стартера на дизель-генераторе. Если запуск двигателя с первой попытки не произошел, то через 6 сек после начала работы стартера сработает реле PCI и на 6 сек разомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле включения 'стартера, обе спечивая паузу в работе стартера.
После срабатывания реле РС2 блока времени якорь реле PCI отпадает и снова включается 'стартер для вто рой попытки и т. д. Более подробно порядок работы блока времени системы автоматизации электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200 рассмотрен 'в ,гл. VI.
Автоматический контроль работы электроагрегатов. Для обеспечения длительной работы электроагрегатов без обслуживающего персонала система автоматизации выполняет необходимые функции контроля и регулиро вания наиболее важных параметров электроагрегатов. Система обеспечивает автоматический контроль следую щих процессов:
123
поддержания теплового режима электроагрегата; . регулирования скорости вращения вала двигателя и
напряжения генератора;.
регулирования давления )и уровня масла в системе смазки, уровня воды в системе охлаждения и уровня топлива в расходных баках;,
изменения величины нагрузки электроагрегата выше номинальной;
изменения напряжения на внешнем вводе и на за жимах аккумуляторных батарей (стартерных и питания системы ;автоматизации).
В системах автоматизации дизель-электрических агрегатов малой мощности тепловой режим электроагре гата обычно контролируют по температуре воды ;и мас ла в системах охлаждения и смазки Дизеля, а также воздуха в машинном зале. В электроагрегатах средней и особенно большой мощности, кроме указанных выше функций, система автоматизации может Также контро лировать температуру подшипников дизеля и генерато ра, обмоток статора и ротора генератора.
Температуру охлаждающей жидкости в Дизелях в процессе работы .электроагрегатов поддерживают спе циальными терморегуляторами (термостатами) или ав томатическим включением и отключением электроприво да вентилятора узла охлаждения. Последнее применяют на ^практике значительно реже. Температура масла в 'ди зелях определяется в значительной мере температурой охлаждающей жидкости, а поэтому в процессе работы электроагрегата ее поддерживают в определенных пре делах в соответствии с изменениями 'температуры охлаж дающей жидкости. ,
В электроагрегатах, используемых в качестве ре зервных, для поддержания теплового режима приме няют различные типы подогревателей: электрические, работающие на дизельном топливе и др. В некоторых
типах / |
электроагрегатов |
(например, АДА-200 и |
АСДА-200) для .поддержания |
необходимого теплового |
|
режима |
дизеля применяют |
пуск электроагрегата на |
кратковременную работу. Однако эта мера является ре зервной на случай аварии подогревающих устройств или их недостаточной мощности.;
Датчики температуры масла установлены в- картере (поддоне) дизеля или в других местах системы смазки;
124
бнй служат для подачи иМПульсбв при перегреве .мас ла, а [также управляют включением (отключением) элек троподогревающих устройств масла дизеля.
Для поддержания температуры воздуха в опреде ленных пределах в машинном зале электростанции при меняют систему вентиляции, управление которой осуще
ствлено системой |
автоматизации электроагрегатов по |
|
импульсам от датчиков температуры, |
устанавливаемых |
|
в машинном зале. |
|
|
Скорость вращения коленчатого вала [дизеля в авто- |
||
томатизированных |
электроагрегатах |
контролируют |
центробежными реле, тахогенераторами, реле скорости вращения, а также косвенно — путем использования им пульсов напряжения генератора электроагрегата или зарядного генератора дизеля.
Давление масла в системе смазки .электроагрегатов создается масляными насосами и регулируется специ альными редукционными клапанами. Контроль за дав лением масла осуществляют реле Давления, которые установлены в |Конце магистралей системы смазки после фильтров и служат для подачи импульсов в систему ав томатизации при снижении давления ниже допустимого.
Контроль уровня масла в дизеле осуществляют до заторы масла, автоматически поддерживающие уровень масла в пределах ±10 мм от установленного. Уровень топлива [и охлаждающей жидкости в соответствующих системах дизеля контролируют датчики уровней, кото рые обычно указывают крайние предельные значения (верхнее и нижнее). Пополнение топлива и реже охлаж дающей жидкости осуществляют насосами, управляемы ми от соответствующих датчиков уровней. Масло в до затор поступает, как правило, самотеком из дополни тельной емкости.
Автоматический [контроль нагрузки в электроагрега тах обычно осуществляют тепловыми и электромагнит ными элементами, встроенными в коммутационные при боры '(например, автоматические выключатели), а также плавкими вставками предохранителей и тепловыми реле.
При -коротком замыкании Ъ цепи нагрузки происхо дит автоматическое отключение нагрузки этой линии выключателем фидера. На щит автоматического управ ления при этом подается световой сигнал. При пере грузке работающего электроагрегата по мощности свы-
125
uie допустимой величины система автоматизации подает импульс на запуск резервного электроагрегата, Обеспе чивает их параллельную работу и равномерное распре деление нагрузки.
Контроль напряжения на внешнем вводе и на зажи мах ^аккумуляторных батарей осуществлен электромаг нитными реле напряжения, которые подают импульсы соответственно 0 систему автоматизации резервных (или аварийных) электроагрегатов и в блок заряда аккуму ляторных батарей.
Благодаря наличию автоматического контроля основ ных параметров серийно выпускаемые в настоящее вре мя электроагрегаты третьей степени автоматизации обеспечивают длительную непрерывную работу без об служивающего персонала до 150 \ а некоторые электро агрегаты— до 240 ч. Ограничение этого времени вызва но главным образом необходимостью проведения оче редного технического обслуживания дизеля. В настоя щее время ’проводятся работы по увеличению сроков службы дизелей без технических обслуживаний. При положительном решении этих вопросов станет возмож ным значительно повысить время непрерывной работы автоматизированных электроагрегатов без [обслуживаю щего персонала и тем самым значительно улучшить эксплуатационные качества электроагрегатов.
Защита от аварийных режимов и сигнализация со стояния электроагрегатов. Система автоматизации элек троагрегатов осуществляет не только контроль основных рабочих ’ араметров, но и обеспечивает защиту электро агрегатов от аварийных режимов, могущих возникнуть в процессе их эксплуатации. Для этой цели используют те же типы датчиков и .реле, что и при 'контроле рабо чих параметров.
В зависимости от характера возникающего аварий ного режима и его ^влияния на работоспособность элек троагрегата система автоматизации останавливает элек троагрегат, или подает импульс на запуск резервных электроагрегатов, или только подает предупреждающий сигнал на щит управления и дистанционный пульт управления.
Перечень параметров, по которым осуществляется защита в электроагрегатах, точно не оговорен в ГОСТе 10032—62, и в каждом конкретном случае его состав
126
ляют по договоренности между заказчиком и исполните лем. Перечень аварийных параметров дизелей оговорен в ГОСТе 11928—66. Количество защит, предусматривае мых в электроагрегатах, зависит от мощности ^электроагрегата и определяется в основном его конструктивны ми и эксплуатационными особенностями; в первую оче редь учитывают особенности первичного двигателя. Обычно в электроагрегатах малой мощности количество параметров, по которым предусматривают аварийную защиту, значительно меньше, чем в электроагрегатах средней и большой мощности. |
Как минимум в дизель-электрических агрегатах обычно предусматривают автоматическую защиту от следующих аварийных режимов: «разноса» дизеля; по нижения давления масла; повышения температуры охлаждающей жидкости; понижения уровня воды в си стеме охлаждения; короткого замыкания в электриче ских 'цепях.'
В более мощных электроагрегатах (100 кет и вы ше), кроме указанных защит, предусматривают защиту от низкого давления масла в системе при пуске ^электроагрегата, а также от перегрева масла в процессе рабо ты, отказа включения автоматического выключателя ге нератора при пуске, возможности замерзания воды в си стеме охлаждения, когда электроагрегат не работает.
Как правило, все эти защиты, срабатывая, вызывают остановку электроагрегата при возникновении аварий ного режима. В ряде типов электроагрегатов, особенно средней и большой мощности, предусмотрена еще и сиг нализация по некоторым параметрам, для которых пре вышение допустимых значений на ограниченное время не ,опасно для электроагрегата. К таким параметрам от носят: перегрузку генератора свыше 10% номинальной; понижение сопротивления изоляции силовых цепей элек троагрегата, кабельной сети 'или потребителей. При выходе этих параметров за допустимые нормы на щит управления и дистанционный пульт управления система автоматизации подает сигнал (обычно световой и зву ковой) , |по которому обслуживающий персонал предпри нимает необходимые меры.;
Во 'всех автоматизированных электроагрегатах пре дусмотрена световая и звуковая сигнализация о состоя нии злектроагрегата. При этом рабочее и нерабочее со
127
стояния электроагрегата фиксированы на щите автома тического управления и Пульте дистанционного управле ния только световым сигналом, а аварийное состоя- ' ние — световым и звуковым.
Принцип построения схем аварийной защиты и сиг нализации ;(рис. 46) для всех типов электроагрегатов практически одинаков. Замыкающие контакты датчи-
Рис. 46. Принципиальная электрическая схема аварийной защиты и сигнализации электроагрегатов
ков, контролирующих тот или иной параметр электро агрегата, включены в цепи питания катушек соответст вующих промежуточных .реле: реле давления |масла РДМ (цепь 1); реле температуры воды РТВ (цепь 2); реле уровня воды РУВ (цепь 3); реле максимальной скорости вращения ’(«разноса») РО. управляемое дат чиком ДРО (цепь 4). Все импульсы аварийных режи мов собираются на одном реле аварийной остановки РОА (цепь 5), при ’срабатывании которого электроагрегат останавливается, его пуск блокируется и подается сигнал «авария».
Защита электроагрегатов при аварийных режимах осуществлена двумя стоп-устройствами — рабочим и ава рийным. Рабочее стоп-устройство представляет собой соленоид останова СО, а в некоторых типах электро агрегатов — электродвигатель, 'воздействующий на рей ку топливного насоса и прекращающий подачу топлива
128
в цилиндры. В качестве аварийного стоп-устройства обычно используют воздушную заслонку с электромаг нитным приводом, реже стоп-клапан, прекращающий по дачу топлива.
При срабатывании реле РОА, самоблокируясь, по дает импульс иа соленоид СО (по цепи 7), которое и включает рабочее стоп-устройство. Одновременно про исходит отключение нагрузки электроагрегата й вклю чается блок времени, который начинает отсчитывать время остановки дизеля. Если за определенное время (обычно 15—20 сек) электроагрегат не остановится, то включается аварийное стоп-устройство по импульсу от блока времени (например, замыкающие контакты реле РСЗ обеспечивают срабатывание реле воздушной за слонки РВЗ по цепи 8). Контакты реле РВЗ замыкают цепь питания соленоида аварийного стоп-устройства (иа схеме не показано), которое, сработав, прекращает подачу воздуха в дизель и тем самым быстро его оста навливает. I
При возникновении особо опасных аварийных режи мов (например «разнос» дизеля, падение давления мас ла) импульс иа остановку дизеля подается одновремен но на оба стоп-устройства — рабочее и аварийное. Это обеспечивает быструю остановку электроагрегата.
Одновременно со срабатыванием аварийной защиты происходит включение аварийно-предупредительной сиг нализации (световой и звуковой). Загораются красные лампы «авария» ЛС1 (по цепи 9) на щите автоматичес кого управления и на пульте дистанционного управле ния (на схеме не показано); кроме этого, на пульте срабатывает звуковой сигнал.
Для определения причины остановки электроагрега та необходимо переключатель аварийных защит ПЗА установить в такое положение, при котором загорится одна из ламп ЛС2—ЛС5, которая и укажет на то, какая из защит сработала. Такое устройство позволяет «за помнить» причину аварии до прихода обслуживающего персонала и не расходовать емкость аккумуляторной батареи (переключатель ПЗА в нормальном положении должен быть отключен).
В особых случаях эксплуатации, когда остановка электроагрегата может привести к весьма серьезным последствиям, аппаратура защиты отключается выклю
5 В. Л. ЛмдрсКкои и Д|>. |
129 |
чателем аварийных защит ВЗА (цепь 5). В этом случае при возникновении аварии (кроме «разноса» дизеля) электроагрегат не останавливается, а сигнализация дей ствует.
Остановка электроагрегатов. В автоматизированных электроагрегатах предусмотрены следующие случаи остановки:;
ручная — с местного поста управления; полуавтоматическая — с пульта дистанционного
управления или щита автоматического управления; автоматическая.
Наиболее широкое применение при оперативном управлении электроагрегатами находит полуавтомати ческая остановка, осуществляемая кнопками остановки КО. При нажатии этой кнопки срабатывает реле нор мального останова РНО, которое, в свою очередь, по дает питание на соленоид останова СО через контакты датчика температуры ДТВ80 н обеспечивает срабаты вание рабочего стоп-устройства. В последующем систе ма действует так же, как и при аварийной остановке. В электроагрегатах предусмотрено две кнопки останов ки: одна на щите управления, другая — на пульте ди станционного управления. Обе кнопки обеспечивают по дачу импульса на реле РНО.
Автоматическая остановка электроагрегата происхо дит в случае аварийного состояния, при запуске из ре жима группового резерва, по окончании самопрогрева и т. п. Принципиальная схема остановки электроагрега та при возникновении в нем аварии была описана выше при рассмотрении действия аварийных защит. При за пуске резервных электроагрегатов первый из них, кото рый достиг номинальной скорости вращения, принимает нагрузку, а остальные (по импульсу от реле автомати
ческого управления РУ) |
останавливаются. |
Остановка |
|||
происходит от воздействия на реле РНО. |
|
|
|||
По окончании самопрогрева остановка электроагре |
|||||
гата происходит по импульсу |
от датчика |
температуры |
|||
(масла или воды), который, |
сработав, подает питание |
||||
на реле РНО. При нормальной (служебной) |
остановке |
||||
электроагрегата |
предусматривают его работу |
на холо |
|||
стом ходу до |
снижения |
температуры |
охлаждающей |
жидкости до +80° С, для чего в системе автоматизации устанавливают датчик температуры воды ДТВ80. Это