Вопрос 62

Типова структурна схема автоматизованої СЕЕС та її функції.

Средства автоматизации обеспечивают выполнение наиболее характерных для любой судовой электростанции операций.

• пуск и остановку генераторных агрегатов (по команде оператора или автоматически при изменении нагрузки электростанции);

• синхронизацию генераторов и включение их на параллельную работу;

• пропорциональное распределение мощности между параллельно работающими генераторами;

• стабилизацию напряжения и частоты вращения генераторных агрегатов;

• контроль параметров в процессе работы и защиты генераторов и первичных двигателей.

Рисунок 62.1. Типовая функциональная схема автоматизации СЭС

На рис. 62.1 представлена функциональная схема автоматизации судовой электростанции, отражающая типовой состав оборудования автоматизированной СЭС переменного тока и поясняющая взаимосвязь генераторных агрегатов и автоматических устройств. В данном случае в состав судовой электростанции входят три дизель-генератора и один валогенератор. Всё устанавливаемое оборудование автоматизации разбито по выполняемым функциям: контроля и управления (CONTROL), защиты (PROTECTION), сигнализации и мониторинга (MONITORING).

Функции контроля и управления обеспечиваются устройствами, воздействующими на органы управления первичным двигателем генераторного агрегата и систему самовозбуждения генератора.

В данном случае каждый дизель-генераторный агрегат снабжён датчиком частоты вращения (tacho) и устройством дистанционного автоматического управления первичным двигателем (engine controller), обеспечивающим автоматизацию процессов его пуска и остановки. Каждый генератор снабжён автоматическим регулятором напряжения (AVR).

Для обеспечения параллельной работы синхронных генераторов применяются устройства автоматической синхронизации (synchronizing) и устройства автоматического распределения активной (load sharing) и реактивной (Var load sharing) нагрузок.

Устройства автоматической синхронизации (synchronizing) обеспечивают автоматическое выполнение условий синхронизации и подключение генераторов к шинам главного распределительного щита посредством дистанционного воздействия на генераторные автоматические выключатели.

Устройства автоматического распределения активной нагрузки (load sharing) воздействуют на регулятор частоты вращения первичного двигателя (governor), изменяя подачу топлива, а устройства автоматического распределения реактивной нагрузки (Var load sharing) воздействуют на автоматический регулятор напряжения (AVR), изменяя ток возбуждения генераторов посредством потенциометра с электроприводом (motor potentiometer).

Защиты генераторов (protection) обеспечивают отключение генераторов от шин в случае короткого замыкания (shirt circuit), перегрузки генераторов по току (over current), обратной мощности (reverse power) и потери возбуждения генератором (excitation loss). В случае срабатывания любой из защит обеспечивается одновременное срабатывание аварийно-предупредительной сигнализации (alarm indication).

Помимо этого, устройства автоматизации СЭС обеспечивают дистанционный контроль основных параметров вырабатываемой электроэнергии: напряжения (voltage monitoring), частоты (frequency monitoring), потребляемой мощности электростанции (power monitoring), отклонений частоты (frequency deviation), контроль сопротивления изоляции сети (insulation monitoring). Для контроля и управления частотой сети используется устройство управления с электронным таймером (master time controller). Контроль текущего значения частоты производится при помощи эталонного кварцевого генератора. При необходимости корректировки частоты устройство одновременно воздействует на все регуляторы частоты генераторных агрегатов (governor) через устройства распределения активной нагрузки (load sharing).

Устройство автоматизации запуска и остановки резервных генераторов (load depending start & stop) позволяет по установкам оператора автоматически включать резервные генераторные агрегаты при существенном возрастании нагрузки или изменении параметров СЭС и отключать их при снижении нагрузки. С целью минимизации времени обесточивания судна в аварийных ситуациях применяется система контроля наличия напряжения на шинах ГРЩ (blackout monitoring), которая обеспечивает подключение к шинам в течение нескольких секунд любого резервного генератора, напряжение которого достигает в данный момент 90% номинального.

Устройство управления загрузкой судовой электростанции (power reference) используется при параллельной работе с береговой сетью с целью управления мощностью, потребляемой судовыми потребителями электроэнергии от береговой сети.