Система управления (СУ) судном с единым управлением

Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время наблюдается тенденция к построению системы управления (СУ) судном с единым управлением, осуществляемым с комплексного центрального поста управления – автоматизированного рабочего места ( АРМ) судоводителя в ходовой рубке. Основные операции СУ определяются на основе анализа функций, выполняемых персоналом по управлению судном в нормальных и аварийных ситуациях. Одной из главных функций СУ является управление техническими средствами в основных (Регистровых) и промысловых режимах работы судна. На современных зарубежных судах в состав АРМ судоводителя входит отдельный пульт управления техническими средствами судна. Комплекс технических средств включает в себя: главную энергетическую установку ( пропульсивный комплекс), электроэнергетическую систему судна (ЭЭС), общесудовые системы и устройства. Поскольку ЭЭС является определяющим компонентом этого комплекса, в задачи данного курса входит: - дать представление о системах автоматики электроэнергетической установки судна - ознакомить курсантов с основными функциональными задачами управления ЭЭС в нормальных и аварийных режимах - ознакомить курсантов с методами и системами противоаварийного управления, предаварийного и предупредительного управления Отдельными задачами курса, но связанными с предыдущими, являются: изучение методов контроля и предупреждения пожароопасной обстановки, возникающей в результате неисправностей в ЭЭС. 1.Структура. элементы и параметры ЭЭС 1.1Структура СЭЭС СЭЭС представляет собой комплекс оборудования, осуществляющий: генерирование электроэнергии с помощью источников электроэнергии, сбор электроэнергии от источников, преобразование электроэнергии, распределение электроэнергии по потребителям. Перечисленные элементы СЭЭС связаны между собой многокилометровой кабельной сетью. На рис 1.1 представлена структурная схема типовой СЭЭС Рис. 1.1 Структурная схема СЭЭС На морских судах основным источником электроэнергии является электромеханический преобразователь – генераторный агрегат (ГА) переменного или постоянного тока. Последние применяются реже, ввиду постепенного отказа от применения постоянного тока на судах. В качестве первичных двигателей судовых генераторов на судах флота рыбной промышленности наибольшее применение получили двигатели Дизеля. На судах, имеющих двигатель Дизеля в качестве главной энергетической установки, для привода генератора судовой электростанции всегда используется дизельный двигатель. Условия эксплуатации этих двигателей существенно отличаются от главных, работающих на гребной винт. От них требуется сохранение постоянства частоты вращения при любых возможных нагрузках. Поэтому эти двигатели обязаны иметь регуляторы частоты вращения с характеристиками, соответствующими ГОСТ. На судах – траулерах экономично для выработки электроэнергии отбирать часть мощности от главной силовой установки. Генераторные установки отбора мощности (ГУОМ) получили достаточно широкое применение на судах флота рыбной промышленности. За счет применения ГУОМ повышается эффективность использования установленной мощности главного двигателя Дизеля (ГД), существенно улучшаются его технико-экономические показатели. Отбор мощности от ГД обычно осуществляется с помощью валогенераторов (ВГ) и реже - утилизационных турбогенераторов (УТГ). В первом случае имеет место передача механической энергии непосредственно от вала гребного винта или от вала ГД через редуктор. УТГ используют энергию пара, нагреваемого выхлопными газами ГД. Возможно применение комплексного отбора мощности в комбинированных ГУОМ. На промысловых судах УТГ не получили распространения, в то время как ВГ нашли широкое применение. Целесообразность использования ВГ на промысловых судах в значительной степени определяется особенностями работы судовой электростанции в различных эксплуатационных режимах - на промысле, на переходах, при возвращении с промысла и стоянках в порту. Несмотря на сложность систем отбора мощности и существенное увеличение капитальных затрат, применение ВГ существенно повышает гибкость и эффективность комплексного использования установленной мощности судовой электростанции и мощности главного двигателя. С другой стороны, применение ВГ экономически выгодно за счет снижения стоимости выработанной электроэнергии. Первоначальные затраты окупаются уже через 5-6 лет эксплуатации судна. Для промыслового судна структурная схема главной энергетической установки может быть следующей: - Главный двигатель ГД работает на гребной винт фиксированного шага; дизель-генераторы ДГ производят всю электроэнергию для общесудовых потребителей и промысловой лебедки; схема судовой электростанции приведена на Рис.2.1 - Главный двигатель ГД работает на гребной винт фиксированного шага, дизель-генераторы производят всю электроэнергию для питания всех потребителей судна, кроме наиболее мощного потребителя (промысловой лебедки), питание которого осуществляется от отдельного ГА, без отбора энергии от судовой электростанции (Рис.2.2.) . Данная схема в настоящее время применяется достаточно редко из-за своей низкой экономичности. Наибольшее применение на рыбопромысловых судах получил вариант, представленный на рис.2.3. Рис. 2.3 Судовая электростанция с отбором мощности от главного двигателя Главный двигатель работает при постоянстве оборотов на винт регулируемого шага. Лекция 2 1.2 СУДОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ Требования к СГ Различают следующие типы генераторов: дизель - генераторы, турбогенераторы, валогенераторы. По назначению генераторы делятся на: основные, аварийные, резервные. Двигатели, предназначенные для привода генераторов, должны иметь регулятор частоты вращения, характеристики которого удовлетворяют следующим требованиям: при мгновенном сбросе 100 % нагрузки генератора кратковременное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10% расчетной частоты вращения; при мгновенном набросе нагрузки от нулевой до 50% расчетной нагрузки генератора, а также при последующем (после достижения установившейся частоты вращения) набросе оставшихся 50% нагрузки генератора кратковременное изменение частоты вращения двигателя не должно превышать 10% расчетной частоты вращения. Наброс электрической нагрузки более чем двумя ступенями может быть допущен, если судовая электрическая установка позволяет использование приводных двигателей, которые могут нагружаться только более чем двумя ступенями и при условии, что это уже допущено на стадии проектирования судна. Это должно быть подтверждено в одобренной документации и проверено при испытаниях на судне. В этом случае величина нагрузки, которая должна автоматически включаться после обесточивания, а также последовательность включения нагрузки должны соответствовать ступеням нагрузки двигателя. Это также относится к генераторам, предназначенным для параллельной работы, когда нагрузка должна переводиться с одного генератора на другой в случае, если один генератор должен быть отключен; при параллельной работе генераторов переменного тока в диапазоне общей нагрузки от 20 до 100% распределение ее на каждый генератор должно происходить пропорционально их мощности и не должно отличаться более чем на 15% от расчетной нагрузки большего из генераторов или на 25% от расчетной нагрузки рассматриваемого генератора в зависимости от того, что меньше; при любых нагрузках от нулевой до 100% расчетной нагрузки генератора установившаяся частота вращения двигателя не должна превышать расчетную более чем на 5%; установившаяся частота вращения при сбросах и набросах нагрузки генератора должна достигаться не менее чем за 5 с; установившаяся частота вращения не должна колебаться более чем на ±1% частоты вращения, соответствующей конкретной установившейся нагрузке генератора.( размах дизеля) В дополнение к регулятору частоты вращения каждый приводной двигатель мощностью 220 кВт и более должен иметь отдельный предельный выключатель, отрегулированный таким образом, чтобы частота вращения двигателя не могла превысить расчетную более чем на 15%. Предельный выключатель, включая его приводной механизм, должен быть независимым от регулятора частоты вращения. Генераторы должны рассчитываться на непрерывную работу с учетом снижения мощности при эксплуатации судна. При коротких замыканиях в судовой сети генераторы должны обеспечивать величину установившегося тока короткого замыкания, достаточную для срабатывания защитных устройств. Для генераторов переменного тока отклонение от синусоидальной формы напряжения не должно быть более 5% от его пикового значения основной гармоники. Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы, должны снабжаться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время параллельной работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалось от распределения, пропорционального их мощности, более чем на 10% номинальной реактивной нагрузки наибольшего генератора или не более чем на 25% номинальной мощности наименьшего генератора, если это значение меньше вышеуказанного. При параллельной работе генераторов переменного тока и нагрузке от 20 до 100% номинальной мощности могут быть допущены колебания тока в пределах ±15% номинальной величины тока наибольшего генератора. В случае снижения частоты сети ниже допустимой должно быть предусмотрено автоматическое включение в судовую сеть одного или нескольких генераторов с независимым приводом, либо должна срабатывать аварийно-предупредительная сигнализация в машинном отделении или в ЦПУ. Валогенераторы и полупроводниковые преобразователи (инверторы), работающие на судовую сеть, должны выдерживать без повреждений короткие замыкания на шинах ГРЩ, При этом должен обеспечиваться установившийся ток короткого замыкания, достаточный для срабатывания автоматических защитных устройств. Валогенераторы должны быть рассчитаны, как минимум, на кратковременную параллельную работу с другими типами генераторных агрегатов для возможности ручного, а также автоматического (при наличии) перевода нагрузки. Для валогенераторов переменного тока должны быть предусмотрены автоматические устройства, предотвращающие перегрузку по току элементов их систем возбуждения при работе с частотой вращения, меньшей 95% номинальной. При этом допускается соответствующее снижение напряжения на клеммах генераторов. Для каждого валогенератора на ГРЩ должно быть предусмотрено устройство для снятия возбуждения. При включении валогенератора на судовую сеть на ходовом мостике должна автоматически включаться предупредительная световая сигнализация о том, что изменение режима работы главных механизмов может привести к отклонению параметров судовой сети. 1) Число и мощность выбираемых генераторов должны обеспечивать их возможно более полную загрузку в каждом из режимов рабо ты судна. Особенно это касается наиболее продолжительных режимов (ходовой, промысловый, стоянка). Она должна состав лять 70-90 % номинальной. При работе в кратковременных ре жимах (маневров, аварийный) нагрузка ДГ может быть снижена до 50-60 %, у ТГ- до 40-50%, а у ВГ- до любого уровня. Для этого предусматриваются специальные устройства, которые при изменении нагрузки осуществляют автоматическое включение и отключение не только генераторов, но и приемников. При этом задается приоритетность приемников в различных режимах. 2) Количество генераторов СЭС в большинстве случаев составляет от двух до четырех, при этом нормальной является продолжительная параллельная работа двух или трех генераторов, а один находится в резерве. Целесообразно выбирать генераторы одного типа, что обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов генераторов, а также облегчает их ТО. 1.3 КОНСТРУКЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ. Это явнополюсные синхронные генераторы с двумя или одним подшипником. Последние удобнее в эксплуатации (легко вынуть ротор без снятия машины с фундамента), но недостатком является отсутствие точной центровки линии вала. Дизель - генераторы и турбогенераторы выполняются на общей фундаментной раме. В - возбудитель w0Д=1500 об/мин р=2 Uл=400 В w0Д=1000 об/мин р=3 w0Д=750 об/мин р=4 w0Д=500 об/мин р=6 Рис.2. Все дизель - генераторы выполняются с явнополюсным ротором. Чтобы механический удар, возникающий при переходных процессах не передавался на механизмы дизеля, дизель и генератор соединяются через специальную демпфирующую муфту (с пружинами). Используются генераторы как переменного, так и постоянного тока. Типы: МС, МСК, МСС, ГМС, ГСС, ГМ, СБР, ТМ, ГПЧ, ВПР по ОСТ 5.6181-81. Генераторы типа МС и МСК. Рис.4. Стрелками показаны пути охлаждающего воздуха (выполнено охлаждение по разомкнутому циклу, радиально - осевой). (Примечание: если воздух всасывается со стороны коллектора - осевой способ). Обмотка изолирована бумажной изоляцией, ротор изолирован слюдой (ОВ). Бумажная изоляция - с пропиткой шеллаком. У генераторов МСК вентиляция выполнена по замкнутому циклу с воздухоохладителем. Такая вентиляция обеспечивает независимость охлаждающего воздуха от температуры окружающей среды. Вторая особенность - применяется вентильное возбуждение машины, т.е. отсутствует возбудительный генератор. За счет этого габариты генератора снижены примерно на 40% по сравнению с серией МС. Кроме того, в этом генераторе применяется кремнийорганическая изоляция обмоток. Эта изоляция допускает большую температуру нагрева обмоток - до 120°С, что позволяет применять провод меньшего сечения. Конструкция генератора. Рис.5. Все судовые генераторы допускают наработку 10000 часов. Допустимые перегрузки: 10% - 2 часа, 25% - 30 мин, 50% - 5 мин. Перегрузка дизеля (допустимая) - 10%. 1.4 СУДОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ. Все устройства, питающиеся от трансформаторов, должны иметь возможность запитываться не менее чем от 2-х трансформаторов (основного и резервного). Мощность каждого трансформатора должна быть рассчитана на полную нагрузку. На судне разрешается устанавливать только сухие трансформаторы. Типы трансформаторов: ОСО - однофазный сухой открытый; ОСВ - однофазный сухой водозащищенный; ОСЗ - однофазный сухой брызгозащищенный; ТСВ - 3-х фазный сухой водозащищенный; ТСЗ - 3-х фазный сухой брызгозащищенный; ОСБВ - 1-фазный сухой броневой водозащищенный; Эти трансформаторы соответствуют ГОСТ 9879-61. Таблица 2. Uтр Uв Uн Схема соединения 220 133 D/D - 12 380 133 звезда/D - 12 380 230 звезда/звезда 12 Требования эксплуатации. tокр°=-40°...+50°С с кратковременным повышением до 70°С, влажность до 80%. Наклон: длительный - 15°, кратковременный - 45°. Трансформатор имеет выводы на первичной обмотке для подрегулировки вторичного напряжения в пределах ±5% Uн. Трансформаторы допускают перегрузки: 10% в течении 2-х часов, 50% в течении 30 минут., выдерживают режим короткого замыкания в течении 1,5 сек. Аварийные источники энергии. Аварийные ДГ, аккумуляторы. Мощность аварийного источника должна быть достаточной для питания всех потребителей, работающих в аварийном режиме. Все аварийные источники должны включаться в работу за t £45 сек после исчезновения основного питания, эти источники должны иметь защиту только от КЗ, но не от перегрузки (по перегрузке должна быть сигнализация). При наличии аварийного ДГ предусматривается источник энергии (аккумулятор), от которого на время запуска ДГ должно осуществляться питание следующих потребителей: аварийное освещение, сигнально - отличительные огни, внутри судовая связь, устройство закрытия водонепроницаемых дверей. Лекция3 1.6 ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Все судовые потребители по степени их ответственности следует разбить на три категории. К первой категории следует отнести приемники электроэнергии, от которых зависит безопасность мореплавания и перерыв в питании которых может привести к аварии судна и гибели людей. Часто их даже называют особо ответственными потребителями ввиду повышенных требований к надежности их электроснабжения. К ним относятся: системы управления курсом судна (рулевые устройства); средства радиосвязи; навигационные приборы и устройства; аварийные пожарные и осушительные насосы; сигнально-отличительные огни; аварийное освещение; аварийная и другие виды сигнализации и др. Ввиду большой ответственности приемников электроэнергии первой категории, питание их должно обеспечиваться от двух независимых источников. На грузовых, промысловых и некоторых других судах водоизмещением 5 000 р.т. и более — их питание должно обеспечиваться от основной и аварийной электростанций. При этом перерыв в питании для этой категории приемников электроэнергии в соответствии с требованиями Регистра разрешается лишь на время автоматического ввода в работу аварийного источника электроэнергии и не должен быть более 45 с (См. п.2.7.2). К приемникам второй категории относятся механизмы, от которых зависит движение судна, управление им, работа главной энергетической установки и сохранность груза, это - ответственные потребители. механизмы МКО - масляные, топливные и охлаждающие насосы, сепа раторы топлива и масла, компрессоры пускового воздуха, и др. вспомогательные пожарные и водоотливные насосы; промысловое оборудование и технологические установки промысловых судов; различное специальное оборудование в соответствии с назначением судна. Для них в СЭЭС также должно быть предусмотрено бесперебойное электроснабжение как в нормальных режимах судна, так и в аварийных (при работе основной электростанции). Как правило, это требование обеспечивается за счет создания резервного питания для этой категории механизмов и устройств. Перерыв в питании для этой категории приемников электроэнергии в соответствии с требованиями Регистра разрешается на время ввода в работу резервной линии питания или аварийного источника электроэнергии, но время ввода при этом не ограничивается. К третьей категории относят группы, малоответственных или неответственных судовых приемников электроэнергии: механизмы камбуза; система отопления и кондиционирования воздуха; бытовая и трюмная вентиляция; мастерскую и др. Для этой группы приемников электроэнергии возможен значительный перерыв питания при перегрузках генераторов СЭЭС, на время ликвидации аварий, ремонта оборудования и т.п. При недопустимых перегрузках в СЭЭС эти приемники электроэнергии могут быть просто выведены из работы и тем самым достигается снижение загрузки работающих ГА. Поэтому при разработке схемы СГ и РЭ рекомендуется все приемники электроэнергии третьей категории или их часть выносить на одну или несколько отдельных секций сборных шин, которые подключаются к сборным шинам ГРЩ через контакторы или другие коммутационные аппараты Освещение подразделяется на 3 категории: 1) Освещение помещений машинно - котельного отделения. 2) Бытовое освещение. 3) Палубное освещение. Каждая из них подразделяется на 3 вида: а) основное (от ГРЩ). б) аварийное (от аварийного генератора через трансформатор). в) малое аварийное (от аккумуляторов - тока 24 В). 1.7 СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Существует 3 типа схем распределения электроэнергии четко изложенных в морском Регистре (Регистр СССР часть 1). Согласно правилам необходимо обеспечить надежность электроснабжения. Для этого осуществляется: резервирование наиболее важных элементов схемы (генераторов, кабелей, приборов управления и контроля). применение нескольких электростанций и секционирование схем канализации, каждая при этом должна работать автономно. применение развитой системы защиты генераторных агрегатов и судовых сетей от аварийных режимов (КЗ, обрыв фазы, перегрузка, повышение и понижение напряжения). Указанные требования не должны приводить к усложнению эксплуатации электростанции и увеличению ручных операций при управлении электростанцией. Для выполнения указанных требований на судах применяют 3 варианта канализации электроэнергии: 1. Радиальная схема. Все наиболее ответственные потребители электроэнергии получают питание непосредственно от ГРЩ. Некоторые однотипные потребители получают питание от распределительных щитов РЩ расположенных вблизи друг от друга. Данная система имеет преимущество - удобство управления, поскольку все коммутационные аппараты располагаются в одном месте (сухогруз, паром). Рис.1.6. 2. Магистральная или кольцевая схема. Потребители получают питание от распределительных щитов, расположенных по всей длине судна и подключаемых к магистралям левого или правого борта. Для надежности магистрали закольцовываются. Данная система применяется на больших судах, где силовые потребители рассредоточены по судну (танкер, пассажирское судно). Рис.1.7. 3. Смешанная система или радиально - групповая. Она содержит элементы двух предыдущих систем. При выборе системы руководствуются двумя критериями: 1) Надежность электроснабжения. 2) Минимальный вес кабельных трасс (весит 40% от веса всего электрооборудования). • потребители расположены вблизи ГРЩ - радиальная схема. • потребители расположены вдали от ГРЩ - магистральная схема. На судах нашла применение именно смешанная схема. Подключение потребителей к ГРЩ регламентируется Регистром: При разработке схемы электроснабжения все потребители разделяются на 3 категории по степени важности: • Потребители 1-ой категории важности должны получать питание непосредственно от ГРЩ, их питание не должно исчезать более чем на 10 с. Поэтому питаются они по 2 фидерам: 1-ый от ГРЩ, 2-ой от АРЩ (аварийный). АРЩ находится на 1-ой или 2-ой палубе, имеет отдельный ход. От него получают питание: все потребители в аварийном режиме, пожарный насос, навигационные приборы, сигнально - отличительные огни, шлюпочные лебедки, аварийное освещение. • Потребители 2-ой категории должны питаться от ГРЩ или РЩ и должны иметь 50% или 100% резерв. Отключение данных потребителей возможно только при аварии. Основные и резервные потребители должны записываться с разных сторон ГРЩ. Потребители 3-ей категории допускают отключение на несколько часов и могут запитываться от групповых РЩ. С целью повышения надежности электроосвещение и отопление питаются пониженным напряжением 220 или 127 В через понижающие трансформаторы. При этом мощность трансформатора должна быть достаточна для питания всех потребителей. На судне устанавливаются 2 трансформатора: основной и дополнительный (левого и правого борта). Требования к схеме распределения электроэнергии. От шин главного распределительного щита должны получать питание следующие потребители (по отдельным фидерам): • привод рулевой машины, якорного устройства, пожарных и осушительных насосов спринклерной системы, гирокомпас, холодильники грузовых трюмов, агрегаты системы возбуждения ГЭУ (гребной электроустановки), щиты основного освещения, щит радиостанции и навигационных приборов, щит сигнально - отличительных огней, все другие щиты питающие потребителей одинакового назначения, распределительные устройства объединенного пульта управления, щит станции обнаружения пожара, электроприводы обслуживающие ГЭУ, щит электроприводов грузовых лебедок, шлюпочных устройств и грузовых кранов, устройство управления ВРШ (винт регулируемого шага), зарядное устройство питания стартовых аккумуляторных батарей и др. батарей питающих ответственные потребители, щиты питания электроприводов закрытия водонепроницаемых дверей, щит холодильной установки системы углекислотного пожаротушения. Подключение АРЩ. При нормальной работе АРЩ должен питаться от ГРЩ (через перемычку). В случае возникновения аварийного режима, АРЩ отключается от ГРЩ и запитывается от аварийного ДГ, который пускается от стартерной аккумуляторной батареи, расположенной в одном помещении с ДГ. • Рулевая машина должна получать питание по 2-м фидерам: 1-ый от АРЩ, 2-ой от ГРЩ, причем они должны быть проложены по разным трассам. Если имеется группа приводов, запитанных от ГРЩ, то питающий кабель этого щита должен быть на одновременную работу всех приводов, работающих вместе. • Щит сигнально - отличительных огней должен получать питание по 2-м фидерам: 1-ый от АРЩ, 2-ой от ближайшего группового РЩ, получающего питание от ГРЩ. • Розетки, установленные в жилых помещениях, должны получать питание отдельно от освещению по своему фидеру. • Лекция 4 ПАРАМЕТРЫ СЭЭС На судах применяется ряд стандартных уровней напряжений: Постоянный ток: 220, 110, 24, 12 В Переменный ток: 380, 220, 127, 42, 24, 12 В Возможно и применение и нестандартных уровней, однако эти цепи не должны иметь соединений со стандартными цепями. Правила Регистра рекомендуют применять стандартные напряжения для следующих цепей. А.Силовые потребители, цепи управления, нагревательные устройства, установленные вне помещений для жилья. Постоянный ток: 220В Переменный ток: 380В В. Отопительные приборы для кают и жилья, освещение, сигнализация, внутренняя связь. Постоянный ток: 220В Переменный ток:220В С. Штепсельные розетки, установленные в служебных помещениях и жилых каютах Постоянный ток: 220В, 127В Переменный ток: 220В Д. Штепсельные розетки для переносного инструмента и переносных пультов дистанционного управления. Постоянный ток: 24В Переменный ток: 42В Е.Штепсельные розетки для переносных ручных ламп: в особо сырых помещениях - 12 В, в повышенной влажности - 24 В. РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЭЭС В действительности, мощность, потребляемая судовыми механизмам не является постоянной, а изменяется в зависимости от режима работы судна. а) Характерные режимы промысловых судов: стоянка в порту без охлаждения трюма; стоянка в порту с охлаждением трюма и кондиционированием; маневрирование (швартовка, съемка с якоря, прохождение узкостей и др.); переход на промысел; ход с промысла с работой холодильного и технологического оборудования (при его наличии на судне); промысловый режим (день); промысловый режим (ночь); аварийный режим при работе основной электростанции; аварийный режим при работе аварийных генераторов. б) Характерные режимы грузовых транспортных судов: ходовой режим; стоянка в порту без грузовых операций; стоянка в порту с грузовыми операциями (с использованием грузовых механизмов судна); маневрирование (съемка с якоря); аварийный режим при работе основной электростанции; аварийный режим при работе аварийных генераторов. в) Характерные режимы пассажирских судов; ходовой режим; стоянка в порту без пассажиров; стоянка в порту с пассажирами; маневрирование (съемка с якоря); аварийный режим при работе основной электростанции; аварийный режим при работе аварийных генераторов. г) Характерные режимы ледоколов: стоянка; ход в чистой воде; ход во льдах, аварийный режим при работе основной электростанции; аварийньй режим при работе аварийных генераторов. Очевидно, что не все эти приемники работают одновременно и одинаково длительно. В общем случае можно исходить из следующих положений: В ходовом режиме работает подавляющее количество ПЭ, за исключением аварийных, резервных, швартовных, погрузочных, спасательных и других специализированных средств. Работают механизмы, обеспечивающие главную энергетическую установку и движение судна. Действуют средства судовождения и связи. При этом работают система кондиционирования и другие бытовые приборы и устройства. Промысловый режим характерен для рыбодобывающих судов (РТМ-С, БМРТ, СРТМ и т.п.) и является наиболее энергоемким по сравнению с другими режимами таких судов. В промысловом режиме работают те же приемники, что и в ходовом режиме. Однако в этом режиме к ним добавляется большая группа приемников, обеспечивающих добычу рыбы, ее переработку и хранение (поисковое оборудование, траловая лебедка, механизмы рыбцеха, технологическое оборудование, механизмы рефрижераторной установки и др.). В режиме стоянки с грузовыми операциями на судне находится большая часть экипажа, которую необходимо обеспечить нормальными условиями обитаемости. В случае, если грузовые операции производятся на рейде или в районе промысла, то работают все погрузочно-разгрузочные средства (краны, грузовые лебедки и др.). Следует отметить, что в порту грузовые операции, как правило, осуществляются средствами порта. В режиме стоянки судна без грузовых операций находится небольшая часть экипажа, которая может заниматься профилактическим ремонтом и осмотром. При этом работает незначительное количество ПЭ, а именно: средства освещения и отопления, часть камбузного оборудования, средств связи, общесудовых систем. Механизмы силовой установки и палубные в режиме стоянки обычно не работают. В этом режиме нагрузка электростанции, как правило, является наименьшей. Для обеспечения ПЭ в режиме стоянки без грузовых операций иногда прибегают к установке специального стояночного генератора или получают питание с берега, чтобы исключить нерациональную работу более мощных генераторов, имеющихся на судне. В режиме маневров, съемки с якоря и швартовки работает главная судовая энергетическая установка, якореподъемные и швартовные устройства, на судне находится весь экипаж, и судно полностью подготовлено к ходовому режиму. Этот режим, как правило, является кратковременным. В режиме маневров для обеспечения безопасности мореплавания обычно в работу вводится дополнительный генератор, создающий необходимый резерв мощности в СЭЭС. Поэтому при большом количестве расчетных режимов при определении мощности судовой электростанции режим маневров допускается не рассматривать. В аварийном режиме с работой основной электростанции можно отказаться от работы малоответственных приемников электроэнергии, но обязательно должны работать ПЭ, обеспечивающие ход судна и внутреннюю связь, навигационное оборудование, радиостанции, а также пожарные и осушительные насосы и другие спасательные средства. Лекция 5 2. УПРАВЛЕНИЕ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ Функциональные задачи управления электростанцией: - пуск дизелей, - регулирование температуры масла, -защита от разноса, от падения давления масла, повышения температуры охлаждающей воды, - регулирование напряжения генераторов, - регулирование частоты вращения первичных двигателей генераторов, - распределение реактивной нагрузки при параллельной работе, - распределение активной нагрузки, - пуск резервного, стояночного и аварийного дизельгенераторов, - синхронизация, - разгрузка генераторов, -автоматическая защита от коротких замыканий, от обратной мощности, от перегрузки, от обрыва фазы, - контроль параметров. Операции управления электростанцией в нормальных режимах. Основной задачей управления электростанцией в нормальном режиме функционирования является поддержание баланса потребляемой и генерируемой мощностей. При оптимальном соотношении суммарной мощности работающих в данный момент генераторов и суммарной мощности потребителей обеспечивается наивысшая экономичность энергетической установки. Естественно, что полное равенство мощностей работающих генераторов и включённых потребителей невозможно хотя бы потому, что число генераторов в составе электростанции невелико, максимум -- 4. Следовательно, суммарная мощность работающих генераторов меняется ступенчато. Количество же потребителей на любом судне достигает сотен единиц. Мощности каждой единицы потребителя малы, по сравнению с мощностью генераторов. Поэтому можно считать, что суммарная мощность потребления в процессе эксплуатации меняется плавно. Оператор на пульте управления электроэнергетикой должен постоянно оценивать соотношение мощностей, не допуская ни перегрузки генераторов, ни слишком малой их загрузки, включая или отключая генераторные агрегаты. В процессе пуска агрегатов и включения их в работу необходимо производить довольно много операций. Ниже описываются эти операции. При этом исходят из предположения, что данное судно находилось в нерабочем исходном состоянии. Для подготовки его к выходу в море необходимо, прежде всего, получить электроэнергию, подготовив к пуску и запустив электростанцию. На рис 5 изображена упрощенная функциональная схема электростанции с двумя дизельгенераторами. На панелях ГРЩ или пульте управления установлены следующие измерительные приборы: -Вольтметры PV, которые подключаются к линейным напряжениям на выходе генератора или соответствующих секций сборных шин ГРЩ. -Амперметры РА, которые подключаются в цепь фазного тока соответствующего генератора -Ваттметры PW, установленные на панели управления и по казывающие активную мощность нагрузки соответствующего генератора. -Частотомеры Hz, установленные на панели управления, которые показывает частоту переменного напряжения каждого генератора. На панели управления установлен синхроноскоп Si, подключенный к шинам и через переключатель S3 к любому генератору. Рис 5 Функциональная схема электростанции. 5.1 Управление электростанцией в ручном режиме Операции по управлению электростанцией производятся с помощью кнопок дистанционного управления, указанными на схеме рис. элементами, с пульта управления, либо непосредственно на панели управления ГРЩ. В исходном состоянии перед пуском электростанции все дизельгенераторы стоят. Освещение помещения цепей пульта управления и главного распределительного щита, питание оперативных цепей, ламп сигнализации, катушек реле, контакторов, автоматов производятся от стояночного или аварийного генератора, а при его отсутствии от аккумуляторной батареи. 1. Выбор очерёдности пуска дизельгенераторов. Очередность пуска определяется, как правило, соотношением числа моточасов, наработанных каждым ДГ. Первым запускается дизельгенератор, наработавший на данный момент наименьшее количество часов. Измерение моточасов производится специальными датчиками - интеграторами. Показания датчиков сравниваются, и по наименьшему производится выбор. 2) Пуск первого ДГ. Для осуществления пуска производится подготовка всех компонентов, необходимых для работы дизеля, т.е. топлива, масла и охлаждающей воды. После того, как получено сообщение об окончании подготовки пуска, даётся команда на пуск дизеля от аккумулятора энергии, например, от баллона со сжатым воздухом или стартёрной электрической батареи аккумуляторов. 3) Возбуждение генератора. Если дизель в процессе пуска достиг частоты вращения номинальной или близкой к номинальной, (что фиксируется по показаниям частотомера Hz – 50 гц) подаётся команда на включение возбуждения синхронного генератора. Для этого оператором включается напряжение на катушку контактора гашения поля (К1 или К2). В нерабочем состоянии контакты К1, К2 замкнуты, шунтируя обмотку возбуждения генератора. В таком состоянии генератор возбудиться не может. При включении контактора гашения поля нормально замкнутые контакты размыкаются. Генератор самовозбуждается и загорается красная лампа сигнализации о выключенном состоянии генераторного автомата. Вольтметр, подключенный к выходу генератора должен показать величину номинального напряжения. Уровень напряжения определяется уставкой автоматического регулятора напряжения АРН. По сигналам о значениях напряжения и частоты близким к номинальным формируется итоговый сигнал о готовности генераторного агрегата к принятию нагрузки. Загорается соответствующее табло на пульте управления.. 4) Включение генератора на шины ГРЩ. Для подключения генератора к шинам необходимо включить генераторный автомат Q1(Q2). При наличии дистанционного привода автомата он включается кнопкой на пульте управления либо на секции ГРЩ. При этом обязательно загорается зеленая лампа сигнализации о включенном состоянии автомата. Включение может произойти без всяких условий или только с синхронизацией. Для выбора способа включения производится оценка напряжений на выходе генератора и на секции сборных шин с помощью вольтметров PV. Включать автомат без синхронизации можно только в том случае, если на шинах ГРЩ нет напряжения. В данном случае, когда происходит пуск первого агрегата, генераторный автомат включается без синхронизации. Таким же образом включается и секционный автомат ГРЩ. 5). Контроль нагрузки генератора После подачи напряжения на шины начинается набор нагрузки посредством подключения потребителей. В дальнейшем потребление энергии носит случайный характер ввиду эпизодического характера работы некоторых потребителей, однако отклонение нагрузки от расчетной заданной для данного режима работы судна обычно незначительно. Контроль за активной нагрузкой производиться с помощью ваттметра PW, а за полной нагрузкой с помощью амперметра РА. Границы номинальных нагрузок фиксируются красными рисками, нанесенными на шкалах этих приборов. При стабильном увеличении нагрузки генератора необходимо подключение на шины ГРЩ резервного генератора. 6) Разгрузка генератора. Для пуска резервного дизель-генератора требуется определённое время. Если это время нагрузка вырастет более, чем на 10% сверх номинала, работающий дизель может заглохнуть. В таком случае судно останется без электропитания со всеми вытекающими из этого последствиями. Для защиты от недопустимой перегрузки применяется устройство (или блок) разгрузки генераторов. Устройство контролирует ток (полный или активную составляющую) и при достижении около 105 % номинальной нагрузки выдаёт, с выдержкой времени, напряжение на катушку контактора К3 и отключает первую группу второстепенных потребителей. Если это не помогает, т.е. если за это время дизельгенератор ещё не успевает запуститься, то отключается вторая группа второстепенных потребителейс помощью контактора К4. Различаются сигналы, подаваемые на группы, выдержками времени. Например, 1-я группа отключается через 5 сек, 2-я через 10. 7) Пуск второго дизельгенератора. Когда второй дизельгенератор запущен и подготовлен к принятию нагрузки, встаёт вопрос о способе включения его генераторного автомата. В этой ситуации требуется включение автомата только с соблюдением условий синхронизации, поскольку на шинах ГРЩ имеется напряжение. Условия синхронизации. 1. Разность частот подключаемого и работающего генератора не должна превышать 2% в пользу подключаемого генератора. 2.Разность напряжений подключаемого генератора и ГРЩ не должна превышать 5%.При нормальной настройке АРН генераторов это условие автоматически соблюдается. 3.Угол между векторами напряжений подключаемого генератора и ГРЩ не должен превышать заданной величины ( обычно 150). 8) Подгонка частот. Уменьшение разности частот синхронизируемых генераторов производится оператором с помощью кнопок S1 и S2 на пульте управления или на панелях ГРЩ. Кнопки имеет 3 положения: нулевое, «Больше» и «Меньше». В положении « Больше» кнопка подключает специальный электродвигатель, который через редуктор воздействует на рейку топливного насоса дизеля в сторону увеличения подачи топлива ( соответственно на увеличение момента и оборотов дизеля). Кнопка « Меньше» уменьшает момент и обороты дизеля. 9) Синхронизация. Собственно процесс синхронизации заключается в том, чтобы допустить разрешение на включение автомата только в том случае, если угол между векторами напряжений генераторов не превышает заданной величины. Для этого на секции управления ГРЩ предусмотрен синхроноскоп Si – прибор, обеспечивающий визуальное наблюдение за углом совпадения фаз. Синхроноскоп с помощью кнопки S3 должен быть подключен к выходу подключаемого генератора. Вращение стрелки синхроноскопа « по часовой» указывает, что частота напряжения подключаемого генератора больше чем частота напряжения на шинах ГРЩ. Одновременно синхроноскоп измеряет угол между векторами с помощью положения стрелки и верхней метки на шкале. Совпадение положения стрелки с меткой указывает на совпадение фаз напряжений т.е. нулевой угол. Кнопка включения автомата подключаемого генератора должна быть включена в момент совпадения стрелки синхроноскопа с меткой. 10) Набор и распределение реактивной нагрузки генераторов после синхронизации. После синхронизации генераторов все автоматы силовой цепи статоров машин оказываются включёнными. В результате замыкаются блок-контакты автоматов цепи уравнительной связи по реактивному току и реактивные составляющие нагрузок обеих генераторов автоматически выравниваются. 11) Набор и распределение активной нагрузки. Как было сказано выше, перед включением генераторов на параллельную работу частоты их вращения уравниваются. В результате внешние характеристики первичных двигателей генераторов, в данном случае - двигателей Дизеля, располагаются в координатах "частота-мощность" таким образом, что после синхронизации вновь включаемый в работу генератор не несёт активной нагрузки. Чтобы подключенный генератор взял свою долю активной нагрузки необходимо кнопкой регулирования подачи топлива (S1- S2) увеличить подачу топлива в подключенный дизель одновременно уменьшая подачу топлива в ранее работавший дизель. При этом оператор должен следить по любому частотомеру, чтобы частота сети оставалась близкой к номинальной (50 гц). Регулирование подачи топлива в дизели производить до тех пор, пока активные нагрузки, наблюдаемые по ваттметрам PW не стали одинаковыми. 12) Отключение резервного генератора при снижении нагрузки электростанции. Как известно, двигатели Дизеля не допускают длительной работы при активной нагрузке ниже 30% номинальной Определение очерёдности отключения производится также на основании учёта количества наработанных агрегатами моточасов. Первым отключается агрегат, имеющий наибольшую наработку. Отключение генераторного автомата при наличии нагрузки на генераторе допускается только при наличии ситуации, угрожающей жизни персонала. Поэтому перед отключением автомата необходимо снизить нагрузку отключаемого генератора до нулевой. При этом частота сети не должна упасть ниже номинальной. Для этого с помощью кнопок S1-S2 следует уменьшать подачу топлива в дизель отключаемого генератора одновременно повышая подачу топлива в дизель остающегося в работе генератора. После перевода всей нагрузки на этот генератор можно отключить генераторный автомат отключаемого генератора и не забыть погасить его поле, воздействуя на контактор К2 с помощью кнопки гашения поля. 13) Включение следующего резервного генератора. С ростом нагрузки электростанции может возникнуть необходимость включения на параллельную работу и следующего, в данном случае 3-го генератора. Технология включения та же, что и при вводе 2-го генератора. Вышеизложенный словесный алгоритм управления исправной электростанцией в нормальном режиме содержит только функции управления, осуществляемые оператором при ручном управлении. Функциональные задачи управления электростанцией в автоматическом режиме намного шире и сложнее. Лекция 6. Аварийные режимы работы электростанции. А. Перерыв в подаче топлива приводного двигателя. При одиночной работе дизельгенератора на шины судовой электростанции этот режим сопровождается уменьшением напряжения на шинах, вследствие падения частоты вращения дизеля. Как следствие происходит отключение контакторов магнитных станций и пускателей электроприводов и их остановка. Лишается питания навигационный комплекс. Отключение приводов ответственных потребителей создает прямую угрозу судну. Запуск резервного дизельгенератора с последующим приемом нагрузки требует значительного времени ( до 30 мин.).:Единственным выходом из этого положении является быстрый запуск аварийного источника питания 1) Питание ответственных потребителей от аварийного источника. В нормальных эксплуатационных условиях АРЩ должен питаться от ГРЩ. Фидер питания должен иметь защитные устройства от перегрузки и короткого замыкания, установленные на главном распределительном щите. На АРЩ следует предусмотреть выключатель, который должен автоматически отключаться при исчезновении напряжения на шинах ГРЩ. Если предусматривается питание АРЩ от ГРЩ, автоматический выключатель на АРЩ должен быть оборудован, по крайней мере, защитными устройствами от короткого замыкания. Потребители, получающие питание от аварийных источников должны получать питание по отдельным фидерам от шин ГРЩ, оборудованного соответствующей коммутационной и защитной аппаратурой. Допускается питание указанных ниже потребителей: 1. сигнально-отличителъных фонарей, фонарей сигнала «Не могу управляться» и других фонарей, требуемых действующими Международными правилами предупреждения столкновения судов: 2. средств внутренней связи и оповещения, а также авральной сигнализации; 3. соответствующего радио- и навигационного оборудования . 4. системы сигнализации обнаружения пожара; 5. ламп дневной сигнализации, звуковых сигнальных средств (свистков, гонгов и др.), призывной ручной сигнализации и остальных видов сигнализации, требуемых в аварийных состояниях; с пульта управления судном, расположенного в рулевой рубке. При наличии переходного источника энергии следующие потребители, а именно: - пожарный насос; - электрооборудование, обеспечивающее работу пеногенераторов; . аварийного освещения; - средств внутренней связи и оповещения, необходимых в аварийных условиях; - системы авральной сигнализации, сигнализации обнаружения пожара и устройств управления и сигнализации о положении противопожарных дверей; - ламп дневной сигнализации, звуковых сигнальных средств (свистки, гонги и др.) и остальных видов сигнализации, требуемых в аварийных условиях; - устройств закрывания водонепроницаемых дверей, сигнализации их положения и предупреждения их закрывания должны получать питание через специальный распределительный щит, на фидерах которого не должны устанавливаться выключатели. Кабели, питающие аварийные потребители, должны прокладываться таким образом, чтобы затопление потребителей ниже палубы переборок не лишило питания остальных потребителей, находящихся выше этой палубы. Распределительные устройства аварийных потребителей должны находиться выше палубы переборок, вне шахт машинного отделения. 2) Пусковые устройства аварийных дизель-генераторов (XI, 9.5) В качестве пусковых устройств АДГ могут применяться: - электрическое стартерное устройство с собственной аккумуляторной батареей и зарядным устройством; - система сжатого воздуха с собственным независимым воздухохранителем; - гидравлическая система пуска; - ручные пусковые устройства: пусковая рукоятка для проворачивания двигателя вручную, инерционное пусковое устройство, гидравлические аккумуляторы, заряжаемые вручную, патроны с пороховым зарядом. Каждый АДГ с автоматическим пускам должен быть оборудован пусковым устройством одобренного типа с запасом энергии, достаточным, по крайней мере, для трех последовательных пусков. Источник накопленной энергии должен быть защищен с тем, чтобы исключить критическое истощение его системой автоматического пуска, если не предусмотрено второе независимое средство для пуска. Дополнительно должен быть предусмотрен второй источник энергии для производства дополнительных трех пусков в течение 30 мин, если не предусмотрено эффективное ручное пусковое устройство. При применении системы сжатого воздуха в качестве одного из средств пуска АДГ в помещении АДГ должен располагаться воздухохранитель вместимостью, достаточной на три пуска АДГ. Заполнение этого воздухохранителя может быть произведено от воздухохранителей, предназначенных для пуска главных или вспомогательных двигателей, через невозвратный клапан, установленный внутри помещения АДГ, или от электрокомпрессора, питаемого от аварийного распределительного щита. Если для пуска АДГ на судне используется только система сжатого воздуха, должно быть предусмотрено два пусковым баллона каждый вместимостью, достаточной на три пуска. Если автоматический пуск АДГ не требуется, допускается ручной пуск одним из пусковых устройств. Питание зарядных устройств аккумуляторных батарей и электрических приводов механизмов, обеспечивающих пусковые системы сжатого воздуха или гидравлические системы запуска АДГ, должно осуществляться от АРЩ по отдельным фидерам. Таким образом, при аварийном состоянии основной СЭС аварийная электростанция становится автономным и единственным источником электроэнергии на судне. В нормальном режиме работы судна АДГ не работает, но часть коммутационных устройств щита аварийной СЭС используют для подачи питания от ГРЩ, при разряде подключаются на заряд АБ, контролируют сопротивление изоляции. В этом режиме приемники аварийной СЭС получают питание от ГРЩ, а в аварийном режиме они переключаются на электроснабжение от АДГ. 3) На рис.2.5 представлена упрощенная схема одного из вариантов АРЩ аварийной СЭС. В неаварийном режиме на его шины от ГРЩ по кабелям подается напряжение 380 В и 220 В. С помощью кнопки S1.2 включается контактор К1. На шины 220 В можно подать питание от шин 380В через трансформатор Т, автоматический выключатель QF2 и контактор К2. Размыкающие вспомогательные контакты КЗ.2 и К2.2 исключают одновременное включение напряжения 220 В от ГРЩ и от шин 380 В через трансформатор Т. В аварийном режиме пускается АДГ и его генератор G подключается на шины 380 В через автоматический выключатель QF1.При этом контактор К.1 отключает кабель питания с ГРЩ 380В, так как его катушка теряет питание благодаря контакту автомата QF1.1. Требования Правил Регистра СССР к стабилизации напряжения АДГ менее жесткие (допускается погрешность ±3,5 % номинального напряжения). Конструктивно представленная схема щита смонтирована в 4-панельном щите. На его панелях установлена кнопки управления контакторами, контрольно-измерительные приборы с переключателями, кнопки проверки пуска АДГ, устройство контроля сопротивления изоляции, кнопки включения автоматического выключателя генератора. Нагрузка аварийной СЭС контролируется общим амперметром, наиболее мощные приемники электроэнергии имеют отдельный амперметр с переключателем. Зарядные статические устройства стартерных батарей АДГ и аппаратура САРН установлены в щите или отдельно в помещении аварийной СЭС. Для ответственных электроприемников эта задача также может быть реализована и другими схемными решениями. Например, наличие двух питающих фидеров, подключенных к разным секциям ГРЩ, получающим электроэнергию от различных генераторов и связанным между собой секционным выключателем. Лекция 7 Аварийные режимы работы электростанции. Б) Перерыв в подаче топлива одного приводного двигателя при параллельной работе дизельгенераторов. В этом случае генератор переходит в режим работы синхронного двигателя, потребляющего электроэнергию от шин. Эта энергия затрачивается на вращение «пустого» дизеля. Мощность, потребляемая синхронным двигателем составляет порядка 15% номинальной мощности и перегружает оставшийся в работе дизельгенератор. Необходимо отключение синхронного двигателя от шин. Эта операция производится специальным устройством защиты генератора от перехода в двигательный режим. Это устройство ( реле) имеет уставку порядка 15% мощности генератора и выдержку времени при срабатывании от 5 до 10 сек. Перегрузка дизельгенератора по активной или полной мощности может быть устранена временным отключением второстепенных и инерционных потребителей с последующим запуском и подключением на параллельную работу резервного генератора. В) Короткое замыкание на участке шин электростанции. При отсутствии секционных автоматических выключателей происходит аварийное отключение всех генераторных автоматических выключателей, так как именно они имеют встроенную релейную защиту от коротких замыканий. В результате судно обесточено и начинается запуск аварийного генератора. На время запуска аварийная аккумуляторная батарея обеспечивает питание ответственных потребителей, управляемых с пульта на мостике и минимальное освещение рабочих мест и проходов к шлюпкам. При наличии секционных выключателей происходит отключение генераторного и секционного автоматического выключателя секции ( участка сборных шин), на которой произошло короткое замыкание. Неповрежденные секции продолжают получать питание от оставшихся в работе генераторов. Эти генераторы не испытывают перегрузки, так как при отключении поврежденной секции присоединенные к ней потребители отключены. Если среди отключенных потребителей имеются ответственные, то их питание может быть обеспечено от неповрежденных секций с помощью устройств автоматического переключения питания (УПП). Г) Короткое замыкание на фидерах потребителей и в распредустройствах. Предусмотрено аварийное отключение отдельного фидера потребителя или фидера питания распредустройства в зоне которых произошло короткое замыкание. Отключение производится автоматическим выключателем, защищающим данный фидер от короткого замыкания встроенным максимальным токовым реле. Отключение аварийного фидера может производится без выдержки времени или с выдержкой времени ( порядка 0,15 с). Быстрое отключение необходимо для предотвращения пожара. Д) Повышение напряжения на шинах ГРЩ. Причиной резкого повышения напряжения на шинах ГРЩ порядка 500В является нарушение работы регулятора напряжения любого генератора. При параллельной работе генераторов этот генератор определяется по повышенному значению тока нагрузки (смотри на амперметры генераторов). Действия персонала сводятся к немедленному аварийному отключению автоматического выключателя данного генератора с предварительным отключением группы неответственных или инерционных потребителей. Лекция 8 Электростанция с микропроцессорной системой управления (МПСУ). Основные сведения о современных системах автоматического управления электростанцией. Современная система управления судовой электростанцией состоит из блоков управления генераторами (РРU), их панелей управления и программного обеспечения. Структурная схема представлена на рис3.1 Рис.3.1 Структура схема управления СЭС Взаимодействие блоков управления генераторами и панелей управления (ПУ) осуществляется посредством сети. Программное обеспечение (ПО) системы состоит из двух блоков, взаимодействующих между собой: ПО управления дизольгенераторными агрегатами и ПО управления электростанцией. ПО управления дизельгенераторными агрегатами осуществляет контроль и непосредственное управление агрегатом, выполняя команды оператора или ПО управления электростанцией. ПО управления электростанцией управляет электростанцией в целом, в соответствии с выбранным режимом (полуавтоматическим, автоматическим, безопасным), формируя команды управления отдельно генераторными агрегатами. ПО управления генераторным агрегатом содержится в памяти каждого РРU. ПО управления электростанцией входит в состав блока управления ведущего генератора (РРU 1), назовем его РРU – Мастер, и реализует следующие функции и режимы управления электростанцией: - приоритет пуска резервного генераторного агрегата; - последовательность запуска резервных генераторных агрегатов с учетом наработки в часах; - формирование команды на пуск резервного генераторного агрегата при плановой остановке работающего; - формирование команды на пуск другого резервного генераторного агрегата в случае отказа при подключении планируемого; - формирование команды на пуск двух генераторных агрегатов при обнаруженном обесточивании электростанции; - формирование команды на симметричное или асимметричное распределение нагрузки между генераторными агрегатами; - отключение неответственных потребителей в 2 очереди; - контроль за подключением мощных потребителей с фиксированной или переменной нагрузкой; - доступ к командам управления генераторными агрегатами и всей системой, доступ к уставкам и таймерам, обмен измеренными и рассчитанными величинами, передачу сигналов состояния системы. Перечисленные функции доступны либо через пульт управления ПУ, расположенного на панели каждого генераторного агрегата, либо посредством шлюза через пульт диспетчера на мостике Шлюзы позволяют создавать иерархические интегрированные системы управления. На верхнем уровне иерархии расположена система диспетчерского уровня. Электростанция может работать в двух режимах: автоматическом и ручном ( управлении с панелей ГРЩ). Выбор режима осуществляется с помощью переключателей S1, расположенных на генераторных панелях ГРЩ. Для ручного управления здесь же расположены кнопки S2 (Больше – Меньше) регулирования подачи топлива в дизель и ручки регулирования напряжения генератора S3. (см. рис.3.1) При управлении электростанцией с помощью ПО РРU -Мастера возможно задание следующих режимов: полуавтоматического, автоматического и безопасного (маневренного). Полуавтоматический режим. В данном режиме все автоматические функции (последовательности) выполняются только после команд диспетчера, задаваемых посредством кнопок, расположенных на пульте управления ПУ или на клавиатуре пульта управления на мостике. РРU -Мастер обеспечивает следующие автоматические функции: - автоматическая последовательность операций запуска и остановки ДГ, - автоматическая последовательность включения генераторного автомата с синхронизацией, - автоматическая последовательность выключения генераторного автомата Автоматический режим. Все генераторы работают под контролем ПО. Обеспечиваются питанием все секции сборных шин, секционные автоматы включены. Производится автоматическое управление частотой и распределением нагрузки. Нагрузка распределяется между работающими генераторами в зависимости от выбранного режима симметрично или асимметрично. Автоматический пуск и остановка генераторов в зависимости от нагрузки электростанции выполняется в соответствии с заданными параметрами и в порядке заданной очереди. Учитываются заданные ограничения на количество работающих/остановленных генераторов и возможные неисправности в процессе пуска и синхронизации. Эти неисправности приводят к замещению неисправного ДГ следующим в очереди. Безопасный режим работы. Этот режим позволяет иметь на шинах достаточный резерв мощности, чтобы внезапное отключение любого из генераторов не привело к обесточиванию электростанции. В этом режиме предел, при котором осуществляется запуск/остановка очередного ДГ, установлен равным номинальной мощности самого мощного генератора. В остальном режим соответствует автоматическому. Режим ручного управления. Дизельгенератор выведен из режима автоматического управления. Однако РРU обеспечивает следующие функции: - внутренний контроль системы; - контроль параметров дизеля; - контроль параметров шин ГРЩ; - защиту дизеля; - защиту от короткого замыкания; -отключение неответственных потребителей при перегрузке ДГ.