1.1.6 Автоматический пуск резервного генератора

Автоматизированные устройства включения резерва типа УВР предназначены для выдачи сигналов в следующих случаях: при увеличении нагрузки на базовом генераторе до (0,85÷0,90)Р_ном (по сигналу устройства происходит пуск резервного ГА с последующим включением резервного СГ на шины); при уменьшении нагрузки на каждом из параллельно работающих генераторов до (0,3÷0,4)Р_ном (включаются световая и звуковая сигнализации, а решение об отключении резервного генератора принимает оператор). Таким образом, применение подобных устройств обеспечивает практически бесперебойное и экономичное производство электроэнергии на судах.

Конструктивно устройства могут выполняться в виде отдельного унифицированного устройства (например УВР-1) или входить в состав устройств с расширенными функциональными возможностями (БКЗГ).

Блок контроля загрузки генераторов БКЗГ. Для формирования сигналов при увеличении (уменьшении) активной мощности генератора до заданного значения на вход блока БКЗГ подается напряжение с выхода первого канала блока БИАТ. Этот вход образован параллельно включенными входами шести каналов контроля загрузки генератора: первый из каналов срабатывает при снижении активной мощности генератора до 0,3Р_ном, остальные - при повышении активной мощности до 0,7; 0,7 (0,8); 0,9 (1,0); 1,0 (1,1) и 1,3 (1,5)Р_ном.

Рассмотрим работу канала повышения нагрузки до 0,9 (1,0)Р_ном (рис. 1.34). Канал построен на интегральных операционных усилителях DА1 и DА2 типа К1УТ401Б и транзисторной матрице DD1 типа К1НТ251. Каждый ОУ имеет два входа 9 и 10 и один выход 5. Входы ОУ, обозначенные знаками "+" и "-'', называются соответственно прямым (10) и инвертирующим (9). Если напряжение сигнала поступает на прямой вход, то полярность (фаза) напряжений на входе и выходе ОУ совпадает. При использовании инвертирующего входа полярность (фаза) напряжений на входе и выходе противоположна. Чтобы выходное напряжение ОУ могло иметь ту или иную полярность (фазу), в схеме предусмотрены 2 источника питания: с положительным +12,6 В и отрицательным -12,6 В напряжениями относительно заземленной общей точки схемы. Транзисторная матрица DD1 использована для построения триггера Шмитта на транзисторах VТ1, VТ2 и выходного усилителя на транзисторе VТ3, в цепь коллектора которого включено реле напряжения КV4.

Принцип действия канала основан на сравнении двух напряжений: входного U_вх, пропорционального активной мощности генератора, и опорного U_0П, задающего уставку канала по активной мощности. Для получения указанных напряжений в схеме использованы делители напряжения R7, R14 и R1, R15, R20 при уставке 0,9P_ном, а также R1, R16, R20 при уставке 1,0Р_ном. Выбор уставки проводят путем установки переключателя SА3 в соответствующее положение. Напряжения U_вх и U_оп имеют одинаковую - положительную - относительно корпуса полярность. Поэтому между входами 9 и 10 усилителя DА1 приложено так называемое дифференциальное напряжение: ΔU = U_вх - U_оп.

При активной мощности генератора, меньшей 0,9Р_НОМ, напряжение U_вх < U_оп. Поскольку из этих напряжений большее приложено к прямому входу 10, полярность напряжения на выходе усилителя DА1 повторяет полярность напряжения U_оп т. е. на выводе 5 имеется положительный потенциал относительно корпуса. Напряжение с выхода усилителя DА1 при помощи делителя напряжения R31, R35 и цепочек VD14-R45 и VD22 (VD18)-R49 последовательно уменьшается до необходимого значения на входе усилителя DА2. Протекающий при этом через R31, VD14. VD22 и R49 ток создает на VD22 небольшое прямое падение напряжения, приложенное "плюсом" к инвертирующему 9 и "минусом" к прямому 10 входам. Таким образом, полярность напряжения на входе усилителя DА2 противоположна полярности напряжения на входе усилителя DА1. Поэтому на выходе 5 усилителя DА2 имеется отрицательный потенциал. Через R85, VD80 и R53 протекает ток, создающий на R85 и VD80 падение напряжения, запирающее транзистор VT1. Триггер Шмитта находится в исходном состоянии, напряжение на выходе открытого УТ2 невелико и недостаточно для пробоя стабилитрона VD26. Поэтому закрыт транзистор VТ3, реле КV4 обесточено. Конденсатор С4 через R31 и VD14 заряжен до напряжения 12 В (полярность обозначена на схеме) с момента подачи напряжений питания на схему блока.

При увеличении мощности генератора более 0,9P_ном напряжение U_вх > U_оп , поэтому полярность напряжения ΔU на входе усилителя DА1 изменится на обратную, а на выходе устанавливается отрицательный потенциал. Ток, протекающий через R49, VD18, R41, R31, создает на диоде VD18 прямое падение напряжения, приложенное плюсом к входу 10 и минусом к входу 9 усилителя DА2. Вследствие этого на выходе усилителя DА2 устанавливается положительный потенциал, и через R53, переход база - эмиттер транзистора VТ1, R89 потечет ток базы транзистора VТ1. Последний откроется, закроется VТ2, напряжение на выходе которого увеличится до 12 В. Поэтому пробивается стабилитрон VD26, через него и резисторы R73, R77 потечет ток. Возникающее при этом падение напряжения на R77 отпирает транзистор VТЗ. Включается реле КV4, выдающее сигнал в систему "Роса-М" на пуск резервного ГА. Одновременно загорается светодиод VD30 "90 %".

Конденсатор С4 исключает ложное включение реле КV4 при кратковременном увеличении мощности более 0,9Р_НОМ. В этом случае "опрокидывание" усилителя DА1 происходит мгновенно, вследствие чего начинается разряд С4 через R41-R35 и одновременно через R22, R49, VD80, R53. Разрядный ток конденсатора С4 в течение 2,0-2,4 с удерживает на диоде VD22 напряжение, препятствующее "опрокидыванию" усилителя DА2. Необходимую уставку времени получают изменением номинального сопротивления резистора R41.

Для проверки исправности канала служит переключатель SА2 с двумя положениями - "Работа" и "Проверка". На схеме состояние контактов переключателя SА2 соответствует положению "Работа". В положении "Проверка" через контакты 1, 5 переключателя SА2 образуется цепь делителя напряжения R3, R14, при помощи которой на R14 получают напряжение U_вх > U_оп. Тем самым имитируется увеличение активной нагрузки генератора до 0,9Р_ном. Размыкающие контакты 2, 4 переключателя SА2 отключают реле КV4. Если канал исправен, загорается светодиод VD30.

Схема канала контроля понижения мощности до 0,3Р_ном построена на аналогичных элементах, но имеет обратный порядок срабатывания. При этом включается звуковой сигнал и загорается световое табло "Нагрузка 30 % номинальной".

У стройство включения резерва УВР-1. Устройство входит в состав СУ СЭЭС типа "Ижора" и предназначено для формирования сигналов на включение резервного СГ при перегрузках и снижении напряжения на шинах СЭС ниже допустимого значения, а также на остановку одного из параллельно работающих генераторов при снижении нагрузки. Устройство включает 3 элемента (повышения нагрузки, снижения нагрузки и снижения напряжения) и имеет 4 модификации, отличающиеся типом датчиков тока элемента повышения нагрузки и напряжением источника питания.

Структурная схема УВР (рис. 1.35), соответствующая одной из модификаций, состоит из датчиков активного тока UА1, полного тока UА2 и напряжения UV, к выходам которых подключены электронные реле соответственно повышения нагрузки КV1, снижения нагрузки КV2 и снижения напряжения КV3. Устройство подключается к генератору 3-фазного переменного тока через трансформаторы тока ТА и напряжения TV.

При увеличении активного тока до (0,85÷0,90)I_ном реле КV1 срабатывает и через свои замыкающиеся контакты формирует сигнал на пуск резервного ГА. При снижении полного тока на каждом из параллельно работающих генераторов до (0,3-÷0,4)I_ном реле КV2 теряет питание и формирует сигнал на остановку резервного ГА. Аналогично работает элемент снижения напряжения. При длительном снижении напряжения до (0,85÷0,90)U_ном или исчезновении его реле КV3 теряет питание и формирует сигнал на остановку работающего и пуск резервного ГА. Сигналы перечисленных выше элементов поступают в систему ДАУДГ.