Основные типы систем управления сээс.

Системы управления СЭЭС на морских судах отечественной постройки имеют набор из следующих автоматических унифицированных устройств:

• синхронизации (типов УСГ-1П, УСГ-35);

• распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами (типов УРЧН, УРМ);

• разгрузки генераторов (типов УРГ, УТЗ);

• включения резервного генераторного агрегата (типа УВР);

• переключения питания потребителей (типа УПП);

• контроля изоляции (типов УКИ, ПКИ);

• защиты от обрыва фазы и снижения напряжения при питании с берега (типа ЗОФН);

• звуковой и световой сигнализации (типа УЗС).

На базе указанных функциональных устройств построены системы «Иртыш», «Ижма», «Ижора». В этих системах каждое функциональное устройство выполнено в виде отдельного изделия с индивидуальным блоком питания. Элементной базой функциональных устройств являются транзисторы, диоды, резисторы, магнитные усилители, электромагнитные реле.

Позже стала применяться система управления СЭЭС типа «Ижора-М» с применением микроэлектроники. Эта система предназначена для морских транспортных судов с объемом автоматизации на знак А2 и А1. В состав этой системы входят следующие функциональные блоки автоматизации кассетного исполнения:

• синхронизации генераторов (БСГ);

• распределения активных нагрузок (БРНГ);

• контроля загрузки генераторов (БКЗГ);

• задания резерва (БЗР);

• блокировки пуска мощных потребителей (ББПП);

• контроля параметров генератора (БКПГ);

• контроля изоляции (БКИ).

Современные системы СЭЭС выполнены на базе микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Автоматизированные устройства оценки параметров синхронизации

Любой из способов синхронизации может быть выполнен автоматически, полуавтоматически или вручную. Существующие автоматические синхронизаторы обеспечивают практически безударное включение генераторов на шины методом точной синхронизации. Синхронизация считается возможной, если разность напряжений генератора и сети , разность частот , угол сдвига фаз одноименных векторов фазных напряжений генератора и сети φ10.

В СЭЭС напряжение генераторов поддерживается постоянным при помощи АРН. Поэтому на долю аппаратуры, осуществляющей синхронизацию, остаются процессы подгонки частоты и определение момента выдачи сигнала на включение генераторного автомата.

Этот сигнал необходимо подавать с некоторым опережением по времени относительно момента совпадения фаз, т.к. автомат имеет собственное время срабатывания.

Принцип действия автоматических синхронизаторов.

По принципу действия различают АС с постоянным временем опережения и постоянным углом опережения. В каждом из них для определения момента выдачи импульса на включение генераторного АВ используется напряжение биения U_б= U_с – U_г.

Для получения этого и других напряжений, применяемых в синхронизаторах, используют схему с гипотетическими трансформаторами.

На схеме (рис. 1) трансформаторы TV1 и TV2 включены на напряжения работающего и подключаемого генераторов. Вторичные обмотки подключены одноименными выводами а1 и а2 к первичной обмотке трансформатора TV3. Поэтому на ней образуется напряжение биения U_б с амплитудой, равной двойной амплитуде фазного напряжения. Частота скольжения зависит от частоты сети и генератора.

Рисунок 1- Схема гипотетического трансформатора

Выпрямленное напряжение биения U_{б выпр} получается при помощи диодов VD1 и VD2 в цепи вторичной обмотки w₃.

Напряжение огибающей U_s получено применением фильтрующего конденсатора С1 в цепи вторичной обмотки w₄.

Производная напряжения огибающей U_s = dU_s/dt представляет собой напряжение, полученное при помощи дифференцирующей цепочки R2-C2 в цепи вторичной обмотки w₅.

Суммарное напряжение (U_s + U_s) на резисторе R3 в цепи вторичной обмотки w₆ получено совмещением схем цепей обмоток w₄ и w₅

Применение напряжения (U_s + U_s) позволило создать автоматические синхронизаторы с постоянным временем опережения. В таких синхронизаторах импульс на включение генераторного АВ выдается в точках L, M или N с одним и тем же временем опережения t_on, равным собственному времени срабатывания АВ. Поэтому включение генератора происходит в узлах В", D" или f и будет безударным при любых допустимых значениях частоты скольжения.

Рисунок 2 – График напряжения огибающей автоматического синхронизатора с постоянным углом включения

Автоматические синхронизаторы с постоянным углом включения выдают сигнал на включение генераторного автомата при уменьшении угла сдвига фаз одноименных векторов фазных напряжений до значения φ≤10º. В этих синхронизаторах напряжение огибающей U_s сравнивается с некоторым постоянным напряжением U_s.вкл и при выполнении условия U_s.вкл ≥ U_s выдает сигнал на включение генераторного автомата.