ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ МИНИСТЕРСТВА

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дальневосточный государственный технический

рыбохозяйственный университет

И.Д. М о л о ч к о в а

АВТОМАТИЗАЦИЯ СУДОВОЙ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методичес-

ким центром в качестве учебного пособия для студентов специальностей 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики», 140608 «Электрооборудование и автоматика судов».

Владивосток

2006

УДК 629.12-83-56

ББК 39.445

М 759

Рецензенты:

кафедра электрооборудование и автоматики транспорта ДВГТУ, заведующий кафедрой д-р техн. наук, проф. В.А. Д о с т а в а л о в;

заведующий кафедрой электрооборудования судов МГУ

им. адм. Г.И. Невельского, д-р техн. наук, проф. В.Ф. В е р е в к и н

М о л о ч к о в а И. Д.

М 759 Автоматизация судовой электростанции:

Уч. пос. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. 84 с.

ISBN 5-88871-357-0

Рассматриваются системы и узлы автоматизации судовых электроэнергетических установок: устройства для поддержания параметров электроэнергии в соответствии с требованиями Морского Регистра, средства автоматики распределения активных и реактивных мощностей между генераторами, унифицированные функциональные автоматические устройства судовой электростанции.

Предназначено для студентов специальностей 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики», 140608 «Электрооборудование и автоматика судов».

УДК 629. 12-83-56

ББК 39.445

© Молочкова И.Д., 2006

© Дальневосточный государственный

технический рыбохозяйственный

ISBN 5-88871-357-0 университет, 2006

Bbедение

Судовая электроэнергетическая система на современных судах, включаю­щая в себя механизмы выработки, распределения и потребления электроэнергии, представляет собой сложный энергоемкий комплекс с высо­кой степенью автоматизации. Для обслуживания и эксплуатации такой сис­темы требуются специалисты высокой квалификации с глубокими знаниями основ электротехники, электроники и автоматики.

Недостаточное количество учебной и справочной литературы затрудня­ет процесс изучения дисциплины. Объемные сложные схемы при изложении материала требуют много времени для их копирования курсантами с доски и плакатов, поэтому возникла необходимость в издании данного учебного посо­бия.

Изложенный материал подобран в соответствии с учебной программой по дисциплине «Судовые автоматизированные электроэнергетические систе­мы» для специальностей 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств авто­матики» и 140608 «Электрооборудование и автоматика судов».

Пособие имеет целью обобщить накопленный авто­ром материал, включая судовую документацию, освободить лекционное время от зарисовки схем, использовать его для активного творческого и де­тального изучения данной дисциплины.

При самостоятельном изучении материала автор рекомендует следую­щую последовательность:

- определение функциональной задачи устройства;

- определение принципа построения автоматизированной системы;

- изучение элементной базы;

- определение режимов работы схемы;

- прочтение прохождения сигналов с входа на выход схемы в каж-

дом режиме.

1. Автоматический регулятор напряжения

1. Автоматический регулятор напряжения типа мсс

Система самовозбуждения основана на принципе фазового компаунди­рования с электромагнитным сложением сигналов. Система обеспечивает точность поддержания напряжения генератора при установившемся тепловом состоянии в пределах  2,5 % номинального значения при изменении тока статора от 0 до 100 % и коэффициенте мощности от 0,7 до 0,95. Отклонение частоты вращения генератора может составлять при этом 2 % номинального значения. Время первого достижения установившегося значения напряжения генератора при прямом пуске короткозамкнутого двигателя на холостом ходу мощностью 30 % от мощности генератора не превышает 0,8 с.

В

Рис.1.1. Автоматический регулятор напряжения генератора типа МСС

основу работы данного регулятора (рис. 1.1) положен принцип разомкнутой системы регулирования САР (по возмущению). Ток возбуждения генератора зависит от основных возмущающих факторов – тока нагрузки генератора и коэффициента мощности. Эту зависимость обеспечивает трансформатор фа­зового компаундирования (ТФК).

Трансформатор фазового компаундирования имеет две первичные обмотки – токовую (последовательную) L_TA и напряжения (параллельную) L_TV – и одну вторичную (обмотку обратной связи) L2. Трехфазная то­ковая обмотка L_TA ТФК включается последовательно с нагрузкой генератора. Трехфазная обмотка напряжения L_TV включается между линейными про­водами на выходе генератора. Вторичная обмотка L2 подключается че­рез блок силовых выпрямителей VD1…VD6 к обмотке возбуждения генера­тора LG и к рабочим обмоткам дросселя отбора L_P.

Обмотка управления L_У через выпрямитель VD7…VD10 подсоединена к отпайкам обмотки напряжения L_TV ТФК. При изменении тока в обмотке управления L_У дросселя отбора L_O c помощью резисторов R1 или R2 или по­тенциометра R4 изменяется магнитная проницаемость сердечника L_O, что приводит к изменению индуктивного сопротивления рабочих обмоток дрос­селя. Распределение токов между параллельно включенными приемниками: обмоткой возбуждения генератора и рабочими обмотками дросселя, будет за­висеть от их сопротивления, т.е. от величины сопротивления резисторов R1 и R2 и положения потенциометра R3. Таким образом, с помощью резисторов R1 и R2 можно изменять уставку напряжения на выводах генератора. Потен­циометр R4 подключен на вторичную обмотку трансформатора тока в блоке параллельной работы БПР. Первичная обмотка этого трансформатора нахо­дится под током нагрузки генератора. Сигнал, снимаемый с потенциометра и зависимый от тока нагрузки, будет влиять на величину тока управления в дросселе, следовательно, на индуктивное сопротивление рабочей обмотки дросселя и в результате на ток возбуждения генератора. При этом чем больше будет сигнал, снимаемый с потенциометра, тем мягче будет характери­стика.

Таким образом, положение потенциометра R4 будет влиять на статизм характеристики регулятора. Необходимость изменения которого возникает при параллельной работе генераторов. Параллель­но работающие генераторы должны иметь одинаковую уставку и одинаковый статизм характеристик регуляторов. Если эти условия соблюдаться не будут, генераторы будут нагружаться неравномерно: генератор с более жесткой ха­рактеристикой будет больше нагружаться. Неравномерная нагрузка не позволит получить номинальную мощность от генератора с более мягкой характеристикой. При автономной работе генератора выставляется са­мая жесткая характеристика. Для этого закорачивается вторичная обмотка трансформатора тока в БПР специальной перемычкой, и сигнал с потенцио­метра R4 не снимается.

Статизм характеристики регулятора под воздействием внешних факто­ров может измениться, что повлечет за собой неравномерную нагрузку при параллельной работе. Чтобы этого избежать, в регуляторе предусмотрено ав­томатическое распределение реактивных нагрузок с помощью уравнительных соединений между параллельно работающими генераторами в цепи постоян­ного тока. Обмотки возбуждения генераторов соединены параллельно через блок-контакты автоматов этих генераторов. Если мощность генераторов раз­лична, обмотки возбуждения соединяются через уравнительный резистор, ко­торый включен в цепь возбуждения генератора меньшей мощности. Автома­тическое распределение реактивных нагрузок при параллельной работе гене­раторов МСС с генераторами МСК и ГСС обеспечивается с помощью допол­нительного устройства.

Для обеспечения безотказного начального возбуждения генератора на валу ротора установлен однофазный генератор начального подмагничивания G _Н.П. с постоянными магнитами, включенный через селеновые выпрямители VD11…VD14 на обмотку возбуждения СГ. Мощность генератора начального подмагничивания порядка 80 ВА. После окончания процесса самовозбужде­ния, когда напряжение на выходе СГ приблизится к номинальному, вы­прямители VD11…VD14 закроются напряжением, снимаемым с ТФК, и энер­гия с генератора начального подмагничивания на обмотку возбуждения СГ поступать не будет.

Для гашения поля генератора в экстремальных ситуациях ( при коротком замыкании внутри генератора или на выходе генератора до ав­томата) установлен рубильник гашения поля К_Г.П..

Элемент схемы, который обеспечивает нужную зависимость между то­ком возбуждения и коэффициентом мощности генератора, называется компа­ундирующим КЭ. В качестве такого элемента в данной системе служит маг­нитный шунт, магнитный шунт прикладывается к сердечнику ТФК через изо­ляционные прокладки. Количество этих прокладок влияет на уставку генера­тора. Чем больше прокладок, тем выше будет уставка по напряжению у генератора.