Раздел III Разработка схемы устройств автоматизации судовой электрической станции.

3.1 Выбор устройств автоматизации проектируемой электрической станции.

Автоматизация значительно повышает качество электроэнергии и надежность электроснабжения потребителей, обеспечивает устойчивость параллельной работы генераторов и сокращает количество обслуживающего персонала.

Автоматизация судовых электрических станций осуществляется в настоящее время с использованием следующих устройств обеспечивающих:

- автоматическое регулирование напряжение СГ,

- автоматическое распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами,

- автоматическое регулирование частоты,

- автоматическое распределение активной нагрузки между параллельно работающими генераторами,

- автоматическую синхронизацию включаемых на параллельную работу генераторов,

- автоматическое включение резервного генератора при достижении предельной нагрузки работающим генераторам, а также остановку при уменьшении нагрузки,

- защиту от обрыва фазы или снижения напряжения при питании с берега,

- автоматический контроль сопротивления изоляции,

- сигнализацию и контроль за работой судовой электростанцией.

Система автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов серии МСК.

Основные данные системы.

Система выполнена по принципу компаундирования с электромагнитным сложением сигналов.

Система обеспечивает поддержание напряжения генераторов с отклонением ±1,0% при изменении нагрузки от 0 до 100% номинальной, коэффициента мощности от 0,6 до 1,0, частоты вращения ±2,0 и при любом тепловом состоянии.

Реостат установки обеспечивает изменение напряжения в пределах 0,95-1,05 номинального всего диапазона нагрузки от холостого хода до номинальной.

Принципиальная схема системы и ее элементы.

Основными элементами системы являются синхронный генератор СГ, трансформтор фазового компаундирования с магнитным шунтом ТКШ, блок сплавных выпрямителей ВС, блок дросселей отсоса ДО, блок конденсаторов С1, блок корректора напряжения БКН, трансформатор тока ТТ, аппарат гашения пола АГП.

По одну сторону магнитного шунта трансформатора ТКШ расположены обмотки напряжения ОН и питания корректора напряжения ОК. По другую – обмотка питания отсасывающих дросселей и конденсаторов ОДО.

Вверху расположена вторичная обмотка, от которой питаются силовые выпрямители ОСВ. В крайних фазах, поверх вторичной обмотки, расположена токовая обмотка ОТ.

Работа системы.

Начальное возбуждение осуществляется от остаточного напряжения. Надежность самовозбуждения обеспечивается включением конденсаторов С1.

Токовые обмотки ОТ компаундирующего трансформатора ТКШ включены последовательное, с обмотками статора генератора. Обмотки напряжения ОН соединены в звезду и подключены параллельно силовым обмоткам генератора и питаются через полупроводниковый выпрямитель от вторичных обмоток ОСВ ТКШ, соединенных в звезду.

Обмотки питания корректора напряжения ОК подключены к корректору напряжения, обмотка питания отсасывающих дроселей ОДО подключена к дросселям.

Работа генератора при холостом ходе обеспечивается током I_ан, трансформируемым во вторичной обмотке ОСВ обмоткой напряжения ОН.

Регулирование тока возбуждения генератора осуществляется с помощью фазовой схемы компаундирования корректором напряжения.

Трансформатор с магнитным шунтом, представляет собой совокупность элементов схемы фазового компаундирования. Потокосцепление обмотки ОСВ определяется суммарной магнитодвижущей силой (М.Д.С.), создаваемой всеми обмотками трансформатора ТКЩ. При этом МДС обмоток ОН и ОТ суммируется под углом близким к 90⁰, при активной нагрузке (вследствие наличия в магнитопроводе ТФК магнитного шунта) и являются намагничивающими.

Магнитодвижущая сила обмоток питания силовых выпрямителей ОСВ и обмотки питания отсасывающих дросселей ОДО и конденсаторов также складываются геометрически и являются размагничивающими, МДС обмотки ОТ совпадают на фазе с током нагрузки и изменяется пропорционально значению последнего.

Сочетание фаз питания обмоток напряжения и тока подобрано таким образом, чтобы при прочих равных условиях ток обмотки возбуждения генератора увеличивается при уменьшении коэффициента мощности или уменьшается при увеличении его.

Требуемая точность поддержания напряжения ±1% обеспечивается совместной работой схемы фазового компаундирования и корректора напряжения, воздействующего на управление дросселем отсоса.

Изменение тока управления отсасывающего дросселя приводит к изменению размагничивающей МДС обмотки ОДО, а следовательно, их изменению потокосцепления обмотки, ОСВ, к изменению тока возбуждения и к восстановлению напряжения генератора.