8.2. Система автоматического регулирования частоты электромашинного преобразователя

В таких системах получивших широкое применение на судах в СЭЭС постоянного тока в качестве приводного двигателя обычно используется двигатель постоянного тока, нагрузкой которого является синхронный генератор - СГ. Значение частоты переменного тока СГ является основным параметром, поэтому конечной целью такой САР является регулирование именно частоты переменного тока через регулирование частоты вращения. Для этого в системе используется два резонансных контура, см. рис.58., настроенных на разные частоты. Причем по отношению к номинальной частоте первый контур имеет резонанс на частоте меньшей номинальной частоты, а второй контур на частоте больше номинальной частоты. Оба контура включены последовательно с полупроводниковым выпрямителем UZ1 и UZ2, и встречно с обмотками управления ОУ1 и ОУ2 магнитного усилителя МУ. Питание МУ обеспечивается от статорной обмотки СГ.

ДПТ содержит две обмотки возбуждения включенных согласно. Так как обмотки ОУ1 и ОУ2 магнитного усилителя включены встречно, то при значении fтек=fном разность намагничивающих сил обмоток управления ОУ1 и ОУ2 будет равна нулю. При увеличении частоты выше номинальной, в первом резонансном контуре и соответственно в ОУ1 ток уменьшится, а во втором контуре Iоу2 увеличится. В результате в магнитном усилителе магнитный поток Фрез=(Фоу1– Фоу2)<0.

Этот сигнал, воздействуя через магнитный усилитель уменьшит магнитный поток двигателя М, в результате этого частота вращения агрегата уменьшится приближаясь к номинальной, и частота переменного тока приблизится к f ном.

При снижении частоты ниже номинальной имеет место обратный процесс. В этом случае Фрез>0.

Достоинством данной схемы является ее простота и высокая надежность работы. Недостатком данной схемы по отношению к полупроводниковой являются массогабаритные показатели магнитного усилителя.

6.22 Классификация распределительных щитов и принципы их построения. Выбор электрических аппаратов и приборов. Условия выбора и проверки.

Кроме назначения, указанного в самом названии, все распределительные устройства (РУ) предназначены для обеспечения надежности работы СЭЭС и безопасности их эксплуатации. Более 80% повреждений, или аварий в электрической части судовой электростанции определяются неправильным действием персонала при оперативных переключениях в схеме. Поэтому, от состава и комплектации РУ, степени их автоматизации существенно зависит надежность и эксплуатационная безопасность. В состав РУ входят: сборные шины, защитная и коммутационная аппаратура, регулирующие и сигнальные устройства, электроизмерительные приборы и другие элементы управления. Все РУ принято классифицировать по:

• назначению

• конструктивному выполнению

• роду тока.

10.2.1. Назначение распределительных устройств

• Главный распределительный щит (ГРЩ).

• Судовой генераторный щит (ГЩ).

• Аварийный распределительный щит (АРЩ).

• Щит питания с берега (ЩПБ).

• Районные судовые распределительные щиты (РРЩ).

• Групповые распределительные щиты (ГрРЩ).

• Щиты отдельных приемников (ЩОП).

• Зарядно-распределительный щит (ЗРЩ).

• Судовые контрольные щиты (КЩ).

• Пульты или посты управления (ПУ).

• Соединительные щиты, ящики или коробки.

Рассмотрим подробнее их состав и особенности исполнения:

Главный распределительный щит является основной частью СЭС и предназначен для соединения источников электроэнергии с судовой силовой электрической сетью. Кроме того, ГРЩ используется для управления режимами работы СЭС для контроля ее параметров. Соединение источников с ГРЩ может быть как непосредственное (через коммутационный аппарат), или через промежуточный генераторный щит. ГРЩ, как правило, выполняется сборным, в виде панелей различного назначения, количество и состав которых определяется его схемой соединений.

На рис.72. представлен общий вид и мнемосхема ГРЩ СЭС содержащей два генераторных агрегата. В средней части ГРЩ расположены 2 панели секции управления (справа и слева от которых находятся две генераторных секции, и по краям ГРЩ установлены две распределительные панели).

В комплектацию генераторной секции входят следующие приборы и устройства:

• Приборы контроля нагрузки генератора, в виде амперметров и ваттметров.

• Приборы контроля напряжения из одного вольтметра с переключателем.

• Приборы контроля частоты.

• Автоматический выключатель, обеспечивающий защиту генератора от внешних к.з. и перегрузок.

• Реле обратной мощности, предназначенное для защиты генератора от перехода в двигательный режим.

• Токовое реле РТД (дифференциальной защиты генератора) от внутренних к.з. в генераторе, и на участке от генератора до выключателя.

• Устройство защиты генератора и его приводного двигателя от перегрузок по мощности.

• Устройство включения резервного генератора УВР, выполняет так же функцию отключения генератора при снижении его нагрузки и понижения напряжения.

• Кнопки, или ключ управления питания серводвигателей, регулятора частоты вращения приводного двигателя.

• Автомат гашения поля возбуждения генератора, при его отключении защитой или вручную под нагрузкой.

• Система возбуждения тока генератора.

Все указанные приборы и устройства получают информацию от измерительных преобразователей.

На секции управления установлены:

• Амперметр передаваемой нагрузки от ГРЩ к АРЩ.

• Вольтметр и частотомер контроля параметров на шинах ГРЩ.

• Устройство синхронизации и ручной синхроноскоп РС для выполнения точной синхронизации генератора (ручной или автоматической).

• Приборы контроля установленные на фидере подключенном к ЩПБ.

• Приборы контроля состояния изоляции (ПКИ, Электрон-1Р и др.).

• Само устройство автоматической точной синхронизации.

• Устройство автоматического распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами: УРМ, БРНГ.

• Дополнительные устройства автоматизации, состав и комплектация которых зависит от типа судна и его степени автоматизации.

• Секционный автоматический выключатель.

• Автоматический выключатель в цепи перемычки ГРЩ и АРЩ.

Состав распределительной секции:

• Здесь установлены приборы контроля нагрузки наиболее мощных и ответственных электроприемников, а так же фидерные автоматические выключатели, обеспечивающие коммутацию и защиту отходящих линий.

• Иногда на крупных судах выделяется отдельная секция питания с берега, на ней устанавливается автоматический выключатель, приборы контроля нагрузки, напряжения и частоты.

• Устройство защиты линий питания с берега от работы на двух фазах. Как правило это устройство типа 30ФН, выполняющая к тому же функцию защиты от снижения напряжения

• Средства контроля изоляции (ПКИ, Электрон).

• Фазоуказатель, используемый для задания правильного порядка чередования фаз заданного на судне. Обычно он имеет собственный переключатель, позволяющий изменять порядок чередования фаз.

Судовой генераторный щит представляет собой электротехническое устройство в виде цельного или сборного щита, предназначенного для передачи электроэнергии от генератора к ГРЩ. Кроме того, наличие генераторного щита позволяет производить местное управление генератора в тех случаях, когда генераторы и ГРЩ расположены в разных судовых помещениях. Иногда к судовому генераторному щиту непосредственно подключаются, минуя ГРЩ отдельные элетроприемники МКО.

Судовой АРЩ. Если ГРЩ и ГЩ является составной частью МКО и расположены в непосредственной близости от источников (то есть в ЦПУ или прямо в МКО), то АРЩ является составной частью аварийной электростанции, расположенной либо на палубе переборок, либо на верхней палубе. АРЩ выполняет те же функции, что и ГРЩ, но предусматривает так же работу и в аварийных режимах. Соответственно к нему применяется особое требование Морского Регистра.

ЩПБ предназначен для подключения судовой электрической сети к береговой сети или какой-либо другой автономной системе. Обычно ЩПБ подключается к ГРЩ через ФПБ с установкой в цепи автоматического выключателя. В самой береговой колонке защита цепей от токов к.з. обычно выполняется предохранителями, но обязательно предусматривается устройство защиты от неполнофазных режимов. Если параметры электроэнергии судовой электростанции и береговой сети различны, то в береговых колонках обычно предусматриваются различные преобразователи и согласующие установки (трансформаторы, выпрямители, инверторы и т.д.).

Районный щит используется для распределения энергии в пределах одного района судна. Разновидностью РРЩ является отсечной щит ОРЩ, предназначенный для распределения энергии в пределах одного района судна. Как правило он является промежуточным, и к нему подключены групповые щиты.

Групповой щит используется для распределения электроэнергии между одноименными приемниками одинакового назначения, например: два двигателя насоса. Различают силовые ГрРЩ и осветительные. Обычно они различаются габаритами, но на осветительный ГрРЩ добавляется буква О.

Судовой щит одноименных приемников обеспечивает электроснабжение мощных отдельных приемников. Обычно на него выносятся приборы и системы управления режимами работы приемника, например: ЩП холодильной установки.

Зарядно-распределительный щит используется для связи аккумуляторной батареи и зарядного устройства с сетью постоянного тока. С него обеспечивается управление режимами заряда аккумуляторной батареи. На многих судах он выполняется просто в виде щита, когда аппаратура управления приемниками постоянного тока не выносится на его панель.

Судовой контрольный щит используется для контроля работы источников и отдельных приемников, связанных единым технологическим циклом, например: щит холодильной установки.

Судовые пульты управления используют для дистанционного контроля параметров установки и управления ее работой. Как правило пульты управления используются для отдельных ответственных приемников находящихся на удалении, например: пульт ЯШУ.

Судовой соединительный ящик – это специальное электротехническое устройство, предназначенное для жесткого соединения электрических цепей без использования электрических аппаратов.