GMA_Microprocess_systems_1

При неудавшейся синхронизации происходит появление аварий-

ной сигнализации «Synchron failure».

Аварийный сигнал об отключении автомата генератора связан с параметром 1Р. Этот параметр задает время выдержки при остановке дизеля, причем 0 ≤ t ≤ 252 с. При t = 0 появления аварийного сигнала и остановки дизеля не происходит.

Аварийный сигнал возникает только в том случае, когда происходит отключение автомата генератора без команды о выключении. Аварийный сигнал и команда на передачу пуска появляются через 1 c. Возникают они в обоих режимах работы: и ручном, и автоматическом.

Аварийную остановку дизеля можно также осуществить с помощью кнопки «Emergency stop». Эта кнопка снабжена специальным колпачком длязащитыотслучайногонажатия.Еенажатиевызываетвключениереле К18 (реле остановки дизеля) и реле К12 (реле выключения автомата).

Сигнал об аварийной остановке сохраняется в памяти на 1 минуту. По истечении этого времени сигнал можно квитировать.

Аварийные сигналы о внешнем коротком замыкании или СО2 связаны с параметрами 8Р и 7Р.

Параметр 8Р определяет вид аварийного сигнала, при котором происходит остановка дизеля. При Z = 0 поступает сигнал о внешнем коротком замыкании, а при Z = 1 – сигнал о СО2.

Параметр 7Р определяет выдержку времени, при этом 0 ≤ t ≤ 10 с. Если t = 0, то аварийный сигнал и остановка не реализуется.

Аварийные сигналы с блока LSG 821 связаны с параметрами 3F, 6F, 7F и 8F.

Параметр 3F определяет возможность остановки дизеля при появлении аварийных сигналов об изменениях параметров судовой электростанции: ƒг ≥ ± 10 %; Uc ≥ ± 10 %; Uг ≥ ± 15 %. Остановка происходит при Z = 1.

Параметр 6F определяет выдержку времени остановки при отклонениях значений частоты генератора ƒг ≥ ± 10 %; при этом 0 ≤ t ≤ 99 с. При t = 0 аварийный сигнал и остановка не реализуются.

Параметр 7F определяет выдержку времени остановки при отклонении значения напряжения сети Uс ≥ ± 10 %; при этом 0 ≤ t ≤ 99 с. При t = 0 аварийный сигнал и остановка не реализуются.

171

Параметр 8F определяет выдержку времени остановки при отклонении значения напряжения генератора: Uг ≥ ± 15 %. При этом 0 ≤ t ≤ 99 с. При t = 0 аварийный сигнал и остановка не реализуются.

Измерение частоты и синхронизация генераторов

Расчет значения частоты сети происходит на основании нескольких мгновенных значений, измеренных за определенный промежуток времени (время цикла программы). Процесс измерения частоты возможен только в том случае, когда значение напряжения составляет более 50 % его номинального значения.

При напряжении, значение которого не превышает 50 % от номинального, измерения частоты не происходит и индикация указывает нулевое значение.

Нарушение процесса измерения частоты сопровождает появление аварийных сигналов. Коды этих сигналов: U03U, U01U.

Синхронизацию генераторов можно осуществлять как в ручном, так и в автоматическом режиме.

В ручном режиме для осуществления синхронизации необходимо нажать кнопку S12 («Gen. Switch On», см. рис. 2.5).

Проведение синхронизации допускается при соблюдении следующих условий:

генераторный автомат отключен; частота вращения дизеля больше частоты вращения, при которой

происходит вспышка;

напряжение генератора находится в пределах 85 ≤ Uг ≤ 115 %; частота генератора находится в пределах 90 ≤ ƒг ≤ 110 %. Максимальное время синхронизации задает параметр 2Р, причем

0 ≤ t ≤ 99 с.

Во время синхронизации происходит согласование частоты подключаемого генератора с частотой сети ƒс. Значение частоты подключаемого генератора становится равным сумме ƒс + 0,15 (Гц).

Подключение генератора к шинам происходит при совпадении по фазе (±15 эл. градусов) и при частоте генератора, имеющей следующее значение:

172

ƒг = (ƒс + 0,15) ± 0,2 (Гц).

При ситуации обесточивания судна («Blackout») значение частоты подключаемого генератора устанавливается равным номинальному значению – 50 Гц.

Регулирование частоты и распределение мощности

Блоки DSG 822 обеспечивают постоянство частоты судовой электростанции, а также пропорциональность распределения активной мощности между генераторами.

При таком способе управления система регулирования каждого агрегата действует при возникновении следующих ситуаций: отклонении значения частоты; изменении разности между заданным и текущим значениями мощности генератора.

Для реализации этого способа управления используется метод мнимостатических характеристик. При этом закон регулирования для генераторов описывают следующие выражения:

n

ƒ+(Р1-α1∑i=1 Pi) = 0;

n

ƒ+(Р2-α2∑i=1 Pi) = 0;

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

n

ƒ+(Рn-αn∑i=1 Pi) = 0,

где Р1, Р2, …, Рn – текущие значения активной мощности каждого генератора; ∑Pi – суммарная активная мощность всех работающих генераторов;

α1, α2, αт – коэффициенты долевого участия каждого генератора в распределении суммарной активной мощности.

Если ввеcти относительные значения мощности Рi, то для расчета величины αi можно получить следующее выражение:

Pi

αi = –––––n , ∑ Pi

i=1

173

n

откуда следует, что ∑ αi =1.

i=1

n

Процесс регулирования заканчивается при ƒ=0 и Pi = αi ∑ Pi , то есть данный способ регулирования обеспечивает постоянствоi=1значения частоты и пропорциональность распределения активной мощности между генераторами.

При помощи параметра 8А задают номинальное значение частоты ƒн:

Z = (ƒн – 45) × 5(Гц).

Параметр Z можно изменять в диапазоне от 1 до 99. При Z = 25 значение ƒн=50Гц.

С помощью параметра 0b можно осуществлять два режима работы микроЭВМ. В одном из них микроЭВМ обеспечивает постоянс-

тво частоты, а во втором – изменение частоты в функции нагрузки.

Параметр 0b имеет два значения: 0 и 1. При Z=0 обеспечивается поддержание постоянства частоты.

При помощи параметра 1b задают максимальный диапазон регулирования частоты: 0,5 ≤ δ ≤ 2,5 Гц.

Параметр 2b определяет желаемый диапазон изменения частоты: 0,05 ≤ Т ≤ 0,5 Гц. Если при проведении регулирования значение частоты попадает в желаемый заданный диапазон, то на следующей ступени частота достигает заданного значения. На этом регулирование прекращается.

Регулирование частоты сопровождается изменением активной мощности каждого генератора.

С помощью параметра 3b задают порог изменения мощности генераторов при регулировании. Заданный порог выражен в процентах от номинального значения мощности: 0,1 ≤ Р ≤ 9,9 %.

Параметр 4b задает возможный диапазон изменения мощности при регулировании: 10 ≤ Р ≤ 30 %.

Эффективность и устойчивость системы регулирования частоты зависит от коэффициента усиления. Этот коэффициент задают при помощи параметра 5b.

174

В системе регулирования, осуществляемого микроЭВМ, воздействие на исполнительный механизм регулятора дизеля осуществляют два реле: К23 («Fast») и К24 («Slow»). Оба эти реле расположены на периферийной соединительной плате РАР 402.

Реле К23, К24 подают питание к контакторам К6, К7. Эти контакторы установлены на генераторной панели (рис. 2.23).

Рис. 2.23. Схема изменения частоты генератора

Работой реле К23 и К24 управляют импульсные сигналы

(рис. 2.24).

Рис. 2.24. Импульсные сигналы, управляющие реле К23 и К24

Параметр 4С задает период следования импульсов tp для реле К23,

К24: 1,5 ≤ tp ≤ 9,9 с.

Длительность импульсов te зависит от отклонений значений час-

тоты и мощности.

Отклонение частоты связано со статизмом статической характеристики ƒ(Р) (рис. 2.25).

175

Рис. 2.25. Статическая характеристика генератора

Статизм S равен отношению разности значений частот к разности значений нагрузки:

При изменении статизма характеристики происходит изменение отклонения значения частоты.

Параметр 6С задает статизм системы:

200 S = ––––.

Z

Значение параметра Z можно менять в диапазоне от 10 до 99, соответственно:

2 ≤ S ≤ 20.

Таким образом, отклонение значения частоты ƒ определяют путем выбора статизма S. Полученное значение ƒ при помощи параметра 0С позволяет найти отклонение мощности. От него длительность импульса te. При этом 0,1Δƒ≤ΔΡ≤9,9Δƒ.

Длительность импульса te в функции отклонения мощности определяет параметр 1С, при этом 0,1Δƒ ≤ tе ≤ 9,9Δƒ. Для каждого дизеля выбирают конкретное значение te.

176

Синхронизация генератора также связана с регулированием его частоты. Длительность импульса при синхронизации зависит от отклонения значения частоты. Параметр 2С задает длительность импульса: 0,4Δƒ≤ te ≤39,6Δƒ. Минимальную длительность этого импульса задает параметр 3С в следующих пределах: 0,1≤ t ≤0,9 с.

При нарушении связи между микроЭВМ распределение активной мощности происходит в соответствии со статическими характеристиками генераторов. Значение частоты зависит от нагрузки.

Изменение частоты и распределение нагрузки можно осущест-

влять с помощью кнопок S11(«Speed higher») и S16 («Speed lower»).

Ручной способ изменения частоты и распределения мощности обладает приоритетом по отношению к автоматическому способу осуществления этих действий.

Защита генератора

МикроЭВМ обеспечивает защиту генератора от ненормальных режимов работы. Это производится при помощи восьми защитных модулей, расположенных в самой микроЭВМ. Также, помимо модулей, защиту генераторов обеспечивают сигналы, поступающие от блока LSG 821.

Подключение восьми модулей определяет параметр 1h. Первый модуль выполняет несколько защитных функций:

подает аварийный сигнал при перегрузке генератора по току без отключения автомата;

защищает генератор от короткого замыкания с отключением автомата;

защищает генератор от обратной мощности с отключением автомата;

защищает генератор от понижения напряжения с отключением автомата;

защищает генератор от повреждения обмотки статора (контролируемое повреждение сопровождается протеканием тока в обмотке статора при отключенном автомате).

Второй модуль защищает генератор от перегрузки по току с отключением автомата.

177

Третий модуль служит для отключения неответственных потребителей при понижении частоты.

Четвертый модуль служит для отключения неответственных потребителей при перегрузке по току.

Пятый модуль защищает генератор от повышения напряжения с отключением автомата.

Шестой модуль служит для подачи сигнала при возникновении несимметричного режима работы.

Седьмой модуль отключает автомат при возникновении несимметричного режима работы.

Восьмой модуль отключает автомат при понижении частоты. При заданном значении параметра 1h=FF для защиты генератора

используются все восемь модулей.

Защита генератора от перегрузки по току связана с параметрами

4h, 5h и 6h.

Параметры 4h, 5h характеризуют собственно подачу аварийного сигнала при перегрузке по току. При помощи параметра 4h задают время выдержки в секундах:

5 ≤ t ≤ 49.

Параметр5hопределяетуставкупотоку,прикоторойпроисходитподача аварийного сигнала: 0,5Iн ≤ I ≤ 1,98Iн. Заданное значение I = 1,06Iн.

С помощью параметра 6h задают время-токовую характеристику защиты генератора при перегрузке по току. Эту время-токовую характеристику можно построить, используя следующую аналитическую зависимость:

Z2

t = ––––––––––––.

100 (I/Iн – 1)2

Для заданного значения Z можно получить время-токовую характеристику t(I), где I – ток генератора.

Защиту генератора от короткого замыкания определяют два параметра: 2h и 3h.

178

При помощи параметра 2h задают время выдержки в миллисекундах:

150 ≤ t ≤ 650.

Параметр 3h определяет ток срабатывания защиты 0,5Iн ≤ I ≤ 6.0Iн. Заданное значение тока: I = 2,4Iн.

При получении сигнала о коротком замыкании микропроцессор дает команду на включение реле К12 и К7.Эти реле установлены на периферийной соединительной плате РАР 402. Реле К12 подает питание в катушку отключающего электромагнита и разрывает цепь включающего электромагнита (рис. 2.26).

Рис. 2.26. Схема передачи сигнала о коротком замыкании

На этом рисунке также изображены: К11 – реле подключения автомата (оно расположено на периферийной соединительной плате РАР 402); контакт автомата – 1S3; 2S4 – кнопка отключения автомата (она расположена на генераторной панели).

После срабатывания реле К7 подключает также обмотку отключающего электромагнита и разрывает цепь обмотки включающего электромагнита автомата. После отключения автомата реле К7 остается под питанием – в отличие от реле К12. Таким образом реле К7 предотвращает включение автомата.

Для снятия этой блокировки необходимо нажать кнопку S18

– «Release» (см. рис. 2.5). После ее нажатия допустимо производить подключение генератора к ГРЩ.

179

Повторное срабатывание защиты генератора от короткого замыкания приводит к блокированию синхронизации других генераторов. Снятие этой блокировки происходит в том случае, если после подключения работавшего генератора не срабатывает его защита от короткого замыкания.

Отключение неответственных потребителей происходит в двух случаях: при перегрузке по току и при понижении частоты. Помимо этих случаев отключение неответственных потребителей может произойти при возникновении определенных аварийных сигналов.

Подсоединение канала отключения неответственных потребителей осуществляют с помощью параметра 9F. Этот параметр имеет два значения: 0 и 1. Отключение неответственных потребителей происходит при Z=1.

При перегрузке по току срабатывание системы связано с параметрами 6d и 7d.

Параметр 6d задает время выдержки отключения неответственных потребителей, в секундах: 0,5 ≤ t ≤ 20.

Параметр 7d определяет значение тока, при котором происходит отключение неответственных потребителей: 0,5Iн ≤ I ≤ 1,98Iн. Заданное значение тока: I = Iн.

При понижении частоты система реагирует на значения парамет-

ров 8d и 9d.

Параметр 8d задает время выдержки отключения неответственных потребителей, в секундах: 0,5 ≤ t ≤ 20.

Параметр 9d определяет соответствующее значение частоты:

0,8 ƒн≤ƒ≤0,95ƒн.

Отключение неответственных потребителей происходит при помощи реле К6, которое расположено на периферийной соединительной плате РАР 402.

Реле К6 подключает реле К100 (реле времени) и реле К1. Реле К1, в свою очередь, отключает часть неответственных потребителей, отключение которых предусмотрено без выдержки времени. В это время реле К100 с выдержкой времени подает питание к реле К3. Реле К3 отключает оставшиеся неответственные потребители, отключение которых должно происходить с выдержкой времени (рис. 2.27).

180