GMA_Microprocess_systems_1

Pmin e = ∑Pni – λSe × ∑Pni, откуда получим:

Pmin e

λSe = 1 – –––––, (2.3)

∑Pni

где λSe – значение коэффициента нагрузки, при котором происходит пуск дизеля.

Конкретное значение λSe зависит от числа и номера работающих генераторов.

Различные значения представляют собой число сочетаний работающих генераторов из общего их количества.

В рассматриваемом случае для трех работающих генераторов можно получить четыре различных значения (и, следовательно, λSe); для двух работающих генераторов – по шесть соответствующих значений, и для одного работающего генератора – по четыре.

Используя уравнение (2.2), получим выражение для коэффициента нагрузки при выборе относительной резервной мощности:

Таким образом, при выборе относительной резервной мощности значение коэффициента нагрузки оказывается не зависимым ни от количества работающих генераторов, ни от номера.

Представляет интерес определение значения коэффициента нагрузки после подключения резервного генератора.

При выборе абсолютной резервной мощности сумма действительных текущих значений мощностей всех генераторов с учетом подключенного равна:

191

где Рe – мощность подключенного генератора;

Pne – номинальная мощность подключенного генератора;

λte – коэффициент нагрузки после подключения резервного генератора.

Из выражения (2.5) получим:

При подключении резервного генератора суммарная мощность судовой электростанции остается неизменной, поэтому справедливо: ∑Pie = λSe (∑Pni + Pne), следовательно:

∑Pni

λte = ––––––––––– × λSe.

∑Pni + Pne

Анализ выражения (2.6) показывает, что для случая трех работающих генераторов и подключения четвертого возможны четыре значения λte. В том случае, когда работают два генератора и происходит подключение третьего, а также при работе одного и подключении второго – существуют двенадцать значений λte.

При выборе относительной резервной мощности, для суммарной мощности судовой электростанции при подключении резервного генератора можно записать следующее выражение:

∑Pie = ∑Pni – ∆Pa = ∑Pni × (1 – Pmin e) = λte (∑Pni + Pne),

так как ∆Pa = Pmin e × ∑Pni. Поэтому:

∑Pni

λte = –––––––––– × (1 – Pmin e). (2.7)

∑Pni + Pne

192

Число значений коэффициента λte определено соотношением ∑Pni / (∑Pni + Pne). Поэтому, в зависимости от комбинации работающих генераторов, при выборе относительной резервной мощности будет существовать такое же число значений коэффициента, так и в случае выбора абсолютной резервной мощности.

При сравнении выражений (2.3) и (2.6), (2.4) и (2.7) соответственно следует, что

∑Pni

λte = –––––––––– × λSe. (2.8)

∑Pni + Pne

В некоторых специальных случаях резервная мощность может принимать отрицательное значение. При этом до включения резервного генератора происходит перегрузка работающих.

Отрицательное значение резервной мощности введено для вторых ступеней полной и активной мощностей (параметры 3Р и 6Р). Значение отрицательной резервной мощности не превышает 10 % от номинальной мощности.

При определении коэффициента нагрузки для абсолютной резервной мощности можно использовать выражение (2.3), учитывая при этом знак величины Рmin e:

Pmin e

λSe = 1 + ––––––.

∑Pni

Для относительной резервной мощности коэффициент нагрузки определяют по выражению (2.4) с учетом знака величины Рmin e. Получается λSe = 1 + Рmin e.

Выбор и пуск резервного дизеля

При наличии критерия пуска (ΔР ≤ Рmin) блок LSG 822 начинает проведение операции по выбору и запуску резервного дизеля. Для того, чтобы пуск дизеля произошел автоматически, дизель должен быть готов к пуску и находиться в автоматическом режиме.

193

Выбор резервного дизеля зависит от установки предварительного выбора, который осуществляют при помощи кнопки «Preselection». В этом случае, когда эта кнопка нажата, происходит выбор соответственно указываемого дизеля, независимо от его номера. Если при проведении предварительного выбора было выбрано несколько дизелей, то для пуска выбирается дизель с низшим номером. Дизель с низшим номером будет выбран и в том случае, когда предварительный выбор отсутствует.

Если пуск резервного дизеля осуществляют вручную, то происходит прекращение автоматического выбора.

После выбора резервного дизеля блок LSG 822 дает команду на его пуск. В некоторых случаях запуск дизеля может не произойти. Например, пуск резервного дизеля не происходит при нажатии на кнопку «No DG Start». Помимо этого, пуск дизеля не происходит автоматически, если нет такого дизеля, который в настоящий момент готов к пуску и переведен в автоматический режим.

Отключение генератора и остановка дизеля

В качестве критерия остановки дизеля также используют значения активной или полной мощности. Резервные мощности, как и в случае проведения пуска дизеля, могут иметь значения: абсолютное или относительное.

Значение резервной мощности задают при помощи параметра 8Р. Следует отметить, что значение резервной мощности при остановке дизеля должно быть больше, чем при его пуске. В противном случае происходило бы постоянное включение и отключение генератора.

Выдержку времени задает параметр 4U. Время выдержки t можно изменять в пределах от 0 до 30 мин. Заданное время выдержки составляет 10 мин. При t=0 остановки дизеля не происходит, но появляется индикация «Diesel underload». Эта индикация продолжает светиться до тех пор, пока не уменьшится резервная мощность.

Протекание процесса остановки дизеля с выдержкой времени зависит от характера изменения резервной мощности. После того, как значение резервной мощности превысит заданное значение, начинается процесс остановки дизеля. Если при этом резервная

194

мощность уменьшается в течение более длительного времени, чем установленное время задержки, то происходит прекращение отсчета заданной выдержки и ее повторная установка на максимальное значение.

При кратковременном уменьшении резервной мощности выдержка времени после прерывания отсчитывается дальше, без прекращения отсчета.

По истечении заданного времени происходит остановка дизеля. Перед остановкой появляется свечение индикатора «DG Stoppage». По окончании времени остановки начинает светиться светодиод «Stop time finished». Затем, при остановке дизеля, появляется свечение индикатора «Stop effected», которое продолжается в течение 5 мин. Этот сигнал можно квитировать.

Абсолютная резервная мощность представляет собой разность между суммой номинальных значений мощностей всех генераторов, работающих после отключения дизеля, и суммой действительных текущих значений их мощности:

где ∑Pni – сумма номинальных значений мощностей генераторов, работающих до отключения;

∑Pi – сумма действительных текущих значений мощностей работавших генераторов;

Pna – номинальная мощность отключаемого генератора;

(∑Pni – Pna) – сумма номинальных значений мощностей генераторов после отключения одного генератора;

Pa– текущее значение резервной мощности.

Происходит сравнение значения резервной мощности Pa c заданным минимальным значением Pmin a. Остановка дизеля происходит при выполнении условия Pa ≥ Pmin a.

Относительная резервная мощность представляет собой отношение величины абсолютной резервной мощности Pa к сумме номинальных значений мощности генераторов после отключения резервного генератора:

195

становится следующее равенство:

∆Pa Pmin a = –––––––––,

∑Pni – Pna

или

∆Pa = Pmin a (∑Pni – Pna).

Это означает, что в случае выбора относительной резервной мощности Pr значение абсолютной резервной мощности, при котором происходит остановка дизеля, зависит от суммы минимальных значений мощностей генераторов после отключения резервного генератора. Часть этой суммы определяет заданное минимальное значение относительной резервной мощности Pmin a.

Поскольку при остановке дизеля ΔPa ≥ Pmin a, из выражения (2.9) следует:

Pmin a = ∑Pni – Pna – λSa ∑Pni ,

откуда получаем следующее выражение:

где λSa – коэффициент нагрузки, при которой происходит остановка дизеля.

196

Конкретное значение λSa зависит от количества и номеров работающих генераторов, а также от номера отключенного генератора.

В случае выбора относительной резервной мощности при остановке дизеля выражение (2.10) принимает следующий вид:

λSa ∑Pni

Pmin a = 1 – ––––––––––,

∑Pni – ∑Pna

тогда

В отличие от ситуации, возникающей при пуске дизеля, в процессе его остановки значения коэффициента λSa (и, следовательно, значения мощности каждого работавшего генератора) зависят и от количества работавших генераторов, и от их номеров.

Мощность судовой электростанции в момент перед отключением резервного генератора равна λSa ∑Pni. После отключения генератора значение мощности судовой электростанции составляет величину λta (∑Pni – Pna). Поэтому справедливо следующее утверждение:

λta (∑Pni – Pna) = λSa ∑Pni .

или

∑Pni

λta = ––––––––– λSa. (2.13)

∑Pni – Pna

При выборе абсолютной резервной мощности, используя выражение (2.11), получим:

Pmin a

λta = 1 – –––––––––. (2.14)

∑Pni – Pna

197

Аналогично ситуации, возникающей при пуске дизеля, при остановке дизеля коэффициент λta может принимать различные значения в зависимости от количества и номеров работавших и отключаемого генераторов.

При выборе относительной резервной мощности, используя выражение (2.12), получим:

Из последнего выражения ясно, что значение коэффициента λta не зависит ни от количества работавших и отключаемого генераторов, ни от их номеров.

Значение коэффициента λt для общего случая можно получить, воспользовавшись выражениями (2.8) и (2.13), следующим образом:

∑Pni

λt = ––––––––– λS.

∑Pni ± Pn

В этой формуле знак «+» в знаменателе дроби соответствует процессу пуска, а знак «-» – процессу остановки дизеля.

Графический способ определения коэффициента нагрузки

Изменениезначенийкоэффициентанагрузкигенераторапроисходит по линейному закону в функции мощности судовой электростанции.

Для судовой электростанции, состоящей из n генераторов, можно построить n графиков – линейных характеристик.

В общем случае для значения коэффициента нагрузки можно записать следующее выражение:

∑Pi

λ = –––––. (2.16)

∑Pni

Из (2.16) видно, что при ∑Pi = ∑Pni , λ = 1.

Рассмотрим сначала процесс подключения генератора. Подключение происходит в том случае, если при выборе абсолютной резервной

198

мощности соблюдено условие ∑Pi = ∑Pni – Pmin e , а при выборе относи-

тельной резервной мощности – условие ∑Pi = ∑Pni – Pmin e ∑Pni . Поэтому очевидно, что значения коэффициента нагрузки λSe, при

которых происходит подключение генератора, будут определены точ-

ками пересечения прямой λ = ∑Pi /∑Pni с прямой ∑Pi = ∑Pni – Pmin e или с прямой ∑Pi = ∑Pni – Pmin e ∑Pni.

Если подставить в выражение (2.16) значения ∑Pi, то получим выражения (2.3) и (2.4).

Рассмотрим теперь, что происходит после подключения генератора. В этой ситуации следует воспользоваться новой линейной

∑Pni + ∑Pne

где Pne – номинальное значение мощности подключенного генератора.

Если подставить в выражение (2.17) значения ∑Pi, то получим выражения (2.6) и (2.7). Следовательно, значения коэффициента нагрузки после подключения генератора λte будут определены точками пересеченияновойлинейнойзависимости(2.17)спрямой∆Pi =∑Pni –Pmine

или с прямой, соответствующей ∆Pi = ∑Pni – Pmin e ∑Pni.

Далее рассмотрим, соответственно, ситуацию перед отключением генератора. Отключение генератора происходит в том случае, если при выборе абсолютной резервной мощности соблюдено условие

∑Pi = ∑Pni – Pna – Pmin a, а при выборе относительной резервной мощности – условие ∑Pi = ∑Pni – Pna – Pmin a(∑Pni – Pna). Напомним, что в выражениях для (∑Pi) величина Pn – это номинальное значение мощ-

ности отключаемого генератора. a

Поэтому значения коэффициента нагрузки λSa, при которых происходит отключение генератора, будут определены точками пересече-

ния прямой λ = ∑Pi /∑Pn с прямой ∑Pi = ∑Pni – Pna – Pmin a или с прямой

∑Pi = ∑Pni – Pna – Pmin a (∑Pni – Pna).

Если подставить в выражение (2.16) значения ∑Pi , то можно получить выражения (2.11) и (2.12).

199

Наконец, рассмотрим ситуацию, возникающую после отключения генератора. После отключения генератора можно записать для новой линейной зависимости:

Если подставить в выражение (2.18) значения ΣРi, то получим выражения (2.14) и (2.15). Следовательно, значения коэффициента нагрузки после отключения генератора λta будут определены точками пересечения новой зависимости (2.18) с прямой ΣРi = ΣРni – Рna – Рmin a

или с прямой ΣРi = ΣРni – Рna – Рmin a(ΣРni – Рna).

Для того, чтобы графически определить значения коэффициента

Точки пересечения прямых (ΣРn – Рmin e) при выборе абсолютной резервной мощности или ΣРni(1 – Рmini e) при выборе относительной резервной мощности, проведенных параллельно оси ординат, с прямыми, соответствующими функциям (2.16), (2.17), определяют значения коэффициентов нагрузки λSe и λte.

Для того, чтобы графически определить значения коэффи-

отложить по оси абсцисс заданное значение абсолютной резервной

мощности Pmin a или Pmin a (∑Pni – Pna) при выборе относительной резервной мощности.

Точки пересечения прямых (∑Pn – Pn – Pmin a) при выборе абсо-

лютной резервной мощности или (∑i Pni –aPna)(1 – Pmin a) при выборе относительной резервной мощности, проведенных параллельно оси

ординат, с прямыми, соответствующими функциям (2.16) и (2.18), определяют значения коэффициентов нагрузки λSa и λta.

200