GMA_Microprocess_systems_1

На рис. 2.30-2.32 показаны графические зависимости коэффициента нагрузки при выборе абсолютной резервной мощности для судовой электростанции, состоящей из четырех генераторов одинаковой мощности.

Изображенные на рис. 2.30 стрелки, направленные слева направо и сверху вниз, соответствуют процессам подключения резервных генераторов. Стрелки, направленные справа налево и снизу вверх, соответствуют процессам отключения резервных генераторов.

Эти графические зависимости построены для значений Pmin e =

= 0,2 и Pmin a = 0,4. Из графиков видно, что разность (Pmin a – Pmin e) представляет собой гистерезис характеристик подключения и отключения

резервных генераторов.

Используя результаты построения, можно определить значения коэффициентовнагрузкиприподключениигенераторов.Приподключении второго генератора значения коэффициентов нагрузки таковы: λSe = 0,8; λte = 0,4. При подключении третьего генератора λSe = 0,9; λte = 0,6; при подключении четвертого λSe = 0,933; λte = 0,7.

Определим по рисунку и значения коэффициентов нагрузки при отключении генераторов. При отключении четвертого генератора

Рис. 2.30. Графики зависимости коэффициента нагрузки (для варианта четырех генераторов одинаковой мощности)

201

Рис. 2.31. Графики зависимости коэффициента нагрузки (для варианта двух пар генераторов)

λSa = 0,65; λta = 0,86. При отключении третьего генератора λSa = 0,53; λta = 0,80; при отключении второго λSa = 0,30; λta = 0,60.

На рис. 2.31 показаны графические зависимости значений коэффициента нагрузки для судовой электростанции, состоящей из двух пар генераторов. Генераторы каждой пары имеют равную мощность,

и Pn1 = Pn4 = 0,8, а Pn2 = Pn3 = 1,0.

ЭтиграфическиезависимостипостроеныдлятехжезначенийPmina и Pmin e, что и в ситуации, рассмотренной выше. Последовательность подключения резервных генераторов такова: 1-2-4-3. Отключение генераторов происходит в обратной последовательности: 3-4-2-1-.

При помощи рисунка определим значения коэффициентов нагрузки при подключении генераторов. При подключении второго генератора значения коэффициентов нагрузки таковы: λSe = 0,75; λte = 0,33. При подключении четвертого генератора λSe = 0,89; λte = 0,615; при подключении третьего λSe = 0,923; λte = 0,667.

Определим по рисунку и значения коэффициентов нагрузки при отключении генераторов. При отключении третьего генератора ко-

202

эффициенты нагрузки равны: λSa = 0,61; λta = 0,846. При отключении четвертого генератора λSa = 0,538; λta = 0,772; при отключении второго

λSa = 0,222; λta = 0,500.

Для сравнения приведены графические зависимости значений коэффициентов нагрузки для другой комбинации подключения и отключения резервных генераторов: 2-3-1-4 (см. рис. 2.32).

Рис. 2.32. Графики зависимости коэффициента нагрузки (комбинация подключения 2–3–1–4)

По рисунку определим значения коэффициентов нагрузки при подключении генераторов в указанной последовательности. При подключении третьего генератора значения коэффициентов нагрузки: λSe = 0,80; λte = 0,40. При подключении первого генератора λSe = 0,90; λte = 0,642; четвертого λSe = 0,928; λte = 0,722.

Определим и значения коэффициентов нагрузки при отключении генераторов(котороепроизойдетвобратнойпоследовательности).При отключении четвертого генератора значения коэффициентов нагрузки: λSa = 0,667; λta = 0,857. При отключении первого генератора λSa = 0,571; λta = 0,800; при отключении третьего λSa = 0,300; λta = 0,600.

203

генераторов λSe и λte будут определять точки пересечения прямых ∑Pni (1 – Pmin e ), проведенным параллельно оси ординат, с прямыми, соответствующими зависимостям (2.16) и (2.17) (см. рис. 2.33-2.35).

Рис. 2.33. Графики зависимости коэффициента нагрузки для четырех генераторов одинаковой мощности

Приопределениизначенийкоэффициентовнагрузкиприотключении резервных генераторов также можно использовать графический

точками пересечения прямых (∑Pni – Pna)(1 – Pmin a ), проведенных параллельно оси ординат, с прямыми, соответствующими зависимостям

(2.16) и (2.18) (см. рис. 2.33-2.35).

204

Рис. 2.34. Графики зависимости коэффициента нагрузки (комбинация подключения генераторов 1–2–4–3)

Рис. 2.35. Графики зависимости коэффициента нагрузки (комбинация подключения генераторов 2–3–1–4

205

На рис. 2.33 – 2.35 показаны графические зависимости значений коэффициента нагрузки при выборе относительной резервной мощности для судовой электростанции, состоящей из генераторов одинаковой мощности.

Как следует из рисунка, значение коэффициента нагрузки при подключении резервного генератора λSe не зависит от числа работающих генераторов и λSe = 1 – Pmin e = 0,8. Однако значения коэффициента нагрузки λte зависят от числа работающих генераторов. При подключении второго генератора λte = 0,4, при подключении третьего λte = 0,533, и при подключении четвертого λte = 0,6.

При отключении резервных генераторов происходит следующее. Значения коэффициента нагрузки после отключения генераторов λSa зависят от числа работавших генераторов. При отключении четвертого генератораλSa =0,45,приотключениитретьегоλSa =0,4,иприотключении второго λSa = 0,30. Значение же коэффициента нагрузки λta не зависит от числа работавших генераторов и составляет: λta = 1 – Pmin a = 0,6.

Нарис.2.34приведенаграфическаязависимостьзначенийкоэффициента нагрузки для судовой электростанции, состоящей из двух пар генераторов. В каждой паре генераторы имеют равную мощность.

На этом рисунке представлена зависимость значений коэффициента нагрузки для последовательного подключения генераторов в комбинации 1-2-4-3. Отключение генераторов происходит в обратной последовательности.

Как видно из рисунка, значение коэффициента нагрузки при подключении генератора λSe не зависит ни от числа работающих генераторов, ни от номеров; λSe = 1 – Pmin e = 0,8. При этом значение коэффициента нагрузки λte зависит от номера генератора. При подключении второго генератора λte = 0,355, при подключении четвертого генератора λte = 0,554, при подключении третьего λte = 0,577.

При отключении генераторов значения коэффициента λSa зависят от номеров работавших генераторов. При отключении третьего генератора λte = 0,433, при отключении четвертого генератора λte = 0,407 и при отключении второго λte = 0,267. Значение коэффициента нагрузки λta также не зависит ни от числа работавших генераторов, ни от их номеров, и составляет: λta = 1 – Pmin a = 0,6.

206

На рис. 2.35 представлена зависимость значений коэффициента нагрузки для другой последовательности подключения генераторов: 2-3-1-4. Отключение генераторов в данном случае происходит в обратном порядке.

В этом случае, так же как и в рассмотренном выше, значение коэффициента нагрузки при подключении генераторов λSe не зависит ни от числа работающих генераторов, ни от их номеров; λSe = 1 – Pmin e = 0,8. Значение коэффициента нагрузки λte зависит от номера генератора. При подключении третьего генератора λte = 0,4, при подключении первого генератора λte = 0,571, при подключении четвертого λte = 0,622.

При отключении генераторов в указанной последовательности значения коэффициента λSa зависят от номеров генератора. При отключении четвертого генератора λSa = 0,467, при отключении первого генератора λSa = 0,428 и при отключении третьего λSa = 0,300. Значение коэффициента нагрузки λta так же, как и в ситуации, рассмотренной выше, не зависит ни от числа работавших генераторов, ни от их номе-

ров, и составляет: λta = 1 – Pmin a = 0,6.

Для того, чтобы определить мощность генератора, необходимо умножить значения коэффициентов нагрузки λS или λt , полученные аналитическим или графо-аналитическим способом, на относительное значение мощности соответствующего генератора.

Выбор и остановка отключаемого агрегата

Блок LSG 822 начинает проведение операции по выбору и остановке отключаемого агрегата при условии соответствия критерию остановки: Ρ ≥ Ρmin. Для того, чтобы процесс отключения и остановки произошел, агрегат должен находиться в автоматическом режиме.

Сначала блок LSG 822 осуществляет выбор. Если присутствуют несколько агрегатов, то блок LSG 822 выбирает тот, который имеет высший номер. Агрегаты, не состоявшие в последовательности для пуска, не могут быть включены и в последовательность остановки.

После выбора агрегата блок LSG 822 подает команду на его остановку.

В некоторых случаях остановка агрегата не происходит. Случаи эти таковы:

207

была нажата кнопка «No DG Stop»;

нет ни одного агрегата, который находился бы в автоматическом режиме;

время выдержки остановки (t), определяемое параметром 4U, равно нулю (как было указано выше);

был осуществлен выбор или происходит работа мощного электропривода (подруливающего устройства).

Во всех этих случаях начинает светиться индикатор «Diesel underload».

Маневренная операция

При нажатии на кнопку «Manoeuvre operation» блок LSG 822 ими-

тирует искусственную нагрузку. Величина этой нагрузки равна мощности одного генератора. То есть к фактической нагрузке блок LSG 822 прибавляет искусственную. Значение получаемой суммарной нагрузки может оказаться больше значения мощности работающих генераторов. Это приводит к запуску резервного дизеля. После подключения резервного генератора реальная мощность каждого генератора будет иметь значение меньше рассчитанного.

Такой режим работы используют при прохождении судном узкостей и проведении швартовных операций. Удобен этот режим тем, что, в случае выхода из строя одного из агрегатов, все остальные будут работать без перегрузки, обеспечивая тем самым надежную работу электростанции.

Ниже приведены методики расчета коэффициентов нагрузки двух видов резервной мощности: абсолютной и относительной.

Абсолютная резервная мощность. Величина искусственной нагрузки электростанции составляет ΣΡi+PrV , где ΣΡi – реальная мощность работающих генераторов, PrV – искусственно вводимая нагрузка в режиме маневренных операций. Включение резервного генератора произойдет при выполнении условия:

∑Pni – Pmin e = ∑Pi + PrV ,

где ∑Pni – сумма номинальных мощностей работающих генераторов.

208

Это выражение можно представить в следующем виде:

∑Pni – Pmin e – PrV = λS ∑Pni ,

откуда следует

∑Pni – PrV – Pmin e

λS = ––––––––––––––––.

∑Pni

Полученное выражение отличается от выражения (2.3) тем, что в нем присутствует значение мощности искусственной нагрузки PrV . Если задать значение PrV = 1, то получим следующее выражение:

Для генераторов равной мощности (в зависимости от того, сколько работает генераторов – один, два или три) при условии Pmin e = 0,2, получим соответственно следующие численные значения коэффици-

ента нагрузки: λS1 = –0,2, λS2 = 0,4, λS3 = 0,6.

Отрицательное значение для λS1 объяснимо тем, что в режиме маневренной операции происходит искусственная перегрузка генератора.

Для определения коэффициента нагрузки в случае электростанции, состоящей из двух пар генераторов (причем в каждой паре генераторы имеют одинаковую мощность), можно использовать то же выражение (2.19). В этом случае численные значения λS зависят как от числа работающих генераторов, так и от их номеров.

Относительная резервная мощность. С учетом искусственной нагрузки величина абсолютной резервной мощности равна: ∆Pa = ∑Pn – ∑Pi – PrV. Поэтому величину относительной резервной мощностиiбудет определять выражение:

209

Принимая во внимание выражение для коэффициента нагрузки и предложив, что Ρr = Pmin, получим следующее выражение:

∑Pni – λS ∑Pni – PrV

Pmin = –––––––––––––––––,

∑Pni

откуда следует, что

PrV

λS = (1 – Pmin) – ––––.

∑Pni

Полученное выражение отличается от выражения (2.4) тем, что в нем присутствует слагаемое (PrV / Pni ), которое характеризует искусственную нагрузку. Появление этого дополнительного слагаемого приводит к тому, что включение резервного генератора происходит при меньшем значении нагрузки.

По-прежнему считая, что PrV = 1, получим окончательное выражение для коэффициента нагрузки:

1

λS = 1 – Pmin – ––––. (2.20)

∑Pni

В том случае, когда электростанция состоит из генераторов равной мощности (в зависимости от того, сколько генераторов работает – один, два или три), получим соответственно следующие численные значения коэффициента нагрузки: λS1 = – 0,2; λS2 = 0,3; λS3 = 0,667.

Контроль включения мощных потребителей

МикроЭВМ контролирует процесс включения мощных потребителей с целью предотвращения их произвольного пуска.

Посредством шести каналов микроЭВМ может обеспечить контроль за шестью потребителями. Два первых канала предусмотрены для потребителей с переменной нагрузкой.

210