GMA_Microprocess_systems_1

ного выключателя (длительность программируется – до 400 мс) при условии, что частота генератора больше частоты на шинах (величина программируется от 0,1 до 0,5 Гц). Диапазон измеряемых частот от

40 до 70 Гц.

Контроллер HAS-111DG в отличие от FAS-113DG может быть настроен таким образом, что будет осуществляться надили подсинхронное включение генератора на шины. Выбор того или другого режима осуществляется с помощью выключателя, установленного на входе HAS-111DG. Когда контакт выключателя разомкнут, контроллер будет управлять частотой генератора по отношению к частоте на шинах плюс 50 % установленной положительной уставки. Когда контакт выключателя замкнут, контроллер будет управлять частотой генератора по отношению к частоте на шинах меньше 50 % от установленной отрицательной уставки. Эта особенность HAS-111DG дает возможность синхронизации генератора к валогенератору с постоянной частотой.

Сигнал синхронизации на выключатель генератора передается когда отклонение фазового угла, частоты и напряжений находятся внутри следующих заданных уставок: разница напряжений – в пределах ±2 ... ±12 % от уставки и оба напряжения минимум 60 % от Uн; разница частот лежит в пределах –1… 0 Гц и 0… 1 Гц от уставки и разница частот позволяет формировать импульс на включение генераторного автомата минимально за 100 мс до момента совпадения фаз; разница фазного угла лежит в пределах –2 ... –5° эл. и 5 ... 25° эл. от значений уставки. Длительность сигнала синхронизации может программироваться в пределах от 100 мс до 5 с.

Контроллер CSQ-2 предназначен для полуавтоматической синхронизации, он снабжен встроенным синхроноскопом со светодиодной круговой шкалой.

На светодиодном круге установлено 36 красных светодиодов. В каждый момент времени горит только один светодиод. Он указывает разность фаз напряжений генератора и сети. Зажигание светодиода имитирует положение стрелки обычного стрелочного синхроноскопа. Когда загорается светодиод, находящийся в позиции «12 часов», это означает, что разность фаз равна нулю. В позиции «6 часов» светодиод зажигается, когда разность фаз напряжений равна 180 градусов.

251

Движение позиции зажженных светодиодов указывает, каково отношение частот напряжений генератора и шин.

Если индикация движется по часовой стрелке, это указывает на то, что частота генератора больше частоты сети, если против часовой стрелки – наоборот.

Если разность частот генератора и сети слишком высока (>3 Гц), то циркуляция светодиодов прекращается и загорается светодиод «TOO SLOW» (слишком медленно) или «TOO FAST» (слишком быстро). Эта индикация указывает в какую сторону надо подрегулировать частоту генератора, чтобы синхронизация прошла успешно.

Когда вектор напряжения генератора входит в зону допустимых отклонений разности фаз Δφ, зажигается желтый светодиод (φОК), запускается таймер отсчета времени Td. Если разность фаз к концу времени работы таймера находится в зоне допустимых пределов и разность напряжений допустима, включается выходное реле синхронизатора, т. е. выдается сигнал на включение автомата генератора. Уставка TR длительности включенного состояния реле программируется. На время включения реле горит зеленый светодиод.

Контроллер LSU-113DG распределения нагрузки между параллельно работающими генераторными агрегатами

Для распределения активной нагрузки между параллельно работающими генераторными агрегатами на каждый генераторный агрегат устанавливается контроллер LSU-113DG, предназначенный для работы с механическим регулятором частоты приводного двигателя. Для использования контроллера LSU-113DG с электронным регулятором частоты приводного двигателя необходимо в выходу контроллера подключить электронный потенциометр фирмы DEIF типа EPN-110DN. С помощью контроллера LSU-113DG нагрузка распределяется равномерно (в процентах от активной нагрузки), даже если генераторы разной мощности.

Длительность импульсов TN на регулятор частоты вращения приводного двигателя варьируется от 25 до 500 мс. В зоне пропорциональности Хр (0…±50 % от Рн и 0 ... ±2,5 % Гц по частоте) дли-

252

тельность импульсов TN изменяется пропорционально отношению частота/мощность от требуемого значения. Зона нечувствительности, в которой не формируются управляющие импульсы, составляет: по мощности ±0,5 % Рн; по частоте ±0,1 Гц.

Для сравнения с частотой и мощностью других генераторных агрегатов все контроллеры LSU-113DG объединяются с помощью двух двухпроводных линий связи.

В дополнение к функции распределения активной нагрузки контроллер LSU-113DG выполняет еще и защиту от обратной мощности. Возможно программирование двух уставок: –Р > 5 % Pн, выдержка времени 10 с; –Р > 10 % Pн, выдержка времени 5 с.

Контроллер LSU-113DG может использоваться для отключения автоматического выключателя при разгрузке генератора. Эта функция программируется и сигнал на отключение автоматического выключателя формируется когда при разгрузке генератора мощность падает ниже 5 % Pн.

2.4.2. Микропроцессорные контролеры управления судовыми генераторными агрегатами серии Multi-line 2

Программируемые многофункциональные контроллеры серии Multi-Line 2 выпускаются фирмой DEIF в трех модификациях:

GPU (Generator Protection Unit) – блок защиты генератора;

GPC (Generator Paralleling Controller) – блок обеспечения парал-

лельной работы генераторов;

PPU (Paralleling Protection Unit) – блок защиты и обеспечения па-

раллельной работы генераторов.

Все контроллеры реализованы в виде отдельного компактного блока в унифицированном корпусе (120 × 230 × 165 мм) с выносной панелью управления (115 × 220 × 20 мм), которая устанавливается на лицевой панели главного распределительного щита (ГРЩ).

Контроллеры предназначены для обеспечения работы генераторов в следующих режимах:

одиночная работа; параллельная работа с другими генераторами;

параллельная работа с сетью большой мощности.

253

Контроллеры программируются либо с панели управления, либо путем подключения компьютера (RS232 интерфейс) с использованием специального программного обеспечения (ПО) для Windows. Это ПО позволяет выводить на дисплей компьютера текущие значения параметров генератора, изменять уставки контролируемых параметров и таймеров, обновлять встроенное программное обеспечение блока.

Предусмотрена возможность использования блоков для их совместной работы с контроллерами программируемой логики (ПЛК) серии Uni-Line фирмы DEIF. Для этого могут использоваться как дискретные и аналоговые входы/выходы, так и подключение посредством последовательного интерфейса.

Блок GPU предназначен для выполнения следующих функций: защита генератора: от обратной мощности, от перегрузки по току (два уровня), от перегрузки по мощности (два уровня), от асимметрии напряжений, от разности тока в фазах, генерирования/ потребления

реактивной мощности (потеря возбуждения); защита при неисправностях сети: от перенапряжения (два уров-

ня), от низкого напряжения (два уровня), от превышения/ понижения частоты (по два уровня), защита от броска вектора напряжения, от разноса (∂f/∂t).

Блок GPC выполняет следующие функции:

защита генератора: от обратной мощности, от перегрузки по току (два уровня);

защита при неисправностях сети: от перенапряжения (два уровня), от низкого напряжения (два уровня), от превышения/ понижения частоты (по два уровня), защита от броска вектора напряжения, от разноса (∂f/∂t).

По сравнению с блоком GPU в блоке GPC отсутствуют следующие функции защиты генераторов: от перегрузки по мощности (два уровня), от асимметрии напряжений, от разности тока в фазах, от генерирования/потребления реактивной мощности (потеря возбуждения).

254

Вблоке GPC реализовано четыре режима управления мощностью

ичастотой:

фиксированная частота и напряжение (одиночная работа); фиксированная активная/реактивная мощность (параллельная ра-

бота с сетью большой мощности); распределение активной/реактивной мощности (параллельная

работа генераторов); управляемое уменьшение частоты с увеличением нагрузки (ста-

тизм).

Выбор необходимого режима производится подачей положительного напряжения на соответствующие входы блока, либо посредством последовательного интерфейса.

Блок выполняет программируемое плавное (линейное) снижение/ увеличение мощности на генераторе при отключении/подключении к сети.

Для обеспечения динамической синхронизации с сетью блок выполняет следующие функции:

контроль частоты с программируемой уставкой частоты скольжения;

регулирование напряжения генератора; формирование сигнала на включение автомата генератора с уче-

том задержки на замыкание его контактов, задержка регулируется программно;

подключение генератора к обесточенным шинам.

Блок PPU реализует все функции защиты генератора и сети блока GPU, а также он обеспечивает выполнение режимов работы и функции синхронизации генератора, предусмотренные в блоке GPC.

Для выполнения перечисленных функций каждый из контроллеров (блоков) измеряет и вычисляет следующие параметры:

для генератора: напряжение трех фаз; токи трех фаз;

активную и реактивную мощности; коэффициент мощности; частоту;

255

количество произведенной электроэнергии; для шин:

линейное напряжение; частота.

Особенности функционирования и программирования контроллеров серии Multi-Line 2 рассматриваются на примере блока защиты и параллельной работы генераторов PPU, так как в нем реализованы функции защиты (блок GPU) и управления генераторами (GPC).

После пуска ДГ, с подачей сигнала на вход блока «Start sync./ contr.», PPU начинает процесс синхронизации и приводит частоту вращения ДГ в соответствие с частотой сети, с учетом допустимой разности частот (скольжения), которая задается программно.

С учетом времени срабатывания автомата и частоты скольжения формируется сигнал на включение автомата.

После включения автомата Multi-Line 2 работает в режиме распределения активной и реактивной мощности. Распределение мощности производитсяпропорциональнономинальноймощностигенераторов, работающих параллельно. Если на шины включен только один ДГ, то используется режим фиксированной частоты напряжения сети. Схема подключения PPU для обеспечения параллельной работы генераторов представлена на рис. 2.50.

При нажатии кнопки «Deload», блок перестает контролировать распределение нагрузки и производит разгрузку генератора. При снижении мощности на генераторе ниже 5 % (уставка программируется), формируется сигнал на выключение генераторного автомата.

Всоответствии с типом применяемого регулятора дизеля и автоматического регулятора напряжения (AVR), для управления ими используются либо релейные, либо аналоговые выходы блока PPU (см. рис. 2.51, 2.52).

Блок PPU может использоваться не только для синхронизации и обеспечения параллельной работы ДГ, но и для синхронизации секций шин «А» и «В» главного распределительного щита.

Вэтом случае дополнительно используется блок DEIF типа HAS111DG для синхронизации секций шин между собой. HAS-111DG, контролируя разность частот между секциями шин, осуществляет

256

Рис. 2.50. Подключение PPU для обеспечения синхронизации

и распределения активной/реактивной мощности двух и более генераторных агрегатов

257

Рис. 2.51. Подключение релейного (а)

и аналогового (б) регуляторов напряжений генератора к PPU

Рис. 2.52. Подключение механического (а)

и электронного (б) регуляторов частоты вращения дизеля к PPU

управление частотой вращения генераторов на стороне «А» посредством блока Multi-Line 2. Схема подключения блоков PPU для этого случая представлена на рис. 2.53.

Аналоговый сигнал с выхода блока HAS-111DG имеет диапазон (–5 … 0 … 5) В. При равенстве частот на синхронизируемых секциях

258

Рис. 2.53. Схема подключения блоков PPU и HAS-111 DG для синхронизации секций шин главного распределительного щита

259

шин аналоговый сигнал равен нулю, –5 В – при отставании частоты на 2,5 Гц, 5 В – при опережении частоты на 2,5 Гц.

Необходимо отметить, что соответствующие выходы HAS-111DG и входы Multi-Line 2 включены «крест на крест» таким образом что, если на выходе блока HAS-111DG формируется сигнал уменьшения частоты (отрицательное напряжение), то на входе блока Multi-Line 2 должен быть сигнал увеличения частоты вращения ДГ (положительное напряжение).

Для выполнения синхронизации секций шины блоки PPU на стороне «А» должны быть установлены в режим задания частоты от внешнего устройства. Это достигается подачей напряжения +24 В на вход 50 этих блоков. Диапазон входного сигнала (–10 … 0 … 10) В DC соответствует изменению частоты в пределах fн ± 5 Гц.

Реле С1 (рис. 2.53) используется для запуска процесса синхронизации и находится под питанием до срабатывания секционного автомата, вспомогательными контактами которого размыкается его цепь питания.

Два других вспомогательных контакта секционного автомата используются для замыкания/размыкания цепей распределения активной и реактивной мощности между секциями «А» и «В» шин ГРЩ.

Контроллер PPU может также использоваться для управления валогенератором с винтом фиксированного шага. Поскольку частота вращения приводного двигателя не регулируется, то допустимое время параллельной работы ВГ и ДГ определяется одной минутой, в течение которой выполняется перевод нагрузки на валогенератор и обратно без бросков тока.

Для перевода нагрузки с ДГ на валогенератор и наоборот используется сигнал с аналогового выхода (66, 67) блока управления ВГ. Этот сигнал поступает на входы (40, 41) задания частоты блоков управления ДГ. Для согласования выходного токового и входных потенциальных сигналов используется сопротивление 500 Ом, включенное параллельно выходу блока управления. Схема включения контроллеров PPU для организации параллельной работы ВГ и дизель-генера- торов представлена на рис. 2.54.

260