GMA_Microprocess_systems_1

Рис. 2.54. Схема организации параллельной работы валогенератора

с дизель-генераторами с использованием контроллеров Multi-Line типа PPU

261

При нажатии кнопки «Sync. SG» срабатывает реле С1 и остается в этом состоянии до включения автоматического выключателя валогенератора. Контактами С1 замыкаются следующие цепи:

«Start sync./contr.» (вход 25) блока управления валогенератора; аналоговыйвыходуправлениярегуляторомвалогенератора(выход

66–«+»,67–общий)подключаетсяквходузаданиячастоты/мощности блока ДГ (вход 40 – «+», 41 – общий), соединение делается «крест на крест» для инвертирования управляющего сигнала;

цепь задания частоты/мощности ДГ от внешнего источника

(вход 50).

Посколькунавходы48и49подаетсяположительноенапряжение,то ДГ работает в режиме распределения нагрузки, необходимым для этого условием является активизация входа «Start sync./contr.» блока ДГ.

После срабатывания автомата ВГ снимается питание с реле С1, что вызывает исчезновение положительного напряжения с входа 49 блока ДГ, в результате чего ДГ переводится в режим фиксированной (постоянства) мощности.

При нажатии кнопки «Deload SG» срабатывает реле С2, и остается в этом положении до момента выключения автомата ВГ. Контактами С2 активируются следующие цепи:

«Start sync./contr.» (вход 25) и «Deload» (вход 43);

аналоговый выход управления регулятором ВГ подключается к входу задания частоты/мощности ДГ, подключение осуществляется «крест на крест» для инвертирования управляющего сигнала;

цепь задания частоты/мощности ДГ от внешнего устройства

(вход 50).

В этом случае ДГ работают в режиме фиксированной мощности (+ 24 В на входе 48), которая задается блоком ВГ, вход блоков ДГ «Start sync./contr.» должен быть активирован.

Выключение автомата ВГ приводит к снятию напряжения с реле С2 и появлению сигнала +24 В на клеммах 49 блоков ДГ. В результате ДГ переводится в режим распределения нагрузки.

Для того, чтобы избежать повторной синхронизации ВГ с шинами, размыкается цепь подачи напряжения на клемму 25 «Start sync./contr.».

262

При нажатии кнопки «Deload DG’S» срабатывает реле С3. Это приводит к началу процесса разгрузки ДГ. ДГ переводится в режим фиксированной мощности.

Повторная синхронизация отключенного генератора невозможна до тех пор, пока на вход блока 43 («Deload») подается положительное напряжение. Для того, чтобы избежать повторной синхронизации отключенного генератора после снятия напряжения с входа «Deload», необходимо также снять напряжение с входа 25 «Start sync./contr.».

Организация параллельной работы ДГ с сетью большой мощности (питание с берега) очень похожа на работу с ВГ, так как в этом случае также невозможно управлять частотой и напряжением сети.

При работе с сетью большой мощности необходимо использовать управление генератором по напряжению (управление АРН), иначе невозможно осуществлять распределение реактивной мощности ДГ, что может привести к его перегрузке по току.

Для управления напряжением и частотой ДГ используются анало- говыесигналы,формируемыеблокомMulti-Line2,управляющимавто- матом питания с берега (рис. 2.55). Выход 67 блока управления сетью подключается ко входу 40 задания частоты/активной мощности блока управления ДГ, выход 71 – к входу 42 задания напряжения/реактивной мощности, выходы 66, 67 и вход 41 объединяются (общий). Для согласования выходных и входных сигналов (ток и напряжение соответственно)используетсяпараллельноевключениесопротивления500Ом. Таким образом осуществляются следующие виды управления ДГ:

регулирование частоты и напряжения при синхронизации; распределение активной и реактивной мощностей при параллель-

ной работе.

При нажатии на кнопку «Start sync./contr. MB» срабатывает реле С1, что приводит к следующему:

включается в работу блок Multi-Line 2, управляющий автоматом подключения к берегу (МВ);

аналоговые выходы управления регулятором частоты вращения ДГ (GOV) и регулятором напряжения (AVR) этого блока подключаются ко входам задания частоты/мощности и напряжения/реактивной мощности блоков ДГ;

263

264

Рис. 2.55. Схема организации параллельной работы дизель-генераторов с сетью бесконечной мощности с использованием блока PPU

собирается цепь задания мощности/частоты, напряжения ДГ от внешнего устройства (на контакты 43 и 25 подается напряжение 24 В).

Таким образом ДГ работают в режиме распределения мощности. При срабатывании автомата питания с берега его вспомогательными контактами ДГ переводятся в режим фиксированной активной/реактивной мощности с заданием значений от внешнего устройства, для чего используются уставки блока, управляющего автоматом подключения к берегу. Сеть дизель-генераторов работает

параллельно с сетью большой мощности.

При необходимости ручного задания мощности/коэффициента мощности необходимо подать напряжение +24 В на входы 50 и 53. Для задания требуемых значений используются входы 42, 41 – «+» и 40 – «–».

Для перевода нагрузки с береговой сети на ДГ необходимо нажать кнопку «Deload MB», что приводит к срабатыванию реле С2, которое остается в замкнутом положении до конца процесса. Его контактами активируется вход 43 «Deload» блока управления автоматом питания

сберега, в результате чего на его выходе формируется сигнал разгрузки, который поступает на входы задания мощности/частоты блоков управления ДГ. Благодаря подключению «крест на крест» происходит увеличение нагрузки на ДГ. Отключение автомата питания с берега производится в момент, когда нагрузка на нем соответствует 5 % от заданной в его блоке уставки.

Для активизации процесса разгрузки ДГ необходимо нажать на кнопку «Deload DG’S», в результате чего срабатывает реле С3 и остается в этом положении до тех пор, пока замкнут хотя бы один из автоматов ДГ.

Функция защиты от бросков вектора напряжения при работе генератора с сетью большой мощности реализуется путем сравнения образцовой синусоиды и реальной. При незначительных колебаниях частоты сети блок контроля синхронизирует образцовую синусоиду

среальной. Образцовая синусоида следует за реальной с максимальным ускорением нулевой точки (момент перехода мгновенного значения напряжения с отрицательного на положительное) 0,01 мс (10 °/с), то есть максимально допустимое ускорение вектора напряжения сети

265

также равно 10 °/с. В случае, если изменения частоты сети более значительны, чем 10 °/с, растет угол между нулевыми точками реального и образцового напряжений. Как только эта разность превышает допустимое значение, срабатывает защита (МВ отключается).

Блоки ДГ переводятся в режим разгрузки своих генераторов. После разгрузки до 5 % производится отключение генераторных автоматов.

Для предотвращения повторной синхронизации отключенных ДГ необходимо снять напряжение с входов «Start sync./contr.» (входа 25) блоков контроля ДГ.

Функция контроля броска вектора напряжения включается через 3 с после замыкания контактов автомата МВ. Максимально допустимое значение угла рассогласования устанавливается программно.

Приработегенераторовпараллельноссетьюбольшоймощностив случае исчезновения напряжения непосредственно в сети может произойти увеличение или снижение частоты генератора. Это приводит к необходимости защиты генератора при внезапном восстановлении напряжения в сети из-за возможности его несинхронного включения. Защита срабатывает в случае достижения ускорением изменения частоты недопустимого значения и продолжения этого состояния в течение 5-ти периодов напряжения. Значения недопустимых ускорений/ замедлений изменения частоты сети устанавливаются программно.

2.4.3. Многофункциональная микропроцессорная система управления судовой электростанцией Delomatic

Система Delomatic предназначена для управления судовой электростанцией, состоящей максимально из шести дизель-генераторов или имеющей валогенератор и дизель-генераторы. При этом может обеспечиваться раздельная работа, когда валогенератор работает на свои секции шин (BBSG), а дизель-генераторы на свои секции шин (BBDG), либо секции шин объединяются с помощью секционного выключателя ТВ.

Возможен программируемый пуск трех мощных потребителей (HC1-HC3). При перегрузке генераторных агрегатов неотвественные потребители отключаются в две очереди (NELGRP1NELGRP2).

266

Всистеме также предусмотрено управление выключателем питания с берега (SC). В состав системы управления системы Delomatic входят блоки управления генераторами (программируемые логические контроллеры) DGU (1-n) и их панели управления (ПУ) СР (1-n). Взаимодействия блоков управления DGU между собой и со своими пультами управления, а также другими системами управления осуществляется посредством сети ARC-network. Управление валогенератором и дизель-генератором N1 производится одним блоком управления DGU 1. Структурная схема электростанции с системой управления Delomatic представлена на рис. 2.56.

Прикладное программное обеспечение (ПО) системы состоит из двух блоков, взаимодействующих между собой: ПО управления генера- торомиПОавтоматическогоуправленияэлектростанцией(PMS–Power Management System). ПО PMS входит в состав DGU-Мастера (всегда DGU1), ПО управление генераторов включено в состав каждого DGU. ПО PMS осуществляет управление электростанцией в целом,формируя команды управления отдельными элементами сети. Данные команды исполняются соответствующими DGU. ПО управления генератором осуществляет непосредственное управление и контроль генераторных агрегатов, исполняя команды, полученные от оператора или PMS. Таким образом, реализуется распределенный контроль и управление генераторными агрегатами в составе электростанции (см. рис. 2.57).

Всистеме Delomatic посредством программного обеспечения PMS реализуются следующие основные функции и режимы управления электростанцией:

программируемый приоритет пуска резервного генераторного агрегата (ГА);

программируемая последовательность запуска резервных ГА с учетом наработки в часах;

формирование команды на безопасный пуск резервного ГА в случае планируемой остановки работающего агрегата;

формирование команды на пуск резервного ГА в случае несостоявшегося подключения ГА к шинам ГРЩ;

обнаружение обесточивания и формирования команды на пуск двух ГА;

267

распределение нагрузки – симметричное, ассиметричное; контроль за подключением трех мощных потребителей с фикси-

рованной или переменной нагрузкой (НС1, НС2, НС3);

контроль параметров и управление валогенератором (Shaft generator): динамическая синхронизация с шинами ГРЩ; перевод нагрузки от дизель-генераторов на валогенератор и наоборот; контроль параметров шин валогенератора; отключение несущественной нагрузки для разгрузки валогенератора (NEL1, NEL2);

контроль и управление питанием с берега (Shore connection): полуавтоматическое управление автоматическим выключателем ТВ подключения к берегу; динамическая синхронизация береговой и судовой сети; перевод нагрузки с берега на дизель-генераторы; защита подключения к берегу; контроль шин ГРЩ в период питания с берега;

двунаправленный последовательный интерфейс (ARC-network сеть), с помощью которого в соответствии со стандартным протоколом осуществляется: доступ к командам управления системой и ГА; доступ к уставкам и таймерам; обмен измеренными и расчетными величинами; передача сигналов состояния системы. Перечисленные выше функции доступны либо через ПУ, либо посредством шлюза (интерфейсного блока) DiBi, который организует взаимодействие сети ARC-net с одним из следующих последовательных интерфейсов: RS232; RS422; RS485. Такая организация интерфейса позволяет создавать иерархические интегрированные системы управления. На верхнем уровне иерархии расположена система дистанционного или диспетчерского уровня, так называемая SCADA-система (Supervisory Control and Data Acquisition).

Электростанция под управлением системы Delomatic может работать в одном из следующих режимов:

полуавтоматический (SEMI – AUTO); автоматический (AUTOMATIC); раздельной работы; электроснабжения от валогенератора; безопасной работы (SEQURED); питания с берега;

270