4.3. Принципиальная схема управления электроприводом осушительного насоса

Основные сведения

Осушительные насосы предназначены для удаления воды, стекающей в осушитель-

ные колодцы машинного отделения с деки – металлической палубы, расположенной выше днища.

Вода на деку попадает в результате конденсации нагретого воздуха машинного от-

деления при его соприкосновении с холодными бортами, а также в результате утечек за-

бортной и пресной воды из трубопроводов различных судовых систем – балластной, ох-

лаждения главного и вспомогательных двигателей и т.п.

Таким образом, осушительные колодцы не дают стекающей на деку воде свободно

перемещаться по деке и вызывать опасный крен судна.

Кроме того, через распределительную коробку с клапанами ( «гитару» ), располо-

женную в МО, при помощи осушительного насоса можно откатывать воду из трюмов.

В машинном отделении любого судна таких колодцев – 4, по 2 в носу и корме. Такое расположение обеспечивает накопление воды в колодцах при любом положении корпуса судна, например, при крене на любой из бортов или дифференте ( наклоне ) на нос или на корму.

Рис. 149. Принципиальная схема автоматического управления электроприводом осушительного насоса

Элементы схемы

В силовой части схемы показаны:

1. А, В, С – питающие провода;

2. КМ – главные контакты линейного контактора КМ;

3. КК – нагревательные элементы теплового реле, предназначенного для защиты элек

тродвигателя насоса от токов перегрузки;

4. М – асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.

В схеме управления показаны:

1. переключатель видов управления SA, имеет 2 контакта и может занимать одно из

3-х положений: «выключено» ( как на схеме ), при котором работа насоса невозможна;

«ручное управление», при котором оба контакта переключаются в верхнее положение; «автоматическое управление», оба контакта переключаются в нижнее положение;

2. кнопки SB1 и SB2 «Пуск», для ручного пуска насоса с двух постов ( один пост ря-

дом с насосом в машинном отделении ( «местное управление» ), второй – в коридоре вне шахты машинного отделения ( «дистанционное управление» ). Последний используется для пуска, если нельзя попасть в машинное отделение, например, при пожаре;

3. кнопка SB3 «Стоп» в машинном отделении для остановки насоса;

4. SL1, SL2 – контакты реле уровня воды в колодцах; замыкаются при повышении

уровня воды в колодце;

5. YV1, YV2 – катушки электромагнитных клапанов на всасывании из колодца ЛБ и

ПБ;

6. YV3 – катушка электромагнитного клапана на сливе;

7. SP – контакты реле давления; при нормальном давлении воды на сливе разомкнуты,

при понижении давления до минимально допустимого замыкаются;

8. TV – понижающий трансформатор, для питания катушки сливного клапана YV3;

9. UZ – выпрямительный мостик, для получения постоянного тока катушки YV3;

10. KV – промежуточное реле для сигнализации о том, что насос работает и для вклю-

чения реле времени КТ1;

11. КТ1 – реле времени с таймером, выдержка времени 50 мин, для сигнализации о том, что насос работает дольше 50 мин;

12. КТ2 - реле времени с таймером, выдержка времени 5…8 с, для сигнализации об от-

ключении насоса тепловым реле КК или о недопустимом снижении давления воды на сли-

ве;

13. КТ3, КТ4 – реле времени с таймером, выдержка времени 6…8 с, для исключения

ложных включений насоса при кратковременном повышении воды в колодцах, например, из-за качки;

14. FU – предохранители, для защиты цепей управления от токов короткого замыкания.

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе:

1. устанавливают переключатель видов управления SA в положение «ручное» или

«автоматическое»;

2. включают на распределительном щите автоматический выключатель ( на схеме не

показан ), при этом на линейных проводах А, В, С появляется напряжение 380 В.

Это напряжение с линейных проводов В и С поступает на первичную обмотку тран

сформатора TV, вследствие чего на вторичной обмотке появляется пониженное напряже-

ние, которое выпрямляется мостиком UZ и подается на катушку сливного клапана YV3, последний открывается.

Из сказанного следует, что сливной клапан открывается с момента подачи питания

на схему и вне зависимости от режима работы насоса – «ручное» или «автоматическое».

Ручное управление

При ручном управлении уровень воды в колодцах контролируется вахтой в машин-

ном отделении. В случае повышения уровня воды в колодце, например, левого борта, замыкаются контакты реле уровня SL1 в цепи катушки реле времени КТ3.

Реле КТ3 через 6-8 с замыкает два своих контакта – верхний в цепи катушки кон-

тактора КМ и нижний в цепи катушки электромагнитного клапана YV1. Замыкание верх-

него контакта КТ3 не приводит к включению насоса, т.к. контакты переключателя SA на-

ходятся в положении «ручное». Замыкание нижнего контакта включает катушку электро-

магнитного клапана YV1 на всасывании, последний открывается.

При нажатии кнопки SB1 ( или SB2 ) через контакты кнопки образуется цепь тока

катушки контактора КМ:

линейный провод С – левый верхний предохранитель – верхний контакт переключа

теля SA - контакты кнопки SB1 ( SB2 ) – контакты кнопки SB3 «Стоп» - размыкающий контакт теплового реле КК – катушка КМ – правый верхний предохранитель – линейный провод В.

Контактор КМ включается, замыкает главные контакты в цепи обмотки статора

двигателя, а также два вспомогательных – один шунтирует кнопку SB1 ( SB2 ), после чего ее можно отпустить, а второй включает промежуточное реле KV.

Это реле замыкает свой контакт в цепи катушки реле времени КТ1 с выдержкой

времени 50 мин.

В результате работы насоса уровень воды понижается, контакт реле уровня SL1 раз

мыкается, отключая катушку реле времени КТ3. Реле размыкает оба своих контакта, раз-

мыкание верхнего не влияет на работу схемы, а при размыкании нижнего отключается электромагнитный клапан YV1, который закрывается.

В этот момент времени вахтенный должен остановить насос нажатием кнопки SB3.

Если сделать это с запозданием, насос может выйти из строя, т.к. вода через него не идет

( клапан YV1 уже закрыт ).

Автоматическое управление

При автоматическом управлении переключатель SA находится в положении «авто-

матическое».

Схема работает так.

При повышении уровня воды в колодце, например, левого борта, реле уровня SL1

замыкает свой контакт, включая реле времени КТ3.

Реле КТ3 через 6-8 с замыкает два своих контакта – верхний в цепи катушки кон-

тактора КМ и нижний в цепи катушки электромагнитного клапана YV1.

При замыкании верхнего контакта КТ3 через него подается питание на катушку

линейного контактора КМ по цепи:

линейный провод С – левый верхний предохранитель – верхний контакт переклю-

чателя SA - контакт КТ3 - контакты кнопки SB3 «Стоп» - размыкающий контакт теплово

го реле КК – катушка КМ – правый верхний предохранитель – линейный провод В.

Замыкание нижнего контакта КТ3 включает катушку электромагнитного клапана

YV1 на всасывании, последний открывается.

Контактор КМ включается, замыкает главные контакты в цепи обмотки статора

двигателя, а также два вспомогательных – один шунтирует кнопку SB1 ( SB2 ), но это не влияет на работу схемы, т.к. верхний контакт переключателя SA находится в нижнем поло

жении, а второй включает промежуточное реле KV.

Это реле замыкает свой контакт в цепи катушки реле времени КТ1 с выдержкой

времени 50 мин.

В результате работы насоса уровень воды понижается, контакт реле уровня SL1

размыкается, отключая катушку реле времени КТ3. Реле размыкает оба своих контакта, размыкание верхнего приводит к обрыву цепи катушки контактора КМ, насос останавли-

вается, а при размыкании нижнего отключается электромагнитный клапан YV1, который закрывается.

Таким образом, при работе в автоматическом режиме включение или отключение

насоса вызывается замыканием или размыканием контакта реле уровня SL1 ( SL2 ).

Сигнализация и защиты

В схеме есть 2 сигнальных реле: КТ1 и КТ2.

Реле КТ1 включается одновременно с контактором КМ и остается включенным,

пока включен этот контактор. Если насос работает более 50 мин, реле КТ1 на 51-й минуте замыкает свой контакт КТ1 в цепи сигнала «Насос работает очень долго», тем самым при-

влекая внимание вахты в МО к продолжительной работе насоса. Это реле работает одина-

ково как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Реле КТ2 включается в двух случаях:

1. при срабатывании теплового реле КК. В этом случае реле КК размыкает

один свой контакт в цепи катушки линейного контактора КМ, насос останавливается, и замыкает второй контакт в цепи катушки реле времени КТ2. Реле через 5-8 с замыкает контакт в цепи сигнала «Насос неисправен».

Этот сигнал появляется при перегрузке насоса при работе как в ручном, так и в автоматическом режиме;

2. при срабатывании реле давления SP, но только в автоматическом режиме, т.к

цепь тока через контакт SP может образоваться при условии, что нижний контакт пере-

ключателя видов управления SA замкнут, а это возможно только в автоматическом режи-

ме.

Напомним, что реле давления SP установлено на сливе и замыкает свой контакт при недопустимом снижении давления воды на сливе, например, в случае, если своевре

менно не разомкнулся контакт реле уровня SLl ( SL2 ), т.е. насос откатал всю воду из ко-

лодца и продолжает работать «всухую».

Защита от токов короткого замыкания

Для защиты от токов короткого замыкания в силовой части схемы ( т.е. в обмотке

статора двигателя ) служит автоматический выключатель ( на схеме не показан ). Для за-

щиты от токов короткого замыкания в цепях управления служат предохранители FU с плавкой вставкой.

Защита от токов перегрузки

Для защиты от токов перегрузки служит тепловое реле КК. При перегрузке это реле размыкает верхний контакт в цепи катушки контактора КМ, насос останавливается. Вто-

рой, нижний контакт КК замыкается в цепи реле времени КТ2, которое включает сигнал «Насос неисправен».

Защита по снижению напряжения

При снижении напряжения до 60% и менее якорь контактора КМ отпадает, насос

останавливается.

При восстановлении напряжения защита работает по разному, в зависимости от ре-

жима работы насоса, а именно:

1. при ручном управлении контактор КМ не включается, т.к. после отпадания якоря контактора КМ его вспомогательный контакт, включенный параллельно кнопкам SB1 ( SB2 ) «Пуск» остается разомкнутым. Иначе говоря, в этом режиме защита по снижению напряжения работает как нулевая, т.е. для повторного включения насоса надо нажать кнопку SB1 ( SB2 );

2. при автоматическом управлении контактор КМ включается повторно, т.к. в цепи катушки КМ повторно замыкается ( после восстановления напряжения ) контакт КТ3 ( КТ4 ). Иначе говоря, в этом режиме защита по снижению напряжения работает как мини-

мальная, т.е. обеспечивает повторное самопроизвольное ( без участия человека ) включе-

ние насоса.

Схема автоматического управления и резервирования электроприводами насосов машинного отделения

Основные сведения

Уровень автоматизации электроприводов вентиляторных и насос­ных установок за-

висит от типа судна и назначения электропривода.

На современных автоматизированных судах все основные нагнета­тели имеют авто

матическое управление.

Режим эксплуатации автоматизированных судов предполагает со­хранение полной работоспособности энергетической установки при не­исправности одного из элементов или системы без вмешательства об­служивающего персонала.

Поэтому для каждого привода, необ­ходимого для обеспечения работы машинной установки, имеется одно­типный резервный привод, который находится в режиме готовно-

сти при работе основного привода, и автоматически запускается при отключении основно

го привода из-за какой-либо неисправности.

После исчезновения и последующего восстановления напряжения в судовой элект

рической станции находящиеся в работе приводы должны быть автоматически введены в действие.

Пуск электродвигателей не­обходимо производить по специальной временной про

грамме в поряд­ке важности электроприводов. Такая автоматизированная система управле

ния электроприводами получила название «Stand by» ( «Готов к действию» ).

Описание схемы

Схема автоматизи­рованного управления электропри­водами насосов машинной установ­ки предназначена для уп­равления 10 парами важнейших насосов энергетической установки. В схему включены следующие па­ры насосов:

1. насосы пресной воды дизель-генераторов ( ДГ );

2. насосы забортной воды ДГ;

3. насосы смазочного масла для главного двигателя ( ГД );.

4. топливоподкачивающие насосы;

5. насосы пресной воды для охлаждения цилиндров;

6. насосы смазочного масла для турбонагнетателей;

7. насосы смазочного масла для распределительного вала;

8. насосы забортной воды для ГД;

9. питательные насосы котла;

10. циркуляционные насосы горячей воды.

Схема построена таким образом, что любой насос из пары может использоваться как основной (рабочий), или резервный.

Схема пуска электропривода насоса показана на рис. 150.

Рис. 150. Схема пуска электропривода насоса

Распре­делительный щит насосов получает питание от ГРЩ. Включение электро-

привода осуществляется контактором КМ1, который включается через контактор управле-

ния КМ2.

При ручном управлении переключатель режима работы SA1 ста­вится в положение I. В этом случае управление осуществляется с по­мощью кнопок SB4 и SB5. У каждого на-

соса находится аварийный выключатель S1, который позволяет полностью отключить цепь управ­ления.

При автоматическом управлении переключатель SA1 ставится в положение II. Управление насосом осуществляется вспомогательным реле К1А (для основного насоса), которое включено в схему автомати­зированного управления электроприводами насосов, показанную на рис. 150.

Вспомогательное реле К2А управляет резервным насосом.

Перед пуском электродвигателя насоса необходимо прежде всего переключателем SA2 выбрать насос, который будет находиться в ра­боте (основной насос). В положении 1 переключателя SA2 в работе насос № 1, а насос № 2 — резервный.

После этого насос может быть включен посредством кнопки «Пуск» SB1 (цепь 3). При нажатии кнопки SB1 получает питание реле К2 и самоблокируется через замыкаю-

щий контакт К2 (цепь 9) и размыкаю­щий контакт Кб (цепь 5).

Одновременно получает питание вспомогательное реле К1А, осуществляющее пуск насоса ( рис. 150 ).

В системе трубопроводов работающего насоса через известное время создается дав

ление, при котором срабатывает датчик минималь­ного давления (см. рис.151 ) и замыкает контакт SP (цепь 6). Реле К4 своими контактами в цепях 5, 10 и 19 подготавливает к пуску резерв­ный насос. Реле времени КТ1, контролирующее время введения в ра­боту основного насоса, отключается контактом К8 и К7.

Рис. 151. Автоматизированная схема управления электроприводами насосов

Если в процессе пуска основной насос был не в состоянии создать необходимое ра-

бочее давление (контакт SP разомкнут) в обусловлен­ное системой время, то реле времени КТ1 переключает свои контакты (цепь 15) и срабатывает реле К9. Реле К9 своим замыка-

ющим контак­том в цепи 4 вызывает включение насоса, являющегося резервным.

Одновременно через замыкающий контакт К9 (цепь 17) включается реле К10 , кото

рое включает сигнализацию о неисправности «Переключение в схеме» и дает сигнал в си-

стему централизованного контроля.

Сигна­лизация неисправности сохраняется и тогда, если произошел нормаль­ный пуск резервного насоса, он создал давление в магистрали и кон­такт датчика SP замкнулся. Сигнализация неисправности исчезнет только при переводе избирательного переключате

ля SA2 на резерв­ный насос если неисправность устранена

Процесс переключения с основного на резервный насос при наруше­нии давления но время работы соответствует описанному выше. Про­должительность времени для пере

ключения на резервный насос опре­деляется уставкой реле времени КТ2.

Повторно насосы включаются автоматически осле исчезновения и последующего восстановления напряжения питания электроприводов по схеме, показанной па рис.152.

Поочередное повторное включение для насосов рассматриваемой системы после обесточнвания сети осуществляется по следующей вре­менной программе:

1. Через 5 с — насосы пресной воды для ДГ; насосы забортной воды для ДГ.

2. Через 10 с — насосы смазочного масла для ГД; насосы топливо-подкачивающие.

3. Через 15 с—насосы пресной воды для охлаждения цилиндров.

4. Через 20 с — насосы смазочного масла для турбонагнетателей; насосы смазочно

го масла для распределительного вала.

5. Через 25 с — насосы забортной воды для ГД.

6. Через 30 с — питательные насосы котла; главный воздушный компрессор 1.

7. Через 35 с — циркуляционные насосы горячей воды; главный воздушный комп

рессор 2.

Рис. 152. Схема повторного включения электроприводов насосов

При работе аварийного генератора и при питании с берега устрой­ство повторного включения отключается. Устройство повторного включения может быть также отключено выключателем S из ЦПУ.

Деблокировка для повторного включения насосов по временной программе осуще-

ствляется через контакт из системы автоматики энер­гетической установки.

Если осуществляется повторное включение при помощи выключателя SB3, распо-

ложенного в ЦПУ, то срабатыва­ют реле К15 и К17 (цепи 4, 5). Замыкающий контакт К17 (цепь 8) по­дает рабочее напряжение на реле времени КТ1 и КТ2.

Одновременно срабатывают контакты К17 в цепях 6 и 12, т. е. замыкается перемыч­

ка между Зb и 4а реле КТ1, вследствие чего оно сработает после уста­новленного времени (уставка реле КТ1 5с ).

Реле КТ2 не сработа­ет, так как контакт К17 (цепь 12) разомкнул перемычку между Зb и 4а. После выдержки времени 5 с сработает реле КТ1 и через двухсторонний контакт

( цепь 9 ) включится выходное реле К16, которое через замыкающие контакты K16 и КТ2 самоблокируется.

Одновременно через переключающий контакт К16 (цепь 13) включается реле К5. Ре­ле К5 самоблокируется (цепь 16), подготавливает запуск второй ступени выдержки вре-

мени (цепь 17) и включает через контакт SX (см. рис. 11.7, цепь 1) множительное реле К1, контакт которого реализует пер­вое повторное включение насосов.

Контакт реле К16 (цепь 6) (см. рис. 11.8 ) отключает реле времени КТ1, а через дру-

гой переключающий контакт К16 (цепь 12) включает­ся реле времени КТ2, которое сраба

тывает также через 5 с. Двухсто­ронний контакт КТ2 (цепь 9) прерывает самоблокировку выходного реле К16, вследствие чего оно отключается.

Переключение соответст­вует включению реле Кб (цепь 17), которое включает вто-

рой насос. Включение других насосов через каждые о с осуществляется таким же образом, как и описанное выше.

Схема автоматического управления компрессором пускового воздуха