Призначення автоматичних систем захисту (АСЗ) та їх класифікація. Перелік видів захисту СЕО, згідно Регістру. Пристрій розвантаження генераторів: призначення, склад, принцип дії.

Релейная защита СГ теплохода «Владимир Ильич» на бескон­тактных логических элементах фирмы «Транслог». Релейная защи­та фирмы «Транслог» реагирует на обратную мощность, на пере­грузку по активной мощности и на перегрузку по току. Конструктивно устройство состоит из двух блоков: блок питания, включающий в себя орган измерения тока и на­пряжения;

защитное электронное устройство, собранное из элементов системы «Транслог» и выходных реле: d001— реле отключения автомата генератора; d.002 — реле отключения неответственных по­требителей; d003 — реле сигнализации перегрузки.

Блок питания. Первичная обмотка трансформатора m001 (рис. 40) включена на выводы генератора. Трансформатор имеет две вторичные обмотки на 29 В каждая. Напряжение, снимаемое с вто­ричных обмоток, подается на два однофазных выпрямительных моста (В1 и В2). Для стабилизации напряжения установлены кремниевые стабилитроны (КС1—КС2). Конденсаторы (С1—С4) служат для сглаживания пульсаций напряжения, снимаемого с вы­прямительных мостов. На выходе блока питания получается на­пряжение ±24 В и ±12 В.

 

Рис. 40. Блок питания и блок измерения тока и напряжения защиты ССГ на элементах «Транслог»

Блок измерения. Блок измерения тока и напряжения состоит из трансформаторов тока и напряжения m002 — m007, резисторов r011 — r019, выпрямительных мостов. Для измерения величины на­пряжения генератора установлены три трансформатора напряже­ния на 220/50/50 В, На каждом трансформаторе имеются одна пер­вичная и две вторичные обмотки. Первичные обмотки трансформа­торов соединены в «звезду» и подключены к выводам генератора. Вторичные обмотки также соединены в «звезду». Выводы каждой «звезды» вторичных обмоток подключены к трехфазным выпрями­тельным мостам (В1 и В2). Нагрузкой выпрямительных мостов являются резисторы r014 — r015.

Трансформаторы тока также имеют по две вторичные обмотки. Ток вторичных обмоток трансформаторов протекает по резисторам r011 — г013 и r017 — г019. Резистор r016 служит для компенсации падения напряжения на резисторах r011 — г013 при работе генера­тора на холостом ходу. Схема рассчитана так, что падение напря­жения от протекания тока нагрузки генератора на резисторах r011 — г013 геометрически складывается с напряжением, которое снимается с вторичных обмоток трансформаторов напряжения. Таким образом, суммарное напряжение на резисторах г014 — г015 пропорционально току.

Расчетом схемы достигнуто, что суммарное напряжение на ре­зисторах г014 — г015 с учетом сдвига тока по фазе пропорциональ­но произведению тока на коэффициент мощности (cos φ). Следова­тельно, при угле сдвига фаз больше 90° (обратная мощность) суммарное напряжение на резисторах г014 — г015 меняет свой знак. Как было указано выше, резисторы г017 — г019 тоже под­ключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока. Следова­тельно, возникающее на них падение напряжения пропорционально току. Это напряжение выпрямляется с помощью однофазных вы­прямительных мостов (ВЗ— В5). Для ограничения величины на­пряжения при КЗ установлен кремниевый стабилитрон КСЗ.

Работа логического блока защиты. Защита от перегрузки по мощности. Напряжение с выхода блока измерения тока и напряже­ния через делитель подается на вход а9 (рис. 41) порогового эле­мента U008(2E10). Как только величина напряжения на входе а9 превысит уставку, сразу на выходе a11 появится сигнал О (до это­го на выходе a11 был сигнал 1. Сигнал О подается на вход 8 эле­мента U015 (элемент «или-не»). На выходе 11 элемента U015 (1) появится сигнал 1. Далее сигнал 1 подается на вход 7 выходного усилителя мощности U013(1P40). В качестве входа в элементе U 013 используется элемент «или». На выходе 11 элемента U013 появ­ляется сигнал О, который подается на катушку реле d002. Реле d002 срабатывает, отключая второстепенные потребители. Кроме того, сигнал 1 от элемента U015 подается на вход 8 элемента U011(U). На вход 7 элемента U011(2) постоянно подан сигнал 1. Для срабатывания элемента U011(2) необходимо подать сигнал1еще на вход 9.

Для этого сигнал 1 от элемента U015 (1) подается также на вход 5 элемента U010 («или-не»). На выходе 10 элемента U010(1) получаем сигнал 0. Для этого момента на выходе 10 эле­мента U010(l) был сигнал 1 и конденсаторы К003 заряжались. После снятия сигнала 1 с выхода 10 элемента U010(l) конденса­торы начинают разряжаться через элемент U010(2). Разряд кон­денсаторов через элемент U010(l) невозможен из-за диода п001. После разряда конденсаторов ниже определенной величины на вход 8 элемента U010(2) подается сигнал 0. На выходе 11 элемен­та U010(2) появляется сигнал 1, который подается на вход 6 эле­мента U011(l) и на вход 5 элемента U012 («или-не»). Если на входы 4 и 5 элемента U011(l) также подан сигнал 1, то он сраба­тывает и на выходе 10 появится сигнал 1, который подается на вход 8 выходного усилителя мощности U013.

Рис. 41. Логический блок защиты на элементах «Транслог»

На выходе 11 элемен­та U013 появляется сигнал 0, который подается на катушку реле d002. Реле d.002 срабатывает и отключает (если они еще не отклю­чены) второстепенные потребители. Если после этого перегрузка не исчезает, то сигнал 1, поданный на вход 5 элемента U012(l) с выдержкой времени, появится на выходе 11 элемента U012(2), ана­логично тому, как это происходило на элементе U010. С выхода 11 элемента U012 сигнал 1 подается на вход 9 элемента U011(2). Те­перь на всех трех входах элемента U011(2) — сигнал 1. Элемент U011 (2) срабатывает, и на выходе 11 появляется сигнал 1, кото­рый подается на вход 8 релейного усилителя 11007(1 В21). На вы­ходе 11 элемента U007 появляется сигнал 1, который подается на вход 6 элемента U005 («и» и «не») и на вход 9 элемента U006 (одновибратор). На выходе 11 элемента U006 появляется сигнал 1. Он поступает на вход 8 элемента U005, где инвертируется, и с вы­хода 11 выходит уже сигналом 0, который подается на вход 7 эле­мента U005 («и»). До этого момента на входе 7 был сигнал 1, а на входе 5— О. Для того чтобы избежать появления сигнала 1 на входе 6 до того, как исчезнет сигнал 1 на выходе 5, что приведет к срабатыва­нию элемента U005 («и»), перед входом 9 элемента U006 включен конденсатор К007, который форсирует прохождение сигнала по ли­нии задержки. Через определенный промежуток времени (2—14 с) сигнал 1 на выходе 11 элемента U006 пропадет и, следовательно, на входе 5 элемента U005 («и») появится сигнал 1. Элемент U005 («и») сработает и пошлет с выхода 10 сигнал 1 на вход 8 выходно­го усилителя мощности U004(1P40). Элемент U004 срабатыва­ет и на выходе 11 появляется сигнал О. Сигнал 0 подается на реле d001, которое срабатывает и отключает автомат генера­тора.

Защита от перегрузки по току. В случае перегрузки по току сра­батывает пороговый элемент U009(2E10), который подает сигнал 1 на вход 5 элемента U010(l), вход 5 элемента 011(1) и вход 8 эле­мента U011(2). Дальше все протекает так же, как при перегрузке по мощности. Разница лишь в том, что в случае перегрузки по току неответственные потребители отключаются с выдержкой времени,

которая обеспечивается элементами U010 и U011(l). В случае пе­регрузки по мощности эта цепь является дублирующей.

Защита от обратной мощности. При переходе генератора в дви­гательный режим, т. е. при появлении обратной мощности (4—15% от номинального значения), срабатывает пороговый элемент U001 (2Е01). Элемент U001 реагирует на изменение знака входного сигнала, подаваемого на вход 5. На выходе 11 элемента U001 по­является сигнал 1, который подается на входы элементов U002 и U003. Элементы U002 и U003 точно такие же, как элементы U005 и U006. Следовательно, на элементе U003 с выдержкой времени по­явится сигнал 1, который подается на выходной усилитель мощно­сти U004(1P40). Элемент U004 срабатывает и посылает сигнал 0 на реле d001. Реле d001 срабатывает и отключает автомат генера­тора.

Кроме того, в системе защиты предусмотрен канал, включаю­щий сигнализацию и производящий запуск резервного ДГ. При до­стижении генератором 80% мощности от номинальной, сигнал на входе а 9 элемента U014(2E10) превышает величину уставки. Эле­мент U014 срабатывает. На выходе all появляется сигнал 0, кото­рый подается на вход 5 элемента \U015(1). С выхода 10 элемента U015(l) сигнал 1 идет на вход 8 выходного усилителя мощности U016(1P40). На выходе 10 элемента U016 появляется сигнал 0. Реле d003 срабатывает, включая сигнализацию, а также замедлен­ную программу запуска резервного ДГ. При отключении неответ­ственных потребителей, когда происходит перегрузка по мощности или по току, включается одновременно и ускоренная программа запуска резервного ДГ.

Системи централізованного контролю. Функціональна схема та алгоритм роботи інформаційно-вимірювальної системи. Основний склад системи контролю суднової енергетичної установки, розташування електронних модулів.

Система типа АЛСИ (тревожно-измерительная система) фирмы «Юнгнер инструмент» (Швеция), сигнализирующая о выбеге параметров и измеряющая аналоговые величины, из-за преобладающих функций контроля относится к СЦК. Ее структурная схема приведена на рис. 56.1. В нормальном исполнении она имеет 512 контрольных и измерительных ка­налов с контактными и аналоговыми датчиками на входах и выполнена из модулей, монтируемых в пульте ЦПУ, и группо­вых панелей, сигнализации, устанавливаемых на мостике, в каютах механиков, кают-компании и столовой. Выбег пара­метров сигнализируется миганием групповой лампы HL1 и сигнальных табло на пульте, сигнальных ламп (светоизлучающих диодов) на мнемосхемах контролируемых установок и звучанием зуммеров НА1 в ЦПУ; горением ротирующих ламп (вращающегося света) HL2 и воем сирен НА2 в четырех точ­ках машинного отделения (МО); миганием сигнальных табло и звучанием зуммеров групповых панелей на мостике, в каюте вахтенного механика, каюткомпании и столовой (при отсутст­вии вахты в МО). Критические сигналы индицируются (ука­зываются) красным цветом, а некритические — оранжевым.

При квитировании сигнала (подтверждении приема нажа­тием кнопки) в каюте вахтенного механика все зуммеры отключаются, и мигающее свечение сигнальных табло переходит в постоянное на всех групповых панелях. При квитировании всей группы сигналов с пульта ЦПУ ротирующие лампы, си­рены и зуммеры отключаются, и мигающее свечение сигнальных табло и сигнальных ламп переходит в постоянное на пульте и групповых панелях. Измеряемую величину показы­вают аналоговый прибор и цифровой индикатор по вызову нажатием кнопки.

В состав СЦК типа АЛСИ может входить устройство регистрации типа «Даталоггер» с обегающим опросом контрольно-измерительных каналов по временной программе или вы­зову оператора и записью информации о дате, времени, номере и текущем значении или уставке параметра по каждой контролируемой точке. Устройство регистрации может содержать цифропечатающую машину, телетайп, трансмиттер и информаци­онный экран. СЦК в сочетании с ЦВМ выполняет функции управления, долгосрочного прогнозирования и технической диагностики.

В состав модификации АЛСИ-8 входят блок питания и модули типа QHFA: 101— контрольно-измерительные; 102 — индикаторный;.103 — селекторный; 104 — групповая панель мостика; 105 — групповые панели кают и столовой и 106 — распределения питания (рис. 56.1).

Блок питания обеспечивает систему нестабилизированным напряжением +24 В и содержит выпрямительный блок QMAT801 или QMBT801 и зарядное устройство YEFH,

Модуль распределения питания QHFA106 снабжает систему необходимыми напряжениями: +24V.TE, +24V.L и 20V.E для модулей QHFA101; +24V.TE, - 20V.E и +9V.D для моду­лей QHFA102; +24V.TE и – 20V.E — для модулей QHFA103; +24V.P — для групповых панелей QHFA104 и QHFA105V; 220 В, 50/60 Гц — для ротирующих ламп и сирен и ~24 В, 50/60 Гц —для цепей управления при неисправности ос­новного блока питания. К нему подводят напряжения +24 V.В от основного блока питания и —220 В, 50/60 Гц от АРЩ. Элек­тронная карта контроля напряжения QHFA229 светоизлучающими диодами индицирует наличие всех необходимых напряже­ний и формирует сигналы «Неисправность АЛСИ» при исчез­новении любого снимаемого с модуля напряжения и «Неисправность напряжения» при отсутствии или недопусти­мом отклонении питающего модуль напряжения»

Групповые панели обеспечивают дистанционную группо­вую сигнализацию.

Панель QHFA105V для кают механиков и электромехани­ков, каюткомпании и столовой (шесть панелей) состоит из 14 сигнальных табло с выгравированными надписями: семь из них сигнализируют о выбеге параметров (одно — сигнал «Не­исправность АЛСИ») и семь информируют о введенных в дей­ствие панелях. На групповой панели установлены зуммер, кнопки квитирования сигнала и проверки исправности ламп, выключатель для включения ее независимо от селекторного модуля и электронная карта QHFA230, управляющая своими индикаторными лампами и зуммером панели.

Панель QHFA 104 для мостика отличается расширенными функциями: на ней дополнительно установлены регулятор яркости световых сигналов (потенциометр) и пять кнопок вы­зова механиков. При нажатии кнопки на панели в каюте ме­ханика прерывисто звучит зуммер и мигает сигнальное табло, а на панели мостика сигнал дублируется миганием сигналь­ного табло вызываемого механика. После квитирования меха­ником принятого сигнала на его панели мигающий свет пере­ходит в постоянный, и зуммер отключается, а на панели мос­тика световой сигнал гаснет. Ошибочный сигнал вызова снимается кнопкой квитирования на панели мостика.

Селекторный модуль QHFA103 обеспечивает выбор адре­сов передачи сигналов и вызов механиков. Два сигнальных табло на его передней панели указывают выбранный способ обслуживания МО (вахтенный или безвахтенный), а пять — вахтенного механика (старшего и первого — четвертого меха­ников). Есть шесть выключателей, одним из которых выбирают способ обслуживания МО, а остальными — вахтенного механика, и кнопка квитирования.

Выключатель способа обслуживания МО в положении «МО без вахты» включает панели мостика и каюткомпании, а в по­ложении «Вахтенный в МО» отключает их. Выключатель вах­тенного механика включает панель в каюте соответствующего механика и обеспечивает вызов механика с пульта ЦПУ при кратковременной установке в рабочее положение. Ошибочный сигнал вызова снимается кнопкой квитирования на модуле. Модуль содержит до девяти электронных карт различного назначения.

Стабилизирующая карта питания QHFA118 (1 шт.) преоб­разует напряжения + 24V.Е(24V.L) и —20V.Е в стабилизиро­ванные напряжения (+ 11 и —11V) питания электронной ча­сти модуля. Карта дежурного специалиста QHFA225 (7 шт.) включает соответствующие каналы сигнализации и генерирует сигналы вызова механика. Карта квитирования QHFA227 (1 шт.) соединяет селекторный и контрольно-измерительный модули и своей кнопкой квитирует выбор или вызов механика с пульта ЦПУ.

Контрольно-измерительный модуль QHFA101 содержит до восьми каналов сигнализации или измерения, а число модулей в составе СЦК определяет ее информационную емкость.

На передней панели модуля располагается девять сигналь­ных табло с выгравированными наименованиями контролиру­емых параметров и девять кнопок квитирования сигналов и вызова измеряемых параметров. Красный, оранжевый и жел­тый цвета соответствуют критическому, некритическому или заблокированному сигналу. Кнопку и табло «Проверка сиг­нала» используют для проверки работы каналов сигнализа­ции модуля. В состав модуля входят девять электронных карт различного назначения. Стабилизирующая карта питания QHFA118 или 119 выполняет ту же роль, что и в селекторном модуле.

Сигнальная карта ОНFА226 генерирует сигналы о выбеге параметров, контролируемых контактными датчиками.

 

Групповая карта QHFA223 формирует обобщенные сигналы из наборов критических или некритических сигналов путем объ­единения одноименных групповых выводов сигнальных и изме­рительных карт и подключения их к одноименному вводу груп­повой карты.

Блокирующая карта QHFA224 блокирует каналы сигнализа­ции, подключенные к датчикам неработающего контролируе­мого объекта.

Карта управляющих импульсов QHFA221 генерирует им­пульсы мигающего света и пусковые импульсы зуммеров, сирен и ротирующих ламп по импульсу сигнальной или измеритель­ной карты.

Измерительные карты QHFA202 – QHFA217 нормализуют сигналы аналоговых датчиков, приводя их к диапазону изме­нения 0—5 В, и адаптируют их применительно к каналам сиг­нализации, работающим от контактных датчиков.

Индикаторный модуль QHFA102 обеспечивает цифровую ин­дикацию текущих значений измеряемых аналоговых величин. На передней панели модуля установлен цифровой индикатор вольтметра на твердотельных светоизлучающих матрицах и два выключателя для выбора индикации измеряемых величин или их уставок. Переключение вольтметра на измерение уставок сигна­лизируется СИД. На переднюю панель модуля выведена кнопка квитирования звукового сигнала. В состав модуля входят элек­тронные карты трех типов: буферная QHFA228, генерирующая стабилизированное напряжение + 5 В для питания цифрового вольтметра и обеспечивающая электрическое соединение эле­ментов модуля; индикации QHFA220, преобразующая сигналы измерения в сигналы индикации и управляющих импульсов QHFA221, выполняющая ту же роль, что и аналогичная карта в контрольно-измерительном модуле.

 

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ю.И.Акулов и др. Судовая электроника и электроавтоматика. –М.: Транспорт, 1988.

2. Е.М.Сухарев. Основы электроники и судовой электроавтоматики. – М.: Агропромиздат, 1985.

3.В.С.Лейкин, В.А.Михайлов. Автоматизированные электроэнергетические системы промысловых судов. М.: Агропромиздат, 1987.

4. В.И.Смульский. Схемотехника промэлектроники и СЕА (рукопись). – Одесса: ОМУ РП, Ч.II, 1995.

5. А.Н. Пипченко и др. Электрооборудование, электронная аппаратура и системы управления. Одесса. 2005.

6. Правила технічної експлуатації морських і річкових суден. Електрообладнання. КНДЗ 31.2.002.07-96.

7. Н.Е.Жадобин, А.П. Крылов. Элементы судовой автоматики. С.Петербург. Элмор. 2002.

8. З.Э.Макашова. Электроавтоматика судов. Конспект лекций. Калининград.1980.

9.К.И. Берков др. Справочник электромеханика по судовым электрическим машинам. – Одесса: Маяк, 1979.

10. В.Н.Васильев и др. Справочник судового механика по рулевым приводам. Одесса, Маяк, 1982.

11. Л.Л.Вагущенко, Н.Н.Цымбал. Системы автоматического управления движением судна. Одесса, ЛАТСТАР 2002.