Контрольная работа по "Судовой электротехнике"

Чтобы дифференциальная защита работала селективно, ее следует отстроить  от тока небаланса, т.е. ток срабатывания должен быть больше тока небаланса.

Защита (рис.19.5) срабатывает  при двух- и трехфазных к.з. в зоне защиты. В системах с глухим заземлением нейтрали защита срабатывает также при однофазных к.з. на корпус судна.

В системах с незаземленной  нейтралью однофазные к.з. на корпус исключены; в атких системах при замыкании на корпус одной из фаз ток замыкания очень мал (равен току утечки) и защита срабатывать не будет. В системах с изолированной нейтралью для защиты достаточно четырех трансформаторов тока. При установке шести трансформаторов тока, как показано на рис.19.5 два из них должны рассматриваться как резервные. Чтобы защита не срабатывала под действием тока небаланса и не срабатывала при обрыве провода вторичной цепи, когда в цепи реле может появиться ток, соответствующий номинальному току генератора, принято выбирать ток срабатывания защиты, равным 1.3 номинального тока генератора.

6. Защита от замыканий  на корпус

В СЭС переменного тока нейтраль не заземляется. Поэтому замыкание на корпус одной из фаз еше не является аварией. Аварийный режим будет иметь место при к.з. второй фазы. Вот почему иногда устанавливают защиту, которая сигнализирует о замыкании на корпус одной фазы. Эта защита может осуществляться с помощью фильтров токов нулевой последовательности (рис.19.6). При симметричной загрузке фаз сумма токов вторичных обмоток трансформаторов тока ТТ равна нулю, т.е. равен нулю ток в катушке А. При замыкании на корпус одной фазы симметрия нагрузки фаз будет нарушена. Теперь уже через катушку А будет протекать тока, равный сумме токов нулевой последовательности. Реле срабатывает и своим контактом включает сигнальное устройство (лампа, звонок).

 

 
 
Рис. 19.6. Схема защиты от замыканий  на корпус

 

7. Функциональная схема  управления СЭС

Для пояснения работы схемы  автоматизированного управления СЭС (рис.19.7) допустим, что в СЭС работает один из трех генераторов и нагрузка увеличилась до уставки срабатывания устройства включения резерва УВР, например доI_раб=0,85I_г.ном., тогда УВР через заданное время (4-8 сек) включает программу запуска резервного агрегата, причем последний задается положением ключа К. После запуска агрегата он самовозбуждается и его напряжение и частота вращения стабилизируются блоком системы стабилизации напряжения и регулятором частоты вращения ДГ. Затем в действие вступит устройство автоматической синхронизации УСГ, выравнивающее при необходимости частоты изменения напряжения (частоты вращения) работающего и запускающего агрегатов и включающее генератор на параллельную работу. После включения генератора вступает в работу устройство регулирования частоты и нагрузки (УРЧН), выравнивающее распределения активных нагрузок между генераторами при помощи прибора регулирования частоты ПРЧ, датчиков активного тока ДАТ и усилителей У. Распределение реактивных нагрузок выполняется устройствами АРВ (автоматическое регулирование возбуждения).

 
 

 
 
Рис. 19.7. Функциональная схема управления судовой электроэнергетической  системой

При перегрузке генератора (генераторов) например до I_раб= 1,1I_г.ном, если перегрузка не уменьшится за время 4-8 сек, устройство автоматической разгрузки генераторов УРГ отключит первую группу малоответственных потребителей, а затем через 4-8 сек, если перегрузка сохранится, вторую группу и, наконец, третью группу потребителей или выключатель генератора. Увеличение тока через генератор до тока к.з., что возможно, например, при замыкании на шинах ГРЩ, вызовет срабатывание защиты, встроенной в выключатель генератора, и его отключение от сети. Генератор будет отключен защитой, и при переходе в режим работы двигателем сработает реле обратной мощности М.

Если нагрузка на каждом из параллельно работающих генераторов  или на одном из них уменьшится до 30-35% от номинальной, УВР отключит генератор или включит систему  предупредительной сигнализации.

СЭС управляется также  и такими функциональными устройствами, как устройство непрерывного контроля изоляции системы (УКИ).

Автоматизация СЭС обеспечивает высокую надежность работы СЭС в  условиях сложности управления многочисленными  электрическими и механическими  агрегатами судна, быстроты протекания многих процессов, особенно аварийных.

Современные СЭС имеют  развитую автоматизированную систему управления как в рабочих, так и в аварийных и ненормальных режимах работы. Для повышения надежности и экономичности СЭС необходимо высокий уровень автоматизации управления и контроля. Необходимо иметь разветвленную систему непрерывного и периодического контроля состояния оборудования и режима, автоматически регистрировать отклонения всех контролируемых параметров от установленных пределов, необходимо накопление информации, позволяющей судить о состоянии оборудования и изменении его характеристик в процессе эксплуатации. Необходимо также такое построение автоматической системы управления СЭС и главной энергетической установки, чтобы после аварийного обесточивания судна ввести силовую установку в действие и восстановить ход судна в минимально возможное время и без участия вахтенного персонала. Очень важна автоматизация распознавания и ликвидации предаварийных и аварийных состояний агрегатов, систем и др.

На современных судах судовые системы управления объединяются в единый общесудовой комплекс на основе применения электронных вычислительных (управляющих) машин (ЭВМ).  

Оборудование  фирмы Delomatic

Многофункциональная система Delomatic предназначена для управления, контроля и защиты электростанции, состоящей из генераторных агрегатов, сетевых вводов, валогенераторов, секционных выключателей. Система позволяет автоматизировать электростанции любой сложности и обеспечивает выполнение широкого диапазона функций, режимов работы требующихся для правильного функционирования объектов как речного или морского так и берегового базирования.

Система сертифицирована  международными классификационными обществами (ABS, BV, DNV, GL, LR), Российским Морским и  Речным Регистрами.

Контроллеры GC-1F и GC-1

Контроллеры автоматизации  генераторного агрегата GC-1F и GC-1

Микропроцессорные контроллеры GC-1F предназначены для  автоматизации генераторных агрегатов  в различных режимах работы (без  функции синхронизации).  Дополнительно контроллеры позволяют реализовать управление докачкой топлива, подогревателем охлаждающей жидкости и другими вспомогательными механизмами. Блоки GC-1F обеспечивают контроль основных параметров двигателя и генератора. Информация о состоянии генераторного агрегата выводится на дисплей на русском языке, и на мнемосхему на лицевой панели. Опционально контроллеры GC-1F могут иметь расширенный диапазон рабочих температур до -40С (опция L2). Контроллеры GC-1F имеют 6 конфигурируемых дискретных входов и 8 конфигурируемых релейных выходов, а также 3 многофункциональных конфигурируемых аналоговых входа.

Контроллеры GC-1F стандартно поддерживают интерфейс передачи данных Canbus J1939 для различных двигателей (Detroit Diesel, John Deere, Deutz, Volvo Penta EMS, Volvo Penta EMS 2, Scania EMS, Scania EMS 2, MTU MDEC 302, MTU MDEC 303, MTU ADEC, Cummins, Iveco, Perkins, Caterpillar). Также все контроллеры GC-1F стандартно имеют интерфейс передачи данных Modbus RS485 для подключения к системе дистанционного мониторинга и управления.

GC-1F ТИП2

Микропроцессорный контроллер GC-1F предназначен для контроля, управления и защиты различных типов  генераторных агрегатов без функций  управления контакторами и ручными  автоматическими выключателями. Контроллер позволяет осуществить автоматический пуск/остановку двигателя с лицевой  панели либо дистанционно, мониторинг и защиту двигателя/генератора, сигнал отключения на независимый расцепитель автоматического выключателя…

GC-1F ТИП3 (опция G6)

Микропроцессорный контроллер GC-1F G6 предназначен для контроля, управления и защиты различных типов  генераторных агрегатов c функцией управления одним контактором или автоматическим выключателем с моторным приводом — автономная работа генераторного агрегата. Контроллер позволяет осуществить автоматический пуск/остановку двигателя с лицевой панели либо дистанционно, мониторинг и защиту двигателя/генератора

GC-1F ТИП4 (опция B3)

Микропроцессорный контроллер GC-1F B3 предназначен для контроля, управления и защиты различных типов  генераторных агрегатов c функцией управления двумя контакторами или автоматическими выключателями с моторным приводом — режим автоматического резервирования сети. Контроллер позволяет осуществить ручной пуск/остановку двигателя с лицевой панели либо автоматический пуск с переводом нагрузки на генератор при неисправности параметров сети. Также мониторинг и защиту двигателя/генератора… 

GC-1F ТИП5 (опции Y10, M19)

Микропроцессорный контроллер GC-1F Y10 M19 предназначен для  управления и защиты различных типов  переключателей ATS (сеть-сеть) c функцией управления двумя контакторами или автоматическими выключателями с моторным приводом. Контроллер позволяет выдать команду на пуск/остановку генераторного агрегата при неисправности обоих сетевых вводов…

PPM — Система управления  судовой электростанцией

Многофункциональная система PPM предназначена для управления, контроля и защиты электростанций речного  и морского базирования, максимально  содержащих от 2 до 16 паралельно работающих генераторов, 2 валогенераторов (вводов питания с берега), 8 секционных выключателей, аварийного/стояночного генератора. Режим работы электростанции задается оператором с помощью дополнительной панели расположенной в любом месте на судне. Система сертифицирована международными классификационными обществами, Российским Морским и Речным Регистрами и обеспечивает выполнение широкого диапазона функций, требующихся для правильного функционирования судовых электростанций:

Управление, контроль, защита двигателя и генератора

Управление частотой/напряжением (активной/реактивной мощностью) генератора

Интерфейс Canbus J1939 для связи с системой управления двигателем

Пуск/остановка  генераторных агрегатов по резерву  мощности на шинах ГРЩ

Задание генераторным агрегатам приоритета на запуск

Подключение мощных потребителей

Запуск генераторов  по обесточиванию шин ГРЩ

Управление секционными  выключателями

Управление выключателем питания с берега

Ведение журналов аварий и событий

Отключение групп  неответственных потребителей

Подключение дополнительной панели оператора для задания  режимов работы электростанции

Широкие возможности  мониторинга электростанции из нескольких мест

 

Вопрос – 2

Условия и способы  прокладки судовых кабельных  трасс в помещениях с повышенной влажностью и температурой; проход кабелей через водонепроницаемые  переборки.

 

Кабельные трассы прокладываются, как правило, прямолинейно и в  местах, доступных для их монтажа, а также осмотра и ремонта  во время эксплуатации. Расстояние кабельной трассы от источников тепла  должно быть не менее 100 мм. Не допускается  прокладка кабелей через топливные  и масляные цистерны, за исключением  случаев, указанных в дополнительных требованиях Речного Регистра РФ к электрооборудованию нефтеналивных  судов. Запрещена прокладка кабелей  в трубах на расстоянии менее 50 мм от топливных и масляных цистерн  и пространства двойного дна.

 

Радиус изгиба труб не должен быть меньше допустимого радиуса  изгиба проложенного в них кабеля самой большой площади поперечного  сечения. Минимальный радиус изгиба небронированного кабеля принимается  равным пятикратному значению его внешнего диаметра; бронированного кабеля — десятикратному значению его диаметра; проводи — трехкратному значению его диаметра.

В помещениях и их отдельных  частях, где возможно воздействие  на кабельные трассы повышенных температур, топлива, масел, агрессивных сред, а  также в особо сырых помещениях должны размещаться только отводы от кабельных трасс к электрооборудованию, расположенному в этих помещениях. Прокладка магистральных трасс  в этих помещениях допускается в  отдельных случаях при условии  обеспечения защиты кабелей от указанных  воздействий.

Кабели и кабельные  трассы при размещении их вблизи горячих  трубопроводов, паровой арматуры, источников тепловыделения, переборок с воспламеняющимися  и взрывоопасными жидкостями или  веществами должны располагаться с  учетом минимально допустимых расстояний размещения электрооборудования в  соответствии с указанными нижк требованиями, а также оговоренными в НТД и технологической документации на электромонтаж и судовой монтаж. 

Расстояние от ближайших  к трубопроводу выступающих частей электрооборудования (генераторов, обратимых  преобразователей, щитов управления, главных распределительных щитов, щитов питания с берега и др.) до поверхности изоляции трубопроводов  должно быть, мм, не менее:

150 - до трубопроводов свежего  пара;

130 - до трубопроводов выхлопа  дизелей;

100 - до трубопроводов отработанного  пара;

10 - до трубопроводов с  холодной средой (гидравлики, топлива,  пресной воды и др.).