close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Otvety na bilety SEES 2013

код для вставкиСкачать
1
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Херсонська державна морська академія
Морський коледж
Циклова (предметна) методична комісія
електромеханічних дисциплін
Конспект лекцій з предмету СЕЕС в питаннях та відповідях
Призначений для самостійної роботи курсантів спеціальності 5.07010407
«Експлуатація електрообладнання і автоматики суден» (кваліфікаційний
рівень молодший спеціаліст) при підготовки до екзамену на 4 курсі.
Херсон-2013
2
Укладач конспекту Растьогіна Г.І. – викладач вищої категорії.
Рецензент Шевченко В.В., кандидат технічних наук, Херсонський філіал Українського
державного морського технічного університету.
Конспект
лекцій
розглянутий
та
схвалений
цикловою
електромеханічних дисциплін.
Протокол №_______ від «_____» ____________________ р.
Голова циклової комісії _____________________Буряк Т.С.
методичною
комісією
3
Вопрос 1
Определение и состав
СЭЭС
Основні відомості про СЕЕС, класифікація і структурні схеми.
Судовая электроэнергетическая система - это совокупность судовых
электротехнических устройств, предназначенных для производства, преобразования,
распределения электроэнергии и питания ею судовых приемников (потребителей).
Такая система состоит из трех основных частей:
 судовых электрических станций (основные и аварийные);
 силовой электрической сети;
 сети приемников.
Сами приемники в состав СЭЭС не входят.
Судовая электрическая станция - это энергетический комплекс, состоящий
из источников электроэнергии и ГРЩ, к которому они подключены.
Источниками электроэнергии на судах являются ГА и АБ. В качестве ГА применяют
дизель-генераторы, турбогенераторы, валогенераторы (генераторы с приводом от гребного вала),
утилизационные турбогенераторы (генераторы с приводом от утилизационной турбины). По
назначению источники электроэнергии подразделяют на основные, резервные и аварийные:
основные предназначены для работы в любом режиме СЭЭС, резервные - для обеспечения резерва
мощности системы, аварийные - для работы в аварийном режиме СЭЭС.
Для передачи электроэнергии от источников к приемникам используют линии
электропередачи, состоящие из кабелей, проводов и шин.
СЕЕС можно классифицировать по следующим признакам:
1) По установленной мощности ГА:
- малой (0,5-5 МВт);
- средней (5-10 МВт);
- большой (свыше 10 МВт) мощности.
По степени автоматизации:
- автоматизированные с дистанционным управлением;
- автоматизированные программным управлением.
Автоматизированные СЭЭС с дистанционным управлением имеют простые средства автоматизации
специализированного назначения (например, системы пуска РДГ, устройства синхронизации генераторов и
распределения нагрузки). В состав СЭЭС с программным управлением входят общесудовые ЭВМ или,
гораздо чаще, узкоспециализированные мини-ЭВМ, позволяющие реализовать сложные законы управления
СЭЭС по различным программам в зависимости от режима работы судна.
По количеству электростанций:
- системы с одной электростанцией;
- с двумя электростанциями;
- с большим количеством электростанций.
По связи СЭЭС с СЭУ:
- автономные, не имеющие непосредственной связи с СЭУ;
- с отбором мощности от СЭУ;
- единые с СЭУ.
На структурных схемах СЭЭС показывают основные функциональные части
электроэнергетических систем, их назначение и взаимосвязь.
Автономные СЭЭС имеют автономные, т. е. независимые от СЭУ, источники
электроэнергии - ДГ или ТГ. На большинстве транспортных судов автономная СЭЭС состоит из
основной и аварийной электростанций (рисунок. 1.1).
Основные генераторы G1-G4 приводятся во вращение дизелями Д или турбинами Т.
Приводным двигателем аварийного генератора АГ, по правилам Регистра, должен быть дизель.
Приемники получают от ГРЩ электроэнергию непосредственно, через РЩ, через понижающий
трансформатор Т и РЩ, а также преобразователи электроэнергии – выпрямительное устройство
ВУ или тиристорный преобразователь частоты ТПЧ. В нормальном режиме работы шины ГРЩ и
АРЩ должны находиться под напряжением, причем АРЩ получает питание от ГРЩ по
4
перемычке Х через контакт К контактора. При обесточивании ГРЩ контактор теряет питание и
его контакт К, размыкаясь, разъединяет шины АРЩ и ГРЩ. Одновременно начинается
автоматический пуск АДГ с последующим подключением его к шинам АРЩ. Обратная подача
электроэнергии от АРЩ к ГРЩ невозможна.
Рисунок 1.2. Структурная схема
СЭЭС с отбором мощности от СЭУ.
Рисунок 1.1 Структурная схема автономной СЭЭС
Отбор мощности от СЭУ может осуществляться применением в составе электростанций
ВГ и УТГ (рисунок 1.2).
Валогенераторы приводятся во вращение через механическую передачу П от судового
валопровода или непосредственно от ГД. Применение передачи вызвано тем, что частота
вращения валопровода или ГД в несколько раз меньше номинальной частоты вращения
выпускаемых промышленностью генераторов. Утилизационные турбогенераторы УТГ получают
пар от утилизационных котлов УК, использующих теплоту отработавших газов ГД
ВГ могут применяться как на теплоходах, так и на паротурбинных судах, УТГ - только на
теплоходах. Практически применение УТГ возможно при мощности ГД свыше 3,6 МВт,
валогенераторные установки целесообразно использовать при мощности ГД до 11-15 МВт, при
большей
мощности
экономически
оправдано
применение
комбинированных
турбовалогенераторных блоков, включающих ВГ и УТГ.
Основным недостатком систем отбора мощности является зависимость их работы от
частоты вращения гребного вала.
Рассмотренные системы отбора мощности целесообразно применять на судах, совершающих
длительные переходы с постоянной или мало изменяющейся скоростью. При этом экономится топливо,
уменьшается среднегодовая наработка ГА, что увеличивает интервал времени между работами по ТО и
ремонту основных генераторов. Все это приводит к снижению эксплуатационных расходов.
Рисунок 1.3 Структурная схема СЭЭС единая с СЭУ
Единой СЭЭС называется система, объединенная с СЭУ (рисунок 1.3). Единые СЭЭС
применяют на судах с электродвижением, на которых от шин ГРЩ питаются как гребные
5
электродвигатели M1 и М2, так и приемники электроэнергии П1-ПЗ. К таким судам относятся
плавучие краны, земснаряды и др., на которых значение мощности, потребляемой ГЭУ в ходовом
режиме судна, соизмеримо с мощностью, потребляемой технологическим оборудованием во время
стоянки. Единые СЭЭС применяют также на некоторых ледоколах, пассажирских и промысловых
судах с ВРШ.
Структура СЭС должна обеспечивать параллельную и раздельную работу генераторов,
прием питания с берега, защиту генераторов и линий электропередачи от токов КЗ, возможность
снятия напряжения на отдельных секциях ГРЩ при ТО и ремонте, а также экономичную работу
электростанции.
Вопрос 2
Основні параметри СЕЕС - вид струму, частота, напруга. Економічне обґрунтування
вибору параметрів.
К основным параметрам СЭЭС относят род тока, частоту и напряжение.
Род тока оказывает значительное влияние на особенности и свойства СЭЭС. На
современных судах применяют 3-фазный переменный ток и только в отдельных случаях для
питания специальных приемников используют постоянный ток. Это объясняется тем, что
электрооборудование переменного тока лучше обеспечивает выполнение основных требований,
предъявляемых к судовым электроустановкам.
Основными приемниками электроэнергии на судах являются электродвигатели,
потребляющие до 80 % вырабатываемой электроэнергии. Асинхронные трехфазные
электродвигатели по сравнению с двигателями постоянного тока имеют меньшие массу (на 30—40
%), габаритные размеры (на 20-30 %) и стоимость (в 2-4 раза), более надежны, требуют меньших
эксплуатационных расходов. Двигатели постоянного тока имеют хорошие регулировочные
свойства, однако на большинстве судов 70- 80 % механизмов не требуют плавного регулирования
частоты вращения. В ЭП, где необходимо регулирование частоты вращения (грузовые лебедки,
краны, якорно-швартовные устройства), применяют двух- и трехскоростные АД с
короткозамкнутым, реже - с фазным роторами. Внедрение на судах тиристорных
преобразователей частоты позволило обеспечить плавное и экономичное регулирование частоты
вращения ЭП переменного тока.
Распределительные устройства постоянного и переменного тока по массе, размерам и
стоимости примерно одинаковы. Линии электропередачи переменного тока несколько больше по
суммарной массе, объему и стоимости, чем постоянного тока, так как на переменном они
выполняются в основном 3-жильными кабелями, а на постоянном - двухжильными. Внедряемая на
судах аппаратура автоматического управления электроприводами с бестоковой и бесконтактной
коммутацией на базе полупроводниковых приборов проще, надежней по сравнению с аппаратурой
на постоянном токе и требует минимальных затрат на уход и обслуживание.
Частота переменного тока на большинстве судов составляет 50 Гц, а на некоторых судах
иностранной постройки - 60 Гц. Переход на повышенную частоту позволяет снизить массу и
размеры СЭО. Так, при частоте 400 Гц суммарная масса и размеры всех элементов СЭЭС вместе с
приемниками электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц. Поэтому СЭЭС
повышенной частоты (400 Гц) используют на судах, где массогабаритные показатели являются
решающими, - это суда на подводных крыльях и воздушной подушке.
Повышение частоты СЭЭС транспортных судов проблематично по ряду причин.
Электрические машины, трансформаторы и электромагнитные аппараты при частоте 400 Гц по
сравнению с частотой 50 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех, имеют большую
стоимость и меньшую надежность.
Напряжение СЭЭС большинства транспортных судов составляет 380 В. Увеличение
напряжения существенно уменьшает массу кабелей и кабельных трасс вследствие уменьшения
площади поперечного сечения, так как с ростом напряжения уменьшается ток, передаваемый по
кабелю. Вместе с тем с увеличением напряжения увеличиваются токи КЗ, растут масса и размеры
РУ, повышается опасность поражения обслуживающего персонала электрическим током
6
Требования
Регистра к
величине
напряжения
В настоящее время разрабатывается коммутационно-защитная аппаратура с повышенной
коммутационной способностью и устойчивостью к токам КЗ. Это в сочетании с
токоограничивающими фидерными и секционными реакторами позволит увеличить напряжение
до 6,3 кВ и мощность СЭЭС до 36 МВт.
Правила Регистра устанавливают следующие значения напряжений
переменного и постоянного тока:
для источников электроэнергии - 400 и 230 В при частоте 50 Гц, 460 и 270 В
при частоте 60 Гц, 230 В на постоянном токе;
для приемников электроэнергии - 380, 220, 42, 24 и 12 В при частоте 50 Гц, 250 В
при частоте 60 Гц, 220, 24 и 12 В на постоянном токе.
Уровень применяемого напряжения зависит от назначения приемника электроэнергии. Для
силовых приемников, цепей управления, нагревательных и отопительных приборов служебных
помещений используют напряжение 380 В. Напряжение 220 В переменного и постоянного тока
применяют для отопительных приборов в каютах, освещения, сигнализации, розеток в сухих
помещениях. Переносные инструменты и ручные пульты управления выполняют на напряжение
42 В переменного и 24 В постоянного тока. В помещениях с повышенной влажностью применяют
переносные светильники напряжением 24 В, а в особо сырых - напряжением 12 В переменного и
постоянного тока. В специальных электрических установках (гребные и др.) Правила Регистра
допускают применение напряжения до 11 кВ переменного и до 1,2 кВ постоянного тока.
Вопрос 3
Суднові генератори змінного та постійного струму та їх характеристики
Генераторы переменного тока
На судах в качестве генераторов переменного тока применяют трехфазные СГ. Некоторые
эксплуатационные свойства СГ можно оценить при помощи соответствующих характеристик.
Характеристики СГ.
Основными характеристиками СГ принято считать внешние и регулировочные.
Внешняя характеристика - это зависимость напряжения на выводах обмотки статора
генератора от тока нагрузки при номинальной частоте вращения и постоянных значениях тока
возбуждения и коэффициента мощности, т.е . U(I) при n = nном = const, Iв = const, cos φ = const.
При активной нагрузке (см. рисунок 3.1, а, кривая 1) увеличение тока нагрузки приводит к
уменьшению напряжения, что объясняется увеличением падения напряжения в обмотке статора и
усилением размагничивающего действия реакции якоря по поперечной оси.
а)
б)
U
Iв
2
1
3
Uном
Iв.ном
3
1
2
0
Iном
I
0
Iном
I
Рисунок 3.1 – Внешние (а) и регулировочные (б) характеристики СГ при различных
нагрузках: 1 – активной; 2 – активно-индуктивной; 3 – активно-емкостной
При активно-индуктивной нагрузке (см. рисунок 3.1, а, кривая 2) уменьшение напряжения
при набросе нагрузки наблюдается в большей степени, так как с увеличением тока усиливается
размагничивающее действие реакции якоря по продольной оси.
В случае активно-емкостной нагрузки (см. рисунок 3.1, а, кривая 3) увеличение тока
вызывает увеличение напряжения вследствие усиления подмагничивающего действия продольной
составляющей реакции якоря.
7
Из сравнения проведенных внешних характеристик следует, что напряжение СГ зависит
не только от значения, но и от характера тока нагрузки.
При увеличении тока возбуждения внешняя характеристика перемещается вверх, при
уменьшении - вниз.
Регулировочная характеристика - это зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при
номинальной частоте вращения и постоянных значениях напряжения на выводах генератора и
коэффициента мощности, т. е. IВ(I) при U = U ном = const, п = п ном = const, cos φ = const. Эти
характеристики представляют собой как бы зеркальное отображение внешних характеристик.
При активной нагрузке увеличение тока нагрузки вызывает уменьшение напряжения
генератора, поэтому для поддержания этого напряжения ток Iв возбуждения надо увеличить (см.
рисунок 2, б, кривая 1). При активно-индуктивной нагрузке напряжение уменьшается в большей
степени, чем при активной, поэтому для сохранения равенства U = U ном = const ток возбуждения
приходится увеличивать также в большей степени (см. рисунок 2, б, кривая 2). При активноемкостной нагрузке ток возбуждения необходимо уменьшать (см. рисунок 2, б, кривая 3), так как
увеличение тока нагрузки приводит к увеличению напряжения.
Системы возбуждения СГ.
На судах для стабилизации напряжения СГ применяют различные системы возбуждения и
автоматического регулирования напряжения, в которых изменение тока возбуждения происходит
автоматически. Системы возбуждения СГ бывают трех видов: с независимым возбуждением, с
самовозбуждением и смешанная (рисунок 3.2). .
При независимом возбуждении в качестве источника возбуждения используется
возбудитель G2 - генератор небольшой мощности с параллельной обмоткой возбуждения LG2
Регулятор возбуждения Rp.г предназначен для регулирования напряжения вручную. Применение в
качестве возбудителя добавочной электрической машины постоянного тока усложняет
конструкцию и снижает надежность СГ.
Принципиальные схемы систем возбуждения СГ
а)
б)
в)
TV1
Rр
UZ1
UZ1
LG2
G1
G2
LG2
G1
G1
UZ2
LG1
LG1
Rр
G2
LG1
Ротор
а) независимая; б) с самовозбуждением; в) смешанная
Рисунок 3.2. – Принципиальные схемы систем возбуждения СГ:
а — независимой; б — с самовозбуждением; в — смешанной
Создание мощных и надежных полупроводниковых вентилей обеспечило переход на
самовозбуждение СГ, при котором мощность для цепи возбуждения отбирается от трехфазной
обмотки статора СГ и подается в обмотку возбуждения LG1 через трансформатор ТV1 и
выпрямитель UZ1 (рисунок 3.2, б). Для подачи питания на LG1 на валу СГ находятся два
контактных кольца с установленными на них щетками, что усложняет конструкцию и снижает
надежность генераторов.
Указанных недостатков лишены бесщеточные СГ, имеющие смешанное возбуждение
(рисунок 3.2, в ). В общем корпусе БСГ находятся синхронный генератор G1 и его возбудитель –
синхронный генератор G2. При вращении ротора БСГ возникающая на зажимах СГ трехфазная
8
ЭДС передается на обмотку статора LG2 синхронного генератора, в которой образуется
постоянное магнитное поле. Это поле пересекают вращающиеся обмотки ротора возбудителя G2 и
в них наводится переменная ЭДС, которая выпрямляется полупроводниковым выпрямителем UZ2
(закреплен на валу БСГ). Выпрямленное напряжение поступает на обмотку возбуждения LG1
основного синхронного генератора. Вращающаяся часть системы обведена пунктирной линией.
Таким образом, система возбуждения БСГ сочетает характерные признаки систем с
независимым возбуждением (имеется возбудитель в виде синхронного генератора) и
самовозбуждением (мощность для возбуждения возбудителя отбирается от обмотки статора СГ).
Основные типы судовых СГ.
На судах отечественной постройки применяют СГ следующих серий: МСК - морской
синхронный с кремнийорганической изоляцией, МСС - морской синхронный с самовозбуждением,
ГМС - генератор морской синхронный, ГСС - генератор синхронный с самовозбуждением, СБГ судовой бесщеточный генератор и др.
Судовые СГ выполняют на напряжения 400 и 230 В, с соединением обмоток статора
соответственно по схемам «звезда» и «треугольник», в диапазоне мощностей (30-2000) кВт при
номинальном коэффициенте мощности cos φном = 0,8. Серии построены по принципу нарастания
мощности при среднем коэффициенте нарастания 1,25-1,5, что облегчает выбор числа и мощности
ГА и обеспечивает экономичную работу СЭС во всех режимах работы судна. Частоты вращения
генераторов составляют 500, 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. В качестве ПД применяют дизели (при
частоте вращения генератора 750 - 1500 об/мин) или турбины (при 1000, 1500 и 3000 об/мин).
Судовые СГ выпускают в горизонтальном исполнении на лапах, с одним свободным
концом вала для соединения с турбиной через редуктор или при помощи муфты - с дизелем.
Возможно фланцевое исполнение СГ. Самовентиляция осуществляется по замкнутому и
разомкнутому циклам. Изоляция обмоток генераторов классов В, F и Н. Режим работы СГ всех
типов продолжительный.
Перегрузочная способность СГ:
110% Iном в течение (60-120) мин.;
125% Iном в течение (10-30) мин.;
150% Iном в течение (1-5) мин.;
Без механических и тепловых повреждений генераторы выдерживают трехфазное КЗ в
течение 5-10 с.
Генераторы постоянного тока
В судовых электроустановках ГПТ применяют для снабжения электроэнергией приемников
силовых и осветительных сетей, а также для заряда АБ.
Системы возбуждения и характеристики ГПТ
Для возбуждения генераторов постоянного тока применяют независимую, параллельную и
смешанную системы возбуждения (рис. 3.3). При независимой системе (рис. 3.3 а) обмотка
возбуждения электрически не связана с обмоткой якоря,
Рисунок 3.3 – Схемы подключения и внешние характеристики генераторов постоянного
тока с различными системами возбуждения:
а — независимой; б — параллельной; в — смешанной
9
поэтому получает питание от постороннего источника, чаще всего другого ГПТ небольшой
мощности. Обмотка (обмотки) возбуждения генераторов с параллельной (рис. 3.3, б) или
смешанной (рис. 3.3, в) системами возбуждения электрически соединена с обмоткой якоря,
которая по отношению к обмотке (обмоткам) возбуждения является источником питания.
Система возбуждения ГПТ определяет характер изменения напряжения в зависимости от
тока нагрузки и выбирается в соответствии с назначением генератора.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения менее жесткая, чем
генератора независимого возбуждения. Это объясняется тем, что у генератора с параллельным
возбуждением, помимо причин, вызывающих уменьшение напряжения в генераторе независимого
возбуждения (реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря), действует еще и третья уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением напряжения от действия первых двух
причин.
В судовых условиях генераторы независимого возбуждения применяют в СУ
электроприводами системы генератор - двигатель (Г-Д), а параллельного возбуждения - в качестве
возбудителей генераторов независимого возбуждения и для заряда АБ, так как при обратном токе
они не перемагничиваются.
Генераторы смешанного возбуждения имеют на главных полюсах 2 обмотки возбуждения параллельную и последовательную, магнитодвижущие силы которых складываются. В режиме
холостого хода генератор имеет только параллельное возбуждение, так как ток нагрузки равен
нулю. С увеличением тока нагрузки напряжение генератора практически не изменяется, что
объясняется подмагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения. Поэтому
генераторы смешанного возбуждения не нуждаются в АРН. Эти генераторы применяются на судах
в качестве основных генераторов СЭС.
Основные типы судовых ГПТ. Судовые генераторы постоянного тока серии ПМ
(постоянного тока морского исполнения) с номинальным напряжением 115 и 230 В, мощностью
1,25-200 кВт применяют для питания приемников силовых и осветительных сетей. Для заряда
аккумуляторных батарей применяют генераторы с напряжением, изменяющимся от 26 до 46 В
серии ПМ (мощность 0,3-5,6 кВт) и серии КГ (2,75-5,6 кВт). На судах устанавливают также
генераторы серий ГПМ, ПГ, ПГК, ПД и др. мощностью до тысяч киловатт и напряжением до 1200
В, разработанные по специальным заказам.
Изоляция обмоток ГПТ выполняется влаго-, водо- и маслостойкой. Обмотки якоря имеют
изоляцию классов А, В, Н, а параллельная и последовательная обмотки возбуждения, а также
обмотки добавочных полюсов - А, В, Н и F. Режим работы генераторов всех типов
продолжительный.
Генераторы изготовляют горизонтального и вертикального исполнений с одним или двумя
концами валов. В основном все генераторы имеют самовентиляцию по разомкнутому циклу
посредством насаженного на вал вентилятора и лишь некоторые из них - с самовентиляцией по
замкнутому циклу и с принудительной вентиляцией по разомкнутому циклу.
Судовые генераторы с параллельным возбуждением должны иметь АРН с погрешностью ±
2,5 % номинального. У генераторов смешанного возбуждения при изменении нагрузки от 20 до
100 % номинальное изменение напряжения не должно превышать ±5 % номинального.
Генераторы постоянного тока с установившейся температурой нагрева должны выдерживать
перегрузку по току 50 % номинального в течение 15с
Вопрос 4
Технічна експлуатація джерел електроенергії. Поняття технічного використання,
технічного обслуговування та ремонту
Техническая эксплуатация включает в себя техническое использование, техническое
обслуживание (ТО) и ремонт.
Техническая эксплуатация заключается в применении ГА по прямому назначению, включая
работы, связанные с проверкой, пуском (включением), остановкой (выключением), наблюдением
за работой, контролем и учетом технического состояния. Техническое использование должно
10
проводиться в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей, ПТЭ СТС и отдельными
инструкциями по эксплуатации, утвержденными Минморфлотом.
Для каждого судна должно быть определено и строго соблюдаться оптимальное число ГА в
каждом режиме работы судна, обеспечивающее безопасность плавания при минимальных затратах
на производство электроэнергии. Продолжительность параллельной работы ДГ с нагрузками, не
превышающими 45-50 % номинальной мощности, должна быть сведена к минимуму.
При плавании в сложных условиях (проход узкостей и др.) должны быть заблаговременно
подготовлены и при необходимости введены в действие резервные ГА в зависимости от
конкретных условий плавания, комплектации СЭС, технического состояния ГА и ожидаемых
изменений нагрузки. Необходимое количество используемых ГА определяется старшим
механиком с учетом перечисленных условий. Резервные ГА с автоматическим вводом в действие
и дистанционным управлением должны находиться в постоянной готовности к действию.
Отключение средств автоматизации и переход на ручное управление разрешаются при проверке
технического состояния, ТО или ремонте, а также при неисправности этих средств.
Подготовка к действию генератора и ПД проводится одновременно. При этом необходимо:
- убедиться в отсутствии посторонних предметов на генераторе, редукторе и вблизи
соединительных фланцев;
- убедиться в отсутствии загрязнений и посторонних предметов вблизи входных
вентиляционных отверстий;
- проверить наличие защитных кожухов и уровень масла в подшипниках скольжения;
- осмотреть ручной регулятор напряжения, аппаратуру самовозбуждения и АРН.
При подготовке к действию генератора после продолжительного нерабочего периода, а
также в условиях повышенной влажности необходимо измерить сопротивление изоляции и при
возможности провернуть перед пуском ротор (якорь) вручную на 1-2 оборота, наблюдая за его
свободным вращением. Пуск начинают с режима холостого хода, постепенно увеличивая нагрузку
до номинальной. Одновременно контролируют все параметры ГА по приборам, проверяют
степень искрения, уровень шумов и вибрации, правильность работы аппаратуры. Объем и порядок
выполнения операций по вводу в действие генераторов для автономной и параллельной работы, а
также вывода из действия установлены ПТЭ СТС.
Не реже одного раза за вахту необходимо проверить: напряжение, нагрузку и частоту тока
генератора по соответствующим электроизмерительным приборам; сопротивление изоляции сетей
по щитовым мегаомметрам; работу щеточного аппарата; температуру нагрева и чистоту
генератора и его аппаратуры.
Целью технического обслуживания является обеспечение исправного технического
состояния ГА и длительное поддержание их технико-экономических эксплуатационных
характеристик на заданном уровне. Правила технической эксплуатации СТС в зависимости от
объема, характера и сроков проведения работ устанавливают три вида ТО:
- без разборки (ТО № 1), периодичность 2-3 месяца;
- с частичной разборкой (ТО № 2), периодичность 6-12 месяцев;
- с полной разборкой (ТО № 3), периодичность 48-96 месяцев.
Периодичность ТО генераторов постоянного тока в среднем в 2 раза меньше.
При ТО № 1 необходимо: вскрыть смотровые и вентиляционные отверстия; осмотреть
контактные кольца (коллекторы), щеточный аппарат и обмотки статора и ротора (якоря); затянуть
доступные контактные и крепежные соединения; очистить доступные места и фильтры от
загрязнений, продуть генератор сжатым воздухом.
При ТО № 2 необходимо выполнить работы в объеме, предусмотренном ТО № 1, и
дополнительно: вскрыть и очистить коробку выводов; протереть доступные места ветошью,
смоченной в рекомендованном моющем средстве; при необходимости изменить полярность колец
СГ; при необходимости просушить обмотки и покрыть изношенные места изоляции эмалью;
осмотреть подшипники и их смазку, при необходимости добавить смазку того же сорта.
При ТО № 3 необходимо выполнить работы в объеме ТО № 1 и ТО № 2, а также
дополнительно: промыть обмотки статора и ротора (якоря); отремонтировать поврежденные места
изоляции обмоток, пропитать их лаком и покрыть эмалью, после чего просушить; при
11
необходимости проточить и отшлифовать контактные кольца (коллекторы); проверить
динамометром значение нажатия на щетки, при необходимости отремонтировать щеточный
аппарат; заменить смазку в подшипниках; при необходимости окрасить внутренние и наружные
поверхности статора и ротора; проверить сопротивление изоляции обмоток по отношению к
корпусу и между собой.
После выполнения каждого вида ТО необходимо проверить генератор в режиме холостого
хода в течение 1 ч. При этом следует контролировать: напряжение генератора, биение колец и
работу щеточного аппарата, температуру нагрева корпуса и подшипников, отсутствие
постороннего шума и недопустимой вибрации. После выполнения ТО № 3 дополнительно
испытывают генератор при номинальной нагрузке в течение 6 ч.
Работы по ТО выполняют члены судового экипажа, ремонтные бригады и береговые
подразделения в соответствии с планом-графиком технического обслуживания (ПГТО),
утверждаемым службой судового хозяйства пароходства. В ПГТО указывают состав работ, их
периодичность, трудоемкость и исполнителей работ.
Целью ремонта является восстановление до необходимого уровня частично или полностью
утраченных технико-эксплуатационных характеристик ГА. Существует два вида плановопредупредительного ремонта: текущий и капитальный. При текущем ремонте выполняют работы
по восстановлению и замене преимущественно быстроизнашивающихся деталей и узлов, а при
капитальном - работы по восстановлению и замене частей и узлов, связанные с большими
объемами сопутствующих работ.
Текущий ремонт проводят во время стоянки судна на заводе и без вывода судна из
эксплуатации, а капитальный ремонт - как правило, с выводом судна из эксплуатации. Ремонтные
работы проводят члены экипажа, а также работники баз технического обслуживания (БТО) и
электроремонтных цехов судоремонтных предприятий.
Организация ТО и ремонта должна соответствовать требованиям комплексной системы ТО
и ремонта судов (РД 31.20.50-87).
Вопрос 5
Автоматичні вимикачі. Призначення, основні елементи, основні характеристики.
Состав АВ
Основные понятия и определения
Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат,
предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях,
а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при
нормальных условиях работы.
Автоматические выключатели в зависимости от времени срабатывания делятся на
селективные и неселективные.
Неселективными (установочными) называются АВ, срабатывающие при токах КЗ без
выдержки времени. АВ, срабатывающие с выдержкой времени при токах КЗ называют
селективными.
Независимо от типа АВ состоят из следующих основных элементов:
 контактной системы;
 дугогасящего устройства;
 механизма свободного расцепления;
 автоматического отключающего устройства.
Структурная схема автомата приведена на рисунке 5.1.
12
Рисунок 5.1 – Структурная схема автоматического выключателя
Схема, представленная на рисунке 5.1, характерна для наиболее сложных автоматов,
используемых в качестве генераторных, секционных, перемычек, а также устанавливаемых на
фидерах отдельных потребителей, для которых требуется дистанционное управление. Для
большинства автоматов распределительной сети не требуются вспомогательные контакты, привод,
независимый расцепитель.
Контактная система состоит из главных, дугогасящих и вспомогательных контактов.
Через главные контакты проходит ток нагрузки электрической цепи. Дугогасящие контакты
включены параллельно главным и предназначены для защиты главных контактов от подгорания
при замыкании и размыкании цепи. Они замыкаются раньше главных а размыкаются позже.
Вспомогательные контакты предназначены для коммутации цепей управления. В установочных
автоматах дугогасящие и вспомогательные контакты могут отсутствовать.
Дугогасящее устройство выполнено в виде деионной решетки и предназначено для
быстрого охлаждения дуги путем ее дробления. (Деионная решетка представляет собой стальные
пластины с антикоррозионным покрытием, которые расположены в камере из изолирующего
материала. Под действием электродинамических сил дуга втягивается в деионную камеру,
разбивается на ряд коротких дуг и быстро гаснет.)
Механизм свободного расцепления представляет собой систему рычагов, валиков и пружин
и предназначен для автоматического отключения автомата под воздействием расцепителей.
Механизм обеспечивает срабатывание даже тогда, когда последний удерживается во включенном
положении рукояткой.
Необходимо отметить, что отключение автомата происходит за счет энергии ранее
взведенных пружин, а сама конструкция автомата представляет собой систему ломающихся
рычагов.
Рисунок 5.2 – Кинематическая схема механизма свободного расцепления
а – после автоматического отключения;
б – в положении, предшествующем включению;
в – во включенном положении.
В качестве автоматического отключающего устройства в автоматических выключателях
используются расцепители, которые представляют собой реле той или иной конструкции.
13
Расцепители АВ контролируют величину соответствующего параметра защищаемой цепи и
производят отключение АВ, когда эта величина достигнет или превышает заданное значение
(уставку).
По принципу действия расцепители делятся на следующие типы:
 электромагнитные;
 тепловые;
 электронные.
По назначению расцепители делятся на максимальные, независимые, минимальные.
Максимальный расцепитель служит для отключения токов КЗ.
Независимый расцепитель служит для мгновенного отключения автомата при нажатии на
дистанционную кнопку отключения или воздействия со стороны других средств защиты.
Минимальный расцепитель служит для отключения АВ при снижении напряжения ниже
допустимого или воздействия со стороны других средств защиты..
Максимальные расцепители могут быть:
 первичными или вторичными (в зависимости от того включены они в силовую
цепь непосредственно или получают сигнал от промежуточных трансформаторов);
 прямого или косвенного действия (в зависимости от того, воздействуют они на
механизм свободного расцепления прямо или через независимый расцепитель).
В отечественных автоматических выключателях использованы в основном первичные
расцепители прямого действия, которые представляют собой катушку максимального токового
реле. Схема такого расцепителя представлена на рисунке 5.3 а. Для создания выдержек времени в
них применялись различного рода замедлители – механические, гидравлические, воздушные. И
только в автоматических выключателях отечественного производства типа А3700 применен
встроенный электронный вторичный максимальный расцепитель косвенного действия (его
называют полупроводниковым расцепителем).
Рисунок 3 – Схемы расцепителей максимального тока.
а – первичный расцепитель прямого действия; б – вторичный
(бесконтактный) расцепитель косвенного действия.
Независимый и минимальный расцепители представляют собой катушку реле напряжения.
Основные характеристики автоматических выключателей
1)
Защитная время-токовая характеристика – зависимость времени срабатывания от
величины тока (кратности).
14
t
Зона тепл.
расцепителя
Зона макс.
расцепителя
Iпогр
Рисунок
I, о.е.
Время-токовая характеристика автоматического выключателя с
комбинированным расцепителем
2) Предельная коммутационная способность (ПКС) – это наибольшее значение тока,
который электрический аппарат способен отключить без повреждений и включить без сваривания.
3) Электродинамическая устойчивость – наибольшее значение тока, который
электрический аппарат способен выдержать в течение короткого промежутка времени без
механических повреждений.
4) Термическая устойчивость – наибольшее значение тока, который электрический
аппарат способен пропустить в течение короткого промежутка времени без порчи изоляции и
токоведущих частей.
5) Механическая и электрическая износостойкость – количество коммутационных циклов
«включение-отключение», которые аппарат способен выдержать без повреждений.
4
–
Вопрос 6
Автоматичні вимикачі. Основні параметри. Сучасні автоматичні вимикачі серії
"Маstеrрасt", "Соmрасt", їх основні параметри та застосування.
Основные параметры автоматических выключателей
Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат,
предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях,
а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при
нормальных условиях работы.
К основным параметрам автоматических выключателей относятся:
– номинальное напряжение автоматического выключателя;
– номинальный ток автоматического выключателя;
– номинальный ток максимального расцепителя;
– уставка по току срабатывания максимального расцепителя;
– уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных
автоматов)
Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в
продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные
расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут
отличаться от номинальных токов АВ. Уставкой по току срабатывания максимального
расцепителя считается ток, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка
по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах. Уставка по времени
срабатывания максимального расцепителя это время между моментом обнаружения короткого
замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.
Современные генераторные автоматы «Masterpact»
15
Современные генераторные автоматы типа «Masterpact» представляют собой
малогабаритные полнофункциональные выключатели на токи от 630 до 6300 А. В них на смену
обычным расцепителям пришли микропроцессорные блоки контроля и управления, соединяющие
в себе измерительные и защитные функции. Внешний вид выключателя представлен на рисунке 6.
Блок контроля и управления находится на лицевой стороне выключателя и снабжен ЖК-дисплеем,
на котором отображается необходимая информация. Блок контроля и управления представлен на
рисунке 7.
Рисунок 6.1 – Генераторный автомат типа «Masterpact
Рисунок 6.2 – Блок контроля и управления Micrologic
1 – уставка тока и времени защиты с большой выдержкой времени;
2 – световой индикатор перегрузки;
3 – уставка тока и времени защиты с малой выдержкой времени;
4 – уставка тока токовой отсечки;
5 – уставка тока и времени дифференциальной защиты или защиты от замыкания на землю;
6 - кнопка тестирования дифференциальной защиты или защиты замыкания на землю;
7 – винт крепления калибратора защиты с большой выдержкой времени;
16
8 – гнездо для подключения тестирующего устройства;
9 – лампа, сигнализирующая тестирование, сброс и состояние элемента питания;
10 – сигнализация причин отключения;
11 – дисплей;
12 – индикатор измерений
13 – индикатор техобслуживания;
14 – параметрирование защит;
15 – кнопки перемещения по меню;
16 – блокировка регулировок при закрытом кожухе (палец).
Блок контроля и управления Micrologic оснащен жидкокристаллическим дисплеем и
простыми навигационными клавишами. Пользователь имеет прямой доступ к необходимым
параметрам и уставкам. Навигация между экранами осуществляется интуитивно, регулировка
предельно упрощена посредством непосредственного считывания с дисплея. Текстовая
информация отображается на выбранном языке.
В соответствии с уставками тока и времени, регулируемыми с клавиатуры или
дистанционно при наличии дополнительной функции связи СОМ, блок Micrologic P контролирует
токи и напряжения, мощность, частоту и направление вращения фаз. При наличии
дополнительной функции связи СОМ каждое превышение уставки сигнализируется
дистанционно. Каждое превышение уставки может действовать на выбор на отключение (защита)
или на сигнализацию, осуществляемую дополнительным программируемым контактом М2С или
М6С (сигнализация) или же на отключение и сигнализацию одновременно.
Схема управления автоматическим выключателем представлена на рисунке 7.
17
Рисунок 6.3 – Схема управления автоматическим выключателем
Т.о. автоматический выключатель через порт СОМ способен передавать информацию в
систему диспетчеризации о выходе параметров за пределы нормы, и о причинах отключений,
которые в дальнейшем могут быть переданы в виде СМС сообщения электромеханику и на
фирму-изготовитель.
Автоматический выключатель может быть настроен на следующую время-токовую
характеристику. Такой автомат имеет две уставки срабатывания в зоне КЗ.
18
t
Зона макс.
расцепителя
с выдержкой
времени
Зона тепл.
расцепителя
Iуст
Зона макс.
расцепителя
без выдержки
времени
Iотс
I, о.е.
Рисунок 6.4 – Время-токовая характеристика автомата типа «Masterpact»
Если ток в сети превысит ток отсечки Iотс, что возможно при КЗ на сборных шинах ГРЩ,
автоматический выключатель без выдержки времени отключит такое замыкание. Это позволяет
повысить электродинамическую и термическую устойчивость аппарата.
Автомат без тех обслуживания обеспечивает 10 тыс. операций «Вкл-Откл» и 30
операций по откл. токов КЗ, ПКС аппарата 150 кА. Индикатор тех обслуживания
позволяет проверить состояние дугогасительной камеры, главных контактов в
зависимости от отключаемого тока и числа операций.
Автоматические выключатели серии Compact
Серия Compact - это автоматические выключатели на токи от 15 до 1250 А:
Compact NS на токи от 15 до 630 А;
Compact C на токи от 800 до 1250 А.
Исполнение: 1, 2, 3 или 4 полюса, стационарный или выдвижной, большой выбор блоков
упpавления с шиpокими возможностями.
Система Compact может иметь pазличную конфигуpацию благодаpя многочисленным
элементам, присоединяемым к выключателю.
Одни и те же pасцепители, вспомогательные устpойства, аксессуаpы для установки и
присоединения применяются для различных моделей аппаратов одного типа:
- Compact NS80 и NSA125/160,
- Compact NS100 - NS250,
- Compact NS400 - NS630,
- Compact C801 - C1251.
В целом, автомат универсален и может применяться в цепях защиты отдельных
приемников электроэнергии и сетей напряжением до 1000 В. Блок – схема автоматического
выключателя приведена ниже. Автоматический выключатель этой серии может быть использован
как генераторный или как установочный.
В качестве автоматического отключающего устройства в автоматах применяются
расцепители магнитотермические и электронные.
19
Усиленная блок-система аппаpатов Compact
моделей NS80 и NSA125/160, NS100 – NS250, NS400-NS630, C801-C1251
Система Compact может иметь
pазличную конфигуpацию
благодаpя многочисленным
элементам, пpисоединяемым к
выключателю.
Одни и те же pасцепители,
вспомогательные устpойства,
аксессуаpы для установки и
пpисоединения пpименяются
для pазличных моделей
аппаpатов одного типа:
_ Compact NS80 и NSA125/160,
_ Compact NS100 - NS250,
_ Compact NS400 - NS630,
_ Compact C801 - C1251.
Сеpия Compact - это автоматические выключатели на токи
от 15 до 1250 А:
c Compact NS на токи от 15 до 630 А,
c Compact C на токи от 800 до 1250 А.
Исполнение –1, 2, 3 или 4- полюсные.
1. Блок отключения.
2. Pасцепители.
3. Блок Vigi.
4. Блок контpоля изоляции.
5. Индикатоp наличия
напpяжения.
6. Блок ампеpметpа.
7. Pасцепитель MN или MX.
8. Вспомогательный
многофункциональный контакт.
9. Стандаpтная повоpотная
pукоятка.
10.Выносная повоpотная
pукоятка
11.Мотоp-pедуктоp.
12.Выдвижной цоколь.
13.Аксессуаpы для
пpисоединения
вспомогательных цепей
выдвижного цоколя.
14.Аксессуаpы для
пpисоединения.
15.Коpоткие клеммные
заглушки.
16.Длинные клеммные
заглушки.
20
Вопрос 7
Устрій і принцип дії автоматичних вимикачів серії АМ.
Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат,
предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях,
а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при
нормальных условиях работы.
Автоматические выключатели в зависимости от времени срабатывания делятся на
селективные и неселективные.
Неселективными (установочными) называются АВ, срабатывающие при токах КЗ без
выдержки времени. АВ, срабатывающие с выдержкой времени при токах КЗ называют
селективными.
Независимо от типа АВ состоят из следующих основных элементов:
 контактной системы;
 дугогасящего устройства;
 механизма свободного расцепления;
 автоматического отключающего устройства.
На судах отечественной постройки в качестве генераторных используются автоматические
выключатели серии АМ и ВА. Они предназначены для коммутации и защиты генераторов СЭС.
Конструкция и принцип действия.
Автоматические выключатели серии AM выпускают двух- и трехполюсными на токи 8005500 А. Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в
продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные
расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут
отличаться от номинальных токов АВ.
Автоматический выключатель состоит из отдельных устройств: контактной системы,
привода, механизма свободного расцепления, расцепителей, коммутатора.
Контактная система АВ
Контактная система каждого полюса состоит из комплекта главных и дугогасительных
контактов. Главные контакты состоят из неподвижных контактов и подвижного контакта-ролика.
При включении АВ первыми замыкаются дугогаситель-ные контакты, а затем - главные. При
отключении АВ размыкание контактов происходит в обратной последовательности. Этим
исключается появление электрической дуги на главных контактах.
Конструкцией контактов предусмотрено использование электродинамических сил для
увеличения силы нажатия дугогасительных контактов при включении АВ. При замыкании
контактов 17, 12 возникает дуга, создающая силы электродинамического отталкивания. Для
гашения этих сил дугогасительные контакты снабжены компенсационным устройством. Контакт
12 может поворачиваться относительно оси 13 на небольшой угол, и его положение в разомкнутом
состоянии фиксируется пружиной 11. Стойка 9 имеет прорезь 10, заполненную изоляционной
прокладкой, и ток дугогасительных контактов направляется по наружной кромке .стойки 9 через
ось 13, контакт 12 и далее через контакты 17 и 20 (путь тока на рисунке 1 показан стрелками).
21
Рисунок 7.1 – Автоматический выключатель серии AM
Между стойкой 9 и контактом 12 возникают силы электродинамического отталкивания.
Сила давления тем больше, чем больше протекающий ток через контакты. Так обеспечивается
надежное соприкосновение дугогасительных контактов даже во время появления дуги.
Возникающая дуга удлиняется, движется по дугогасительным рогам 14, 16 и попадает в
асбоцементную дугогасительную камеру 15 с прорезями. Здесь дуга охлаждается и гаснет.
Привод АВ
Привод может быть выполнен ручным с помощью рукоятки или электромеханическим с
помощью электродвигателя, работающего через редуктор. Привод автомата обеспечивает взвод
пружин. Операции по включению и отключению автомата могут быть выполнены только после
предварительного взвода пружин.
Механизм свободного расцепления
Механизм свободного расцепления - это система рычагов, валиков и пружин, через которые
момент, приложенный к рукоятке, или момент ЭД передается на вал 9. При включении АВ
взводятся пружины механизма свободного расцепления. Если какие-либо из защит будут в это
время воздействовать на отключающий валик 21, то механизм свободного расцепления не даст
возможности АВ включиться. Отключение АВ происходит под действием отпущенных пружин.
Остальные устройства АВ называются пристройками. Их число и виды определяются
вариантом исполнения АВ. К пристройкам относятся максимальные расцепители (защита от токов
КЗ или перегрузок), замедлители (реле времени), независимый и минимальный расцепители,
коммутатор.
Максимальный расцепитель служит для отключения токов КЗ. Расцепитель представляет
токовую катушку, которая через замедлитель воздействует на механизм свободного расцепления.
Замедлитель представляет собой анкерный механизм
При возникновении тока КЗ магнитный поток в магнитопроводе становится достаточным
для преодоления усилий противодействующих пружин и притяжения подвижного якоря 4
магнитопровода. Якорь 4 через кронштейн и ролик воздействует на рычаг. Возникает момент
вращения селективного вала 21. Начинает действовать замедлитель (расположен с другой стороны
АВ и на рис. 5.4 не показан). Замедлитель бывает часовым или анкерным. Только после истечения
его выдержки времени валик 21 повернется так, что его кронштейн с роликом нажмет на пластину
22
3. Поворачивается отключающий валик 2, который через механизм свободного расцепления
отключит АВ.
В схемах судовых генераторов обычно устанавливают 2 максимальные защиты: от токов КЗ
и от перегрузок. АВ всегда имеют защиту от КЗ, а защита от перегрузок может выполняться
другими устройствами, работающими не на отключение генератора, а на отключение
малоответственных потребителей. Только по специальному заказу могут изготовляться АВ с
довольно установлеными максимальными расцепителями, работающими в зоне перегрузок.
Замедлитель АВ может быть настроен на различные уставки срабатывания: 0,18, 0,38, 0,63
с.
Наличие трех уставок по времени позволяет называть АВ селективным (избирательным).
Уставка по времени данного АВ согласуется с уставками других АВ электроэнергетической
системы с таким _ расчетом, чтобы при возникновении КЗ в определенной точке первым
отключился ближайший АВ, сохраняя работоспособность остальной части системы.
При изготовлении АВ с защитой в зоне перегрузок применяют термобиметаллические
расцепители.
Независимый расцепитель АВ служит для мгновенного отключения генератора. При
нажатии на кнопку отключения подается питание на катушку 23 разделителя. Подвижный якорь
расцепителя преодолевает усилие пружины 22 и освобождает рычаг 24, который под действием
пружины 25 ударяет по рычагу с роликом отключающего вала 2-. в результате АВ отключается.
При включении АВ вместе с валом поворачивается включающий вал 26 и насаженный на него
кулачок через отводку с роликом возвращает рычаг 24 в исходное состояние. Собачка якоря
расцепителя вновь удерживает рычаг 24.
Минимальный расцепитель служит для отключения АВ при снижении напряжения ниже
допустимого. Кроме того, если генератор возбудился до напряжения ниже 0,8Uном, то
минимальный расцепитель при попытке включить АВ вновь его отключит. Катушка 23
минимального расцепителя находится под напряжением генератора и якорь расцепителя притянут.
При U < 0,8 Uном расцепитель отпускает якорь, освобождается рычаг, воздействующий на
отключающий валик 2, и АВ отключается.
Коммутатор представляет собой набор вспомогательных контактов, переключаемых
рычагами вместе с валами 19 и 26. Контакты коммутатора переключают цепи сигнализации и
управления СЭС.
Схема управления автоматическим выключателем серии АМ
Автоматы серии АМ имеют ручной привод и дистанционный привод с ускоренным
включением.
Дистанционный привод предназначен для нечастых оперативных включений автомата.
Кроме того, предусматривается ручное включение при помощи съемной рукоятки.
Дистанционный привод с ускоренным включением автоматов позволяет использовать эти
автоматы в электростанциях с точной автоматической синхронизацией генераторов при
включении на параллельную работу. Собственное время включения автомата при взведенном
положении привода составляет 0,03÷0,05 с.
Схема дистанционного привода с ускоренным включением представлена на рисунке 2.
Привод состоит из следующих основных узлов:
– коллекторного электродвигателя М переменного тока;
– электромагнитной муфты YC, соединяющей электродвигатель с редуктором, через
который взводятся пружины механизма свободного расцепления;
– электромагнита YА включения;
– независимого расцепителя KV1;
– путевых (конечных) выключателей SQ1, SQ2, работающих одновременно с главными
контактами автомата;
– контактов SF1÷SF4, управляемых механизмом взвода пружин.
23
Рисунок 7.2 – Схема управления автоматическим выключателем
серии АМ
На схеме также изображены: QF – контактная система автомата; FA - максимальные
расцепители; KV2 – минимальный расцепитель.
Каждое включение или отключение АВ происходит за счет энергии ранее взведенных
пружин. После срабатывания АВ собирается цепь пуска двигателя М, взводятся пружины для
следующего включения (отключения) АВ и двигатель отключается. На рисунке 5.2 состояние
схемы соответствует положению АВ со взведенными пружинами. При нажатии на кнопку "Пуск"
электромагнит YA освобождает взведенные пружины, АВ включается и контакт SQ1 размыкается,
а контакт SQ2 переключается в положение 1, обеспечивая пуск двигателя М. В конце взвода
пружин контакты SF1, SF2 размыкаются, a SF3, SF4 замыкаются: электродвигатель М
отключается. При нажатии на кнопку "Стоп" поступает питание на минимальный раcцепитель
KV1, АВ выключается, контакт SQ1 замыкается, a SQ2 переключается в положение 2 и через
замкнутый контакт SF3 включается двигатель М взвода пружины. В конце взвода контакты SF1SF4 возвращаются в состояние, показанное на схеме, и двигатель отключается.
Собственное время отключения АВ не превышает 0,08 с, взвод пружин - примерно 10 с.
При снижении напряжения на 20-30 % номинального с выдержкой времени 2 с (создается цепью
C-R2-R3) расцепитель KV2 прямым воздействием на отключающий вал отключит АВ.
Допускается 10 включений АВ подряд, затем требуется 30-минутный перерыв. Ручной
резервный взвод механизма АВ осуществляется вращением съемной рукоятки. После взвода
поворотом рукоятки включения АВ можно включить (выключить).
При техническом обслуживании АВ следует обращать внимание на состояние контактных
поверхностей. Наплавления металла на контактах удаляют бархатным напильником. Со всех
деталей удаляют пыль и нагар. Проверяют чистоту дугогасительных камер, правильность их
установки, плавность работы механизма свободного расцепления. При обслуживании АВ с
частичной разборкой проверяют усилия нажатия контактов, их провалы, испытывают в работе все
защиты.
Вопрос 8
Устрій і принцип дії автоматичних вимикачів приймачів електроенергії.
Согласно требованиям Регистра в распределительных сетях цепи, отходящие от РЩ,
должны защищаться от токов КЗ и перегрузки. Не требуют защиты от перегрузок фидеры,
питающие электроприводы (так как защита установлена в устройствах управления), а также
фидеры питания распределительных щитов, если питаемые от них потребители имеют
индивидуальные средства защиты от перегрузки, а сам фидер рассчитан на максимальный ток.
24
Автоматы распределительных сетей служат для защиты распределительных сетей от
перегрузок и КЗ, а также нечастых оперативных коммутаций фидеров, отходящих от ГРЩ и РЩ.
Эти автоматические выключатели полностью защищены пластмассовым корпусом и их можно
устанавливать в РЩ и отдельно, поэтому их иногда называют «установочными».
Установочные автоматические выключатели отечественного производства: серии А3100,
А3300, А3500, А3700, АК50 и др.
Чаще других применялись автоматы серии А3300, А3700, АК50.
Автоматические выключатели серии А3300
Обладают повышенной вибростойкостью. Изготавливаются 2-х и 3-х полюсными, всегда в
трехполюсном корпусе. Выпускаются на номинальные токи:
I, II величины – 100 А;
III величины – 200 А;
IV величины – 600 А.
Автоматические выключатели могут иметь:
1) защиту только от КЗ, выполненную электромагнитным максимальным расцепителем;
2) комбинированную защиту (от токов КЗ и тепловую защиту), выполненные
электромагнитным максимальным расцепителем и тепловым;
3) вообще не иметь защиты.
Все автоматы данной серии имеют ручное управление. Автоматы 2, 3, 4 величин могут
иметь независимый отключающий расцепитель. Любой расцепитель воздействует на механизм
свободного расцепления.
Автоматические выключатели серии А3700
Автоматы этой серии пришли на смену автоматам серии А3100, А3300, А3500.
Автоматы серии А3700 выпускаются следующих исполнений:
1) токоограничивающие с электромагнитным расцепителем;
2) токоограничивающие с полупроводниковым и электромагнитным расцепителями;
3) токоограничивающие с электромагнитным и тепловым расцепителями:
4) селективные с полупроводниковым расцепителем;
5) неавтоматические.
Токоограничивающие автоматы обладают большим быстродействием, при КЗ отключение
происходит на первой полуволне тока, т.е. они отключают автомат раньше, чем ток КЗ достигнет
своего ударного значения. Токоограничивающий эффект достигается за счет использования
электродинамического отброса неподвижных контактов под воздействием тока КЗ.
Большим достоинством автоматов серии А3700 является наличие исполнений с
полупроводниковыми расцепителями, которые в процессе эксплуатации можно регулировать
(изменять время-токовую характеристику, изменять номинальный ток расцепителя, уставки по
току и времени срабатывания в зоне КЗ и перегрузки).
Полупроводниковый расцепитель обеспечивает защиту в зоне КЗ и перегрузки и
немедленно готов к действию после срабатывания.
Выключатели А3700 могут комплектоваться дополнительными устройствами:
 независимым расцепителем;
 дополнительными контактами;
 навесным электромагнитным приводом.
Автоматические выключатели серии АК50
Изготавливаются в пластмассовом корпусе на токи до 50 А и напряжение 400 и 230 В,
двух- и трехполюсными.
Изготавливаются:
 с максимальным расцепителем и гидравлическим замедлителем АК50-2МГ,
АК50-3МГ и обеспечивают защиту от перегрузки и КЗ;
 с максимальным расцепителем АК50-2М, АК50-3М и обеспечивают защиту от
КЗ;
 без максимального расцепителя АК50-2, АК50-3.
25
Контактное устройство всех автоматов АК50 рассчитано на ток 50 А, но в автоматы
могут устанавливаться расцепители на различные токи от 0,6 до 50 А.
Автоматы типов А3300 и АК50 удобны в эксплуатации, их контакты не требуют зачистки.
После отключения автомата максимальным расцепителем рукоятку необходимо перевести в
крайнее нижнее положение, а затем переводом рукоятки вверх включить автомат. Если автомат
отключит приемник, то разрешается его включить один раз повторно.
Вопрос 9
Устрій і принцип дії запобіжників
Плавкие предохранители предназначены для защиты участков судовой сети и отдельных
приемников от повышенных токов. Основным элементом предохранителей является плавкая
вставка, которая вставляется в патрон.
Основными параметрами плавких предохранителей являются:

номинальный ток плавкой вставки, при котором она длительно не перегорает;

ток отключения, который вызывает разрушение плавкой вставки, он равен (1,25 –
1,45)Iном для цинковых вставок; (1,1 – 1,6)Iном для серебряных вставок, (1,6 – 2,0)Iном – для
цинковых вставок; (1,6 – 2,0)Iном для медных вставок;

номинальный ток патрона, (корпуса) предохранителя;

ударный ток. При возникновении ударного тока корпус предохранителя будет
разрушен.
Плавкие вставки в зависимости от времени срабатывания могут изготавливаться
инерционными, нормальными и быстродействующими. Все плавкие предохранители разделяются
на трубчатые и пробочные.
Трубчатые предохранители типа ПР2
Выпускаются на напряжение 220 и 500 В, имеют патроны, рассчитанные на токи 15, 60,
100, 350, 600, 1000 А. В комплект ПП входят цинковые плавкие вставки на токи от 6 до 1000 А.
Например, с патроном на 60А можно применять плавкие вставки на 15, 25, 35 и 60 А.
Рисунок 9.2 – Предохранители: а – плавкие вставки; б, в – трубчатые соответственно с
резьбовой насечкой и контактными ножами; г – пробочные; д –
времятоковая характеристика
Предохранители ПР2 до 60 А состоят из фибрового патрона 1 (см. рисунок 9.2, б) и
впрессованной в него латунной втулки 4. В прорезь втулки вставляют и загибают цинковую
плавкую вставку 2. На втулку с резьбой навинчивают латунный колпачок 3, который прижимает
плавкую вставку. Предохранители на токи более 60 А изготавливаются с медными контактными
ножами 5 (см. рисунок 9.2, в).
26
Предохранительные патроны на токи до 60 А вставляют и извлекают при помощи
специальных фибровых клещей, на большие токи – с помощью пластмассовых рукояток,
закрепленных на фибровом патроне.
Предохранители типа ПДС (сигнальные)
Более удобны в эксплуатации, чем предохранители ПР2. Выпускаются шести типоразмеров
на токи 6 – 350 А и напряжения 250 и 380 В.
Предохранитель состоит из фарфоровой трубки 4, основания 10 и головки 5, направляющей
шайбы 2, контактного латунного болта 1, серебряной плавкой вставки 3, сигнального бойка 6,
стеклянного смотрового окна 7 и зажима 11.Трубка заполнена кварцевым песком. Сигнальный
боек припаян к концу плавкой вставки, и под ним имеется пружина. При перегорании плавкой
вставки сигнальный боек отбрасывается пружиной.
Предохранители типа ПД без сигнального устройства выпускают на токи до 600 А с
плавкими вставками 430, 500, 600 А.
Зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока отключения называется его
времятоковой характеристикой.
Особенности эксплуатации
Работающие в распределительных устройствах предохранители должны иметь надежные
контакты плавких вставок с патронами. Следует пользоваться только штатными плавкими
вставками, разрешается временно применять плавкие вставки из медной проволоки, диаметр
которой определяется по справочным таблицам в зависимости от тока отключения. Под
предохранители запрещается подкладывать какие-либо металлические прокладки и проволоку.
При перегорании плавкой вставки ее заменяют, при повторном перегорании необходимо
установить причину неисправности.
Вопрос 10
Порядок вибору комутаційно-захисної апаратури
Выбираемая для установки на судне аппаратура, прежде всего должна соответствовать
требованиям Правил Регистра.
В зависимости от места установки аппаратуры на судне выбирают его степень
защищенности, определяют способ крепления и подвод питания.
Любой аппарат выбирают с учетом рода тока, значений частоты, напряжения, и тока
нагрузки, количества фаз (полюсов). При этом должны соблюдаться два условия:
Uном ≥ Uраб;
Iном ≥ Iраб.
где Uном, Iном – номинальные напряжение и ток аппарата;
Uраб, Iраб – рабочие напряжение и ток аппарата в данной схеме.
При выборе коммутационной аппаратуры (контакторы, переключающие реле, выключатели
и переключатели) достаточно выполнить эти два условия.
Выбор защитных и коммутационно-защитных устройств имеет свои особенности.
Выбор предохранителей.
Выбирается плавкая вставка, а затем патрон.
Для защиты сетей освещения, отопления, сигнализации, в которых не возникают пусковые
токи, плавкую вставку выбирают по условию
Iп.в. ≥ Iраб.
При выборе плавкой вставки предохранителя, защищающего электродвигатель (ЭД),
следует учитывать условия пуска. Плавкая вставка не должна перегорать в пусковом режиме
Iп.в. ≥ k∙Iном,
где k – коэффициент, учитывающий условия пуска,
k=(1÷1,5) – для ЭД с легкими условиями пуска;
k=(2,5÷3) – для ЭД с тяжелыми условиями пуска;
27
Iном – номинальный ток электродвигателя.
При выборе плавкой вставки, устанавливаемой для защиты нескольких ЭД, считают, что
ЭД, имеющий наибольший пусковой момент, находится в пусковом режиме, а остальные
работают с номинальной мощностью
Iп.в. ≥ k∙Iном.1+ kо∙( Iном.2+ Iном.3+…+ Iном.n),
где kо – коэффициент одновременности.
Далее выбирают патрон предохранителя с соблюдением условий
Iп. ≥ Iном;
Uп. ≥ Uном,
где Iп., Uп. – номинальные значения тока и напряжения патрона;
Iном, Uном - номинальные значения тока и напряжения защищаемого электродвигателя.
Выбор автоматических выключателей.
Сначала выбирают тип автоматического выключателя по условию
Iном.а ≥ Iраб,
где Iном.а – номинальный ток автомата;
Iраб – рабочий ток защищаемого участка (генератора или приемника).
Выбирают максимальный расцепитель по условию
Iном.р ≥ Iраб,
где Iном.р – номинальный ток выбираемого расцепителя.
Выбирают ток трогания расцепителя (или ток срабатывания в зоне КЗ, ток уставки в зоне
КЗ). Расцепитель не должен срабатывать от пусковых токов ЭД
Iуст. ≥ (1,5÷1,8)∙Iп.дв,
где Iп.дв – пусковой ток двигателя.
Для селективных автоматических выключателей выбирают время срабатывания
выключателя в зоне КЗ.
При выборе генераторного и секционного автомата кратность тока уставки в зоне КЗ
принимается равной 2,5÷3,5.
Рабочий ток секционного автомата рассчитывается по формуле
I раб 
1
I  I  ... IGn  ,
2 G1 G2
где IG1  IG2  ... IGn  - сумма токов генераторов электростанции без учета резерва.
Выбор автоматического выключателя защиты РЩ осуществляется по суммарному току
I раб  ko  I1  I2  I3  ... In  ,
где ko – коэффициент одновременности, ko=0,8;
(I1+I2+I3+...+In) – сумма токов потребителей, подключенных к щиту.
Выбор уставки по току срабатывания в зоне КЗ производится из условия отстройки от
ложных срабатываний при пуске самого мощного электродвигателя
I уст  1,5 1,8 kп  I k  ko  I1  I 2  I3  ... I n ,
где Ik – номинальный ток самого мощного потребителя;
kn – кратность пускового тока самого мощного потребителя.
Вопрос 11
Устрій і принцип дії індукційних реле оберненої потужності
Реле защиты генераторов и приемников от токов КЗ, а иногда и от токов перегрузок
являются неотъемлемой частью их автоматических выключателей. В АВ генераторов встроены
также реле защиты СЭС от работы со значительно пониженным напряжением. На долю отдельно
устанавливаемых в ГРЩ или ПУ реле остаются функции защиты генераторов от перехода в
двигательный режим, что возможно при параллельной работе, а также функции ступенчатой
защиты от перегрузок способом отключения менее ответственных приемников. Иногда
устанавливают дополнительные защиты, например, отключающие защиты при понижении
напряжения или обрыве одной фазы при питании судна с берега.
28
Реле защиты могут быть электромагнитной, индукционной и других систем, а также
электронными.
Реле обратной мощности типа ИМ-149 (рис. 11.1, а). Оно изготовлено на базе
индукционного механизма: на алюминиевый диск 9 действуют магнитные потоки катушек 1
напряжения и катушки 2 тока.
Рисунок 11.1. Индукционное реле обратной мощности (а, б) и электромагнитное реле
обратного тока (в, г)
Момент вращения прибора пропорционален активной мощности М =kIU cos. В
генераторном режиме диск реле повернут влево до упора. Через шестерню 8 шестерня 4 повернута
вправо и подвижный контакт 7, установленный на ней, максимально удален от контактов 5. При
переходе СГ в двигательный режим векторы тока и магнитного потока электромагнита 2 изменят
направление на 180°, поэтому момент вращения диска реверсируется. Подвижная часть реле
поворачивается в другую сторону до замыкания контактов 5, через которые поступает питание на
отключающий расцепитель АВ генератора. Вместе с генератором отключается и реле, механизм
которого под действием спиральной пружины 6 возвращается в исходное положение. Положение
подвижного контакта 7 на шестерне 4 относительно контактов 5 можно изменять, ориентируясь по
шкале 3. Минимальному расстоянию между контактами 7 и 5 соответствует выдержка времени 2 с
срабатывания реле, наибольшему расстоянию - 12 с. Поля постоянных магнитов 10 во время
движения диска создают противодействующий момент подвижной части прибора. Обмотку 2
можно переключить на разное число витков, обеспечивая уставку срабатывания реле 6,4; 9,6 или
12 % номинальной активной мощности.
Реле ИМ-149 включаются через трансформаторы тока ТА (рис. 1, б). Номинальный ток
вторичных обмоток (обмоток 2 реле) составляет 5А. Подбирая ТА по значениям тока первичной
обмотки, реле можно использовать для генераторов разных мощностей.
Реле обратного тока типа ДТ. Эти реле служат для защиты генераторов постоянного тока
от перехода в двигательный режим. Реле изготовлено в виде электромагнитного поляризованного
механизма (рис. 11.1, в). На неподвижном магнитопроводе находится катушка 3 тока, а на
поворотном сердечнике расположена катушка 2 напряжения. В генераторном режиме работы
магнитный поток катушки 3 действует на сердечник согласно с усилием пружины, удерживая
контакты реле разомкнутыми. При переходе генератора в двигательный режим изменяется
направление тока через его якорь и катушку 3, Магнитный поток катушки 3 изменяет
направление, преодолевает усилие пружины и, поворачивая сердечник, замыкает контакты.
Реле ДТ изготовляют на токи 6-1600 А. Обмотка катушки 2 рассчитана на 48 В, поэтому
при включении реле в сеть 11О и 220 В необходимо использовать дополнительные резисторы
сопротивлениями 800 и 2200 Ом. Реле обратного тока ДТ-113 и ДТ-117 на ток 1600 А не имеют
обмоток 3, поэтому их монтируют непосредственно на шине ГРЩ. Контакты реле могут быть
замыкающими и размыкающими.
29
Вопрос 12
Призначення, класифікація та конструкція розподільчих устроїв.
Судовые электрораспределительные устройства - это комплектные электротехнические
устройства в виде щитов с аппаратами управления, защиты и сигнализации, предназначенные для
приема и распределения электроэнергии между приемниками.
Классификация распределительных щитов
На судах устанавливают следующие виды распределительных щитов:
главный, предназначенный для присоединения источников электроэнергии к судовой
силовой сети, управления их работой и распределения электроэнергии;
аварийный, являющийся частью аварийной СЭС и предназначенный для присоединения
аварийных источников электроэнергии к аварийной сети, управления их работой и распределения
электроэнергии;
районный, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного
района судна, обеспечивающий электроэнергией несколько отсечных щитов;
отсечный, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах отсека судна;
групповой, предназначенный для распределения электроэнергии между группой
приемников одинакового назначения;
приемника, предназначенный для подачи электроэнергии на отдельный приемник, а также
управления его работой;
электроснабжения с берега, предназначенный для присоединения судовой сети судна к
береговой электрической сети или сети другого судна;
генераторный, предназначенный для передачи электроэнергии от генератора к
определенному ГРЩ, а также для местного управления генератором в тех случаях, когда генератор
и ГРЩ размещены в разных отсеках судна (от генераторного щита могут получать электропитание
отдельные приемники электроэнергии);
соединительный электрический ящик (щит), представляющий собой судовое
электрораспределительное устройство, предназначенное для соединения электрических цепей;
сигнализации и контроля, предназначенный для подачи сигналов (звуковых, световых) о
состоянии контролируемых помещений, установок, систем, ЭП и других объектов.
Конструкция.
По конструктивному исполнению РЩ бывают каркасные и блочные
По степени защищенности от воздействия окружающей среды различают следующие типы
распределительных устройств:
 защищенные (IP21);
 брызгозащищенные (1Р23);
 водозащищенные (IP55).
По роду тока различают РЩ постоянного и переменного 1- и 3-фазного тока.
Неизолированные участки проводов, кабелей и медных или алюминиевых шин должны
окрашиваться в следующие отличительные цвета:
а) на переменном токе:
 фаза А – зеленый;
 фаза В – желтый;
 фаза С – фиолетовый;
 нейтральный провод – серый;
 заземляющие провода – черный;
б) на постоянном токе:
 положительный полюс – красный;
 отрицательный полюс синий;
 уравнительная шина – белый;
 заземляющая шина – черный.
30
Внутри корпусов РЩ размещают коммутационно-защитную аппаратуру, а на лицевой
части - сигнальные лампы, электроизмерительные приборы - амперметры, вольтметры и
переключатели к ним. Корпуса щитов, а также открывающиеся панели и дверцы, на которых
расположены электроизмерительные приборы и аппаратура управления, должны быть надежно
заземлены. На внутренней стороне дверцы РЩ должна быть схема коммутации с указанием
наименования отходящих фидеров, номинальных токов предохранителей и уставок
автоматических выключателей.
По наличию коммутационно-защитной аппаратуры все РЩ подразделяют на два типа:
 без выключающих устройств;
 с выключающими устройствами.
В РЩ без выключающих устройств содержатся только предохранители.
РЩ с выключающими устройствами бывают двух видов: с пакетными выключателями и
предохранителями, с автоматическими выключателями. Для питания трехфазных АД применяют
щиты с автоматическими выключателями Это объясняется тем, что при перегорании
предохранителя в одной фазе наступает однофазный режим работы АД с последующим его
перегревом и выходом из строя. В то же время срабатывание АВ вследствие КЗ в любой фазе
приводит к полному отключению асинхронного двигателя.
Вопрос 13
ГРЩ. Конструкція. Апаратура і прибори, встановлені на ГРЩ.
Судовыми распределительными щитами называются конструкции, на которых установлена
коммутационная, защитная и измерительная аппаратура, регулирующие и сигнальные устройства,
предназначенные для включения, отключения и защиты электрических установок и сетей,
контроля, регулирования и измерения электрических параметров источников электроэнергии, а
также сигнализации о положении коммутационных аппаратов и состоянии электрических цепей.
Главные распределительные щиты (ГРЩ) предназначены для управления работой
генераторных агрегатов, контроля, регулирования их параметров и подачи питания судовым
приемникам или фидерам приемников.
ГРЩ имеют каркасную конструкцию. Разработаны типовые секции ГРЩ. Схемы ГРЩ
разрабатывают применительно к типу судна с учетом мощности и количества генераторных
агрегатов и потребителей электроэнергии.
Для сокращения сроков и стоимости проектирования, изготовления, транспортировки и монтажа
на судне ГРЩ выполняют из ряда отдельных конструктивно законченных секций: генераторных,
распределительных и управления. К ним могут добавлять секции питания с берега и др.
Количество генераторных секций в ГРЩ равно количеству генераторов, установленных на
данной электростанции. Количество распределительных секций определяется количеством фидерных (и
магистральных) автоматических выключателей, которые необходимо установить на ГРЩ. В ГРЩ
обычно предусматривают одну или две секции управления и одну секцию питания с берега.
Генераторные секции предназначены для контроля, защиты и управления работой
генераторов, а также передачи электроэнергии от генераторов на сборные шины ГРЩ.
Распределительные секции служат для контроля, защиты и управления распределением
электроэнергии от шин ГРЩ к потребителям или РЩ.
Секция управления предназначена для контроля и управления работой СЭС.
Секция питания с берега служит для контроля защиты и управления
приемом
электроэнергии от береговой сети, а также для передачи электроэнергии от шин ГРЩ к
потребителям, которые действуют при стояночном режиме работы судна.
На генераторной секции устанавливаются: приборы контроля тока, напряжения, активной
мощности, частоты генератора; автоматы для защиты генератора от токов КЗ и перегрузок; реле
обратной мощности для защиты генератора от двигательного режима работы, переключатель
питания серводвигателя рейки топливного насоса; устройство гашения поля генератора; система
регулирования тока возбуждения и напряжения генератора. Для питания перечисленных приборов
31
и устройств в генераторной секции устанавливаются измерительные трансформаторы тока и
напряжения.
Согласно требованиям Регистра для каждого генератора постоянного тока должны быть
установлены на ГРЩ и АРЩ по одному вольтметру и амперметру.
Согласно требованиям Регистра для каждого генератора переменного тока должны быть
установлены на ГРЩ и АРЩ следующие электроизмерительные приборы:
- амперметр с переключателем для измерения тока в каждой фазе;
- вольтметр с переключателем для измерения фазных и линейных напряжений;
- частотомер;
- ваттметр;
- другие необходимые приборы.
Измерительные приборы должны иметь шкалы с запасом по делениям, превышающие
номинальные значения измеряемых величин. Следует применять измерительные приборы с
пределами шкал не менее следующих:
- вольтметры – 120% номинального напряжения;
- амперметры для генераторов переменного тока и потребителей –130% номинального
тока;
- ваттметры – 130% номинальной мощности;
- частотомеры – 10% номинальной мощности.
В цепях ответственных потребителей с номинальным током от 20 А и более должны
устанавливаться амперметры. Эти амперметры допускается устанавливать на ГРЩ или у постов
управления.
На ГРЩ в фидере питания от внешнего источника должны быть предусмотрены:
 коммутационные и защитные устройства;
 вольтметр или сигнальная лампа;
 устройство защиты от обрыва фазы.
На ГРЩ и АРЩ должно быть установлено устройство для измерения сопротивления
изоляции.
Должна быть предусмотрена визуальная и звуковая сигнализация о недопустимом
снижении сопротивления изоляции.
Там, где возможно, выключатели должны устанавливаться и подключаться таким образом,
чтобы в положении «Выключено» подвижные контакты и вся связанная с выключателем
защитная и контрольная аппаратура не находилась под напряжением.
Электроизмерительные приборы размещают на высоте 1500-1800мм, автоматы и плавкие
предохранители на высоте 200-1800мм от уровня палубы.
Панели
электроизмерительных
приборов и
их
переключателей
выполняют
открывающимися, остальные – съемными. На лицевой и задней сторонах ГРЩ устанавливают
горизонтальные или вертикальные поручни из изоляционного материала.
Спереди и сзади ГРЩ предусматривают проходы соответственно не менее 800 – 600 мм
при длине щита до 3 м, не менее 1000 и 800 мм – при большей длине.
Пространство позади ГРЩ выгораживают и снабжают сдвигающейся или открывающейся
наружу дверью, стопорящейся в открытом положении. При длине ГРЩ не менее № м
устанавливают две и более удаленных друг от друга двери.
В качестве токоведущих проводников в ГРЩ применяют шины из элктролитической меди.
Шины окрашивают. Окраска шин повышает допустимую нагрузку примерно на 15% по
сравнению с неокрашенными.
Шины постоянного тока окрашивают:
 положительная полярность – в красный цвет;
 отрицательная полярность – в синий цвет.
Шины трехфазного переменного тока окрашивают:
 фаза А – в зеленый цвет;
 фаза В – в желтый цвет;
 фаза С – в фиолетовый цвет.
32
Заземляющие шинопроводы окрашивают в зелено-желтый цвет (поперечные полосы).
На рисунке 13.1. показана упрощенная схема ГРЩ переменного тока неавтоматизированной
СЭС (обеспечивается только ручная точная синхронизация генераторов). Генератор G2 с его
аппаратурой управления на схеме не показан. Сборные шины ГРЩ разбиты на секции, которые
разделены между собой разъединителями QS1 и QS2 ручного управления. Шина пониженного
напряжения получают питание от сборных шин ГРЩ через понижающий трансформатор
напряжения ТV2. Автоматические выключатели QF, QF1–QF6 и контактор КМ служат для
коммутации генератора на шины, соединения ГРЩ с береговым источником питания и АРЩ,
подключения групп приемников и силового понижающего трансформатора ТV2.
Рисунок 13.1 – Принципиальная схема ГРЩ неавтоматизированной СЭЭС
Аппаратура управления подключена к шинам ГРЩ через измерительные трансформаторы
тока и напряжения. К понижающему измерительному трансформатору TV1 подключены
аппаратура управления автоматическим выключателем QF генератора, реле времени КТ, катушка
напряжения реле обратной мощности KW, реле перегрузки КА2, двигатель М регулирования
подачи топлива ПД, катушка напряжения киловаттметра PW, вольтметр PV, частотомер PF и
синхроноскоп PS. К измерительным трансформаторам тока ТА1 и ТА2 подключены токовые
обмотки реле KW и КА2, приборов PW и РА. Причем, нагрузка к вторичным обмоткам
трансформатора напряжения подключается параллельно, а трансформаторов тока –
последовательно, так как сами вторичные обмотки трансформаторов тока имеют большое
сопротивление. Переключатель SA1 позволяет подключить синхроноскоп PS тремя контактами к
синхронизируемому генератору G1 или G2 и двумя контактами на шины. Переключатель SA2
обеспечивает измерение трех линейных напряжений, а переключатель SA3 – токов нагрузки в трех
фазах генератора.
В состав автоматического выключателя QF генератора входят следующие расцепители:
КА – максимальный, для защиты от токов КЗ. При возникновении КЗ с выдержкой времени
действует на отключение генераторного автомата;
КА1 – максимальный, для защиты от токов перегрузки. При возникновении перегрузки (1,22)Iном с выдержкой времени приблизительно 10 с, создаваемой реле времени КТ, действует на
отключение генераторного автомата через независимый расцепитель;
KV – минимальный, для защиты от понижения напряжения. При понижении напряжения
действует на отключение генераторного автомата;
33
KV1 – независимый, для возможности дистанционного отключения генераторного
автомата.
При токах (0,95 – 1,2) Iном с выдержкой времени сработает реле перегрузки индукционного
типа КА2 и своим контактом обесточит контактор КМ, который отключит неответственные
приемники (камбузное оборудование, бытовая вентиляция, система кондиционирования воздуха и
т.д.).
При переходе генератора в двигательный режим срабатывает реле обратной мощности KW
и с выдержкой времени (примерно 8 с), через его контакт получит питание независимый
расцепитель и отключит генераторный автомат.
На судах ГРЩ устанавливают в помещениях МО или ЦПУ.
Вопрос 14
Причини відхилення напруги суднових синхронних генераторів. Вимоги Регістру та
СОЛАС по відновленню напруги.
Причины, влияющие на напряжение судовых синхронных генераторов
На напряжение судовых синхронных генераторов влияют 3 причины:
 частота вращения ПД ( дизеля, турбины );
 изменение тока нагрузки генератора;
 нагрев при работе обмоток статора и ротора генератора.
Рассмотрим действие этих причин более подробно.
1. При изменении частоты вращения ПД изменяются сразу два параметра синхронного
генератора:
 частота тока генератора
f=

pn
60
ЭДС обмотки статора генератора
Е = 4,44 f ω Ф,
где р – число пар полюсов на роторе генератора ( величина постоянная );
n – частота вращения приводного двигателя генератора, об / мин;
4,44 – постоянный коэффициент;
f – частота переменного тока;
ω – число витков фазной обмотки ( величина постоянная );
Ф – магнитный поток возбуждения генератора.
Из приведеннях формул следует, что при уменьшении частоты вращения ПД уменьшаются
частота тока генератора, его ЭДС, а значит, и напряжение, и наоборот.
2. Основными приемниками ЭЭ на судах являются асинхронные двигатели. Они создают
для синхронных генераторов активно-индуктивную нагрузку.
Действие активной и индуктивной составляющих тока нагрузки ( тока обмотки статора )
проявляется по разному. Так, при увеличении тока нагрузки:
 активная составляющая увеличивает тормозной электромагнитный момент
генератора, что приведет к уменьшению скорости ПД и снижению напряжения СГ;
 индуктивная составляющая ослабляет магнитный поток генератора, что также
приводит к уменьшению его напряжения.
Таким образом, при набросе нагрузки каждая составляющая тока нагрузки снижает
напряжение генератора.
3. При работе генератора его две обмотки - обмотка статора и обмотка возбуждения ( на
роторе ) нагреваются, потому сопротивление обмоток увеличивается. В результате увеличивается
падение напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, а также и уменьшается ток
возбуждения. В обоих случаях напряжение генератора уменьшается.
Компенсация действия причин, вызывающих изменение напряжения генераторов
34
Современные АРЧ и АРН позволяют успешно компенсировать действие причин,
вызывающих изменение напряжения генераторов. При этом, в случае, если действие каких-либо
причин не в состоянии компенсировать АРЧ, это делает АРН.
Например, если АРЧ дизеля ( турбины ) работает ненадежно, имеющийся в схеме АРН
генератора узел частотной коррекции изменяет в нужном направлении ток возбуждения
генератора, поэтому напряжение получается стабильным.
Так, в случае, если частота вращения приводного двигателя генератора меньше
номинальной, что приводит к уменьшению частоты тока и напряжения генератора, этот узел
увеличивает ток возбуждения и тем самым восстанавливает напряжение.
Стабилизацию напряжения при изменении тока нагрузки по величине и характеру
обеспечивает одновременное действие АРЧ и АРН.
АРЧ увеличивает подачу топлива, компенсируя увеличение тормозного электромагнитного
момента генератора и стабилизируя частоту тока, а значит, и напряжение генератора.
АРН увеличивает ток возбуждения генератора, восстанавливая напряжение до
номинального ( см. ниже ).
Стабилизацию напряжения при нагреве генератора обеспечивается при помощи узла
температурной компенсации в составе АРН. При нагреве этот узел автоматически увеличивает ток
возбуждения генератора, восстанавливая напряжение до номинального.
Требования международных и национального классификационных обществ к
судовым системам АРН
Требования основных классификационных обществ к качественным показателям электроэнергии
Классификационное Точность поддержа- Наибольший допуВремя восстановобщество
ния напряжения
стимый провал ( заления напряжения
±Δ U, ( % )
брос ) напряжения
tв ( с )
± Δ Umax, ( % )
Регистр России
±2,5% при измене
- 15%….+20% при
1,5 с точностью
нии нагрузки от 0 до набросе и сбросе на
± 3% U н
номинальной при
грузки величиной
номинальном cosφ
60% I н и с cosφ = 0,4
Английский Ллойд
±2,5% при измене
нии нагрузки от 0 до
номинальной при
номинальном cosφ
Американское бюро ±4% во всем диапасудоходства
зоне изменения нагрузки
Норвежское бюро
±2,5% во всем диаВеритас
пазоне изменения
нагрузки
Французское бюро
±2,5% при измене
Веритас
нии нагрузки от 0 до
номинальной
Японское классифи ±1,5% без компенса
кационное общест- ции реактивной мощ
во
ности и ±4% при ком
пенсации и измене
нии нагрузки от 0 до
номинальной величи
ны
Германский Ллойд
-
- 15% при набросе
нагрузки величиной
60% I н и с cosφ =
= 0…0,4
1…1,5 с точностью
± 3% U н ( при набросе нагрузки 35%
Iн)
*
- 15%*
- 15% при набросе
3 с точностью
50% нагрузки с cosφ ± 3% U
н
не более 0,4
*
-
- 15% при набросе
3
35
50% нагрузки с cosφ
не более 0,4
Итальянский
- 15% при набросе
1…1,5
Регистр
60% нагрузки с cosφ
не более 0,4
МЭК ( Международ ±2,5% при измене
- 15% при набросе
1 c точностью
ная электротехнинии нагрузки от 0 до нагрузки I = 60% I
н ± 3% U н
ческая комиссия )
номинальной
с cosφ не более 0,4
Достигнутые наибо ±1%
±10% при набросе
0,3
лее высокие резуль
100% и сбросе 50%
таты эксплуатации
нагрузки
* В правилах оговаривается: в системе не должно быть понижения напряжения при пуске
наиболее мощного потребителя, которое могло бы повлечь выпадение из синхронизма, остановку
первичного двигателя, а также самопроизвольное отключение работающих машин и аппаратов.
Вопрос 15
Принципи будови системи автоматичного регулювання напруги. ТФК -устрій,
принцип дії.
Классификац
ия СВАРН по
принципу
действия
Основной функцией АРН является стабилизация напряжения СЭЭС методом регулирования
тока возбуждения.
СВАРН – система возбуждения и автоматического регулирования напряжения генераторов,
обеспечивает самовозбуждение генератора и стабилизацию его напряжения. В СВАРН часть
энергии переменного тока отбирается с выводов генератора, регулируется элементами АРН,
преобразуется в электрическую энергию постоянного тока и подается в обмотку возбуждения
генератора.
По принципу действия все СВАРН делятся на следующие типы:
1) системы, действующие по возмущению – току нагрузки генератора Iг;
2) системы, действующие по отклонению регулируемой величины Uг;
3) комбинированные системы, действующие одновременно по возмущению и
по отклонению.
Системы, действующие по возмущению
В этих СВАРН регулирование протекает по значению и характеру тока нагрузки
генератора. Система функционирует на базе трансформатора компаундирования ТК.
Компаундирование обозначает смешивание.
Рисунок 15.1 – Схема СВАРН с управлением по возмущению
Wн – обмотка напряжения (первичная);
36
Wт – обмотка токовая (первичная);
Wс – обмотка суммирующая (вторичная);
UZ – выпрямитель;
L – компаундирующий элемент, дроссель.
Компаундирующим элементом может быть не только дроссель, но и конденсатор или
магнитный шунт. Благодаря компаундирующему элементу магнитный поток обмотки напряжения
отстает от вектора напряжения на угол 90.
Принцип действия. В ТК потоки ФТ и ФН складываются и образуют суммарный поток
ФС  ФТ  ФН . Переменный ФС пронизывает Wс и наводит в ней ЭДС, которая подается на UZ и
преобразуется в постоянный ток возбуждения генератора.
Вследствие изменения тока нагрузки напряжение генератора может уменьшиться, однако, с
уменьшением U увеличивается поток токовой обмотки до ФТ  и увеличится результирующий
поток ФС . Напряжение восстанавливается до номинального значения.
Недостатки системы. Большие размеры и масса ТК. Значительное время регулирования.
Системы, действующие по отклонению напряжения
В таких системах исключен трансформатор компаундирования, а АРН работает как
корректор напряжения (КН). Корректором измеряется истинное значение напряжения СГ, и в
случае его отклонения, вырабатывается управляющий сигнал, который через регулирующий
элемент корректирует ток возбуждения генератора.
Рисунок 15.2 – СВАРН с управлением по отклонению с корректором напряжения (а),
комбинированная (б)
Через КН осуществляется отрицательная обратная связь по напряжению.
Через КН дополнительно осуществляется коррекция напряжения по температуре, частоте,
также в КН включают контур для автоматического распределения реактивных нагрузок при
параллельной работе генераторов.
Достоинства системы. Без ТК СВАРН более компактна, имеет меньшую массу и
небольшое время регулирования.
Комбинированные системы
В схемах этих СВАРН имеется ТК и КН. Схема приведена на рисунке 2б.
Принцип действия. С помощью ТК регулирование выполняется с недостаточной
точностью, однако, это компенсируется наличием КН. Комбинированные СВАРН обладают
высокой точностью стабилизации напряжения. Сигнал с выхода КН воздействует на обмотку Wу
управления ТК, либо на систему управления управляемого выпрямителя UZ. Так как корректор
напряжения выполняет отрицательную обратную связь по напряжению, то при отключении КН
напряжение на генераторе увеличивается приблизительно на 10% номинального. Ток обмотки Wу
размагничивает ТК, уменьшая результирующий магнитный поток.
Вопрос 16
СВАРН типу МСС. Основні елементи схеми. Початкове збудження.
37
Основные элементы схемы и начальное возбуждение
Генераторы типа МСС отечественного производства. Схема их СВАРН проста и показала
себя надежной в эксплуатации. СВАРН данного типа обеспечивает стабилизацию напряжения СГ
с отклонением ±2,5% номинального. Основные элементы, входящие в схему:
– синхронный генератор G;
– трансформатор компаундирования ТК;
– блок силовых выпрямителей UZ1;
– генератор начального возбуждения ГНВ с выпрямителем UZ2;
– управляемый дроссель с рабочей обмоткой Wp и обмоткой управления Wу;
– компенсатор реактивной мощности (TA, R3) с выключателем SA;
– резистор термокомпенсации RK;
– автоматический выключатель QF;
– выключатель гашения поля QS;
– дополнительные резисторы R1, R2, R3.
Генератор начального возбуждения ГНВ представляет собой однофазный генератор
переменного тока, магнитный поток которого создается полюсами из постоянных магнитов,
установленных на роторе. Обмотка статора ГНВ подключена к обмотке возбуждения генератора
через выпрямитель UZ2. Статор ГНВ крепится к корпусу блока контактных колец СГ и
представляет собой кольцеобразное ярмо с четырьмя выступающими полюсами. Ярмо набрано из
листов электротехнической стали. На полюсах расположены четыре катушки обмотки статора,
соединенных в две параллельные ветви. Максимальное напряжение ГНВ составляет ;40-50 В, в то
время как номинальное напряжение на выходе выпрямителя UZ1 – около 80 В, поэтому после
самовозбуждения выпрямитель UZ2 запирается
В режиме начального возбуждения генератор ГНВ через выпрямитель UZ2 обеспечивает
устойчивое начальное возбуждение. В номинальном режиме напряжение на выходе UZ1
превышает напряжение генератора ГНВ и UZ2 запирается, а генератор ГНВ оказывается
отключенным.
Рисунок 16.1 – Схема СВАРН генератора типа МСС и векторные диаграммы.
Вопрос 17
СВАРН типу МСС. Корекція напруги по струму, коефіцієнту потужності.
38
Рисунок 17.1 – Схема СВАРН генератора типа МСС и векторные диаграммы.
Амплитудно-фазовое компаундирование
При помощи трансформатора компаундирования ТК осуществляется регулирование по
значению и характеру тока нагрузки генератора. ТК имеет две первичные обмотки – токовую Wт и
напряжения Wн, две вторичные обмотки – суммирующую Wс и измерительную обмотку W. В
качестве компаундирующего элемента применен магнитный шунт, который увеличивает
индуктивное сопротивление обмотки Wн. Токи, протекающие по обмоткам Wт и Wн, создают
магнитные потоки Фт и Фн, которые образуют суммарный магнитный поток Фс=Фт+Фн.
(Описание принципа действия ТК см. вопрос 15).
Суммарный магнитный поток определяет значение тока возбуждения генератора и его
ЭДС, так как переменная ЭДС суммирующей обмотки Wс с помощью выпрямителя UZ1
преобразуется в постоянный ток возбуждения СГ.
Вопрос 18
СЗАРН типу МСС. Робота дроселя відбору потужності в режимах самотній та
паралельній роботі генераторів
Через управляемый дроссель происходит регулирование ЭДС генератора по напряжению и
изменению температуры, а также распределение реактивных нагрузок при параллельной работе
СГ. Увеличение напряжения на генераторе приводит к увеличению напряжения на вторичной
обмотке ТК W, что в свою очередь вызовет увеличение тока в обмотке управления Wу и
подмагничивание сердечника дросселя отбора мощности, поэтому индуктивное сопротивление
обмотки рабочей Wр уменьшается. В результате увеличивается ток рабочей обмотки (происходит
больший отбор мощности), а ток обмотки ОВГ уменьшается и напряжение генератора
уменьшается.
При нагреве сопротивление резистора Rк, встроенного в СГ, увеличивается, что приводит к
уменьшению тока в обмотке Wу и соответственно увеличению индуктивного сопротивления
обмотки Wр. Это приведет к увеличению тока возбуждения и напряжения СГ.
При любых неисправностях СВАРН нарушается режим возбуждения. Обрыв или
повреждение ОВГ или выпрямителя UZ1 приводит к срыву возбуждения. Замкнутый в режиме
пуска выключатель QS исключает процесс самовозбуждения. Обрыв в цепях обмоток Wн и Wт, а
также выпрямителей UZ1, UZ2 приводит к понижению напряжения холостого хода генератора.
Обрыв в цепи обмотки Wу приводит к повышению напряжения генератора.
39
Распределение реактивных нагрузок
При параллельной работе СГ выключатель SA разомкнут и ЭДС трансформатора ТА
создает ток через резистор R3, на нем возникает падение напряжения UR3. На выпрямитель UZ3
поступает напряжение управления Uу=UCB + UR3.
При увеличении реактивного (индуктивного) тока генератора вектор полного тока фазы А
(ІА) переместится в положение ІА1 и вектор падения напряжения на резисторе R3 тоже
переместится в положение UR1. Напряжение управления Uу1=UCB + UR1 увеличится, что приведет к
уменьшению ЭДС генератора, и часть индуктивной нагрузки автоматически перейдет на второй
генератор. С помощью резистора R2 можно изменять уставку стабилизации напряжения, а с
помощью резистора R1 – проводить настройку.
Рисунок 18.1 – Схема СВАРН генератора типа МСС и векторные диаграммы.
Вопрос 19
СЗАРН типу ГМС. Основні елементи схеми, початкове збудження. Амплітуднофазове компаундування. Робота коректора напруги.
Основные элементы схемы и начальное самовозбуждение
Генераторы типа ГМС отечественного производства мощностью 200-500 кВт, напряжением
230 и 400 В, частотой вращения 500 об/мин, с номинальным коэффициентом мощности 0,8.
В состав схемы СВАРН этих генераторов, работающей по методу комбинированного
управления, входят следующие элементы:
– синхронный генератор G с обмоткой возбуждения;
– генератор начального возбуждения ГНВ с выпрямителем UZ2;
– трансформатор компаундирования ТК с магнитным шунтом;
– блок силовых выпрямителей UZ1 с тиристором VS;
– корректор напряжения КН;
– блок питания БП (может не входить в состав СВАРН);
– трансформатор тока ТА;
– рубильник гашения поля возбуждения QS.
Генератор начального возбуждения ГНВ представляет собой однофазный генератор
переменного тока, магнитный поток которого создается полюсами из постоянных магнитов,
установленных на роторе. Обмотка статора ГНВ подключена к обмотке возбуждения генератора
40
через выпрямитель UZ2. Статор ГНВ крепится к корпусу блока контактных колец СГ и
представляет собой кольцеобразное ярмо с четырьмя выступающими полюсами. Ярмо набрано из
листов электротехнической стали. На полюсах расположены четыре катушки обмотки статора,
соединенных в две параллельные ветви. Максимальное напряжение ГНВ составляет ;40-50 В, в то
время как номинальное напряжение на выходе выпрямителя UZ1 – около 80 В, поэтому после
самовозбуждения выпрямитель UZ2 запирается.
Рисунок 19.1 – Схема СВАРН генератора типа ГМС
Вопрос 20
СЗАРН безщіткового генератора типу "Тhіrіраrt". Структура, забезпечення
початкового збудження.
Система возбуждения предназначена для возбуждения и автоматического регулирования
напряжения бесщеточных синхронных генераторов трехфазного переменного тока фирмы Hyundai
(Хенде), изготовитель – республика Корея. Структурная схема системы возбуждения представлена
на рисунке 20.
Рисунок 20.1 –Структурная схема возбуждения бесщеточного генератора
В схеме приняты следующие обозначения:
G1 – основной генератор;
G2 – возбудитель;
LG1 – обмотка возбуждения основного генератора;
LG2 – обмотка возбуждения возбудителя;
UZ – статический выпрямитель.
Система возбуждения генератора выполнена смешанной и предполагает отбор мощности в
систему возбуждения и наличие возбудителя. Возбудитель находится в одном корпусе с главным
41
генератором и представляет собой синхронный генератор, обмотка возбуждения которого
неподвижна и находится на статоре, а трехфазная обмотка на роторе.
Часть энергии переменного тока генератора G1 отбирается, регулируется, выпрямляется и
подается на обмотку LG2. Возбудитель (генератор G2) возбуждается и в его трехфазных обмотках
наводится переменная ЭДС, которая при помощи выпрямителя UZ выпрямляется и подается на
обмотку возбуждения основного генератора LG1.
Выпрямитель UZ находится на роторе и вращается вместе с ним. В генераторе отсутствуют
контактные кольца и щетки.
Процесс регулирования напряжения в системе «Thyripart» осуществляется по
комбинированному принципу (по отклонению и по возмущению одновременно). Регулирование
по возмущению выполнено при помощи трансформатора компаундирования. Регулирование по
отклонению выполнено при помощи тиристорного регулятора (регулятора напряжения), который
выполняет роль корректора напряжения. Через тиристорный регулятор осуществляется
отрицательная обратная связь по напряжению путем отбора мощности с обмотки возбуждения
основного генератора. При отключении тиристорного регулятора ток возбуждения генератора G1
увеличивается, что приводит к повышению напряжения на генераторе.
Принципиальная схема системы возбуждения приведена на рисунке 20.2. В учебных целях
схема изображена в соответствии со стандартами, принятыми в стране изготовителе.
Рисунок 20.2 – Принципиальная схема системы возбуждения синхронного генератора типа
«Thyripart»
В состав схемы входят следующие элементы:
А1 – регулятор напряжения;
T1, T2, T3 – измерительный трансформатор тока;
С1 – конденсатор;
T4, T5 – согласующий трансформатор;
G1 – основной генератор;
T6 – трансформатор выпрямителя (трансформатор
G2 – возбудитель;
компаундирования);
L1 – реактор;
T7, T8 – измерительный трансформатор напряжения;
R1 – резистор;
V1 – неподвижный выпрямитель;
R2 – потенциометр;
V2 – вращающийся выпрямитель;
U – варистор.
Система обеспечивает надежное самовозбуждение генератора от остаточного напряжения
благодаря применению конденсаторов С1, который совместно с индуктивностью L1, образует
последовательный колебательный контур, в котором при частоте, близкой к номинальной,
образуется резонанс напряжений. В результате напряжение на конденсаторе С1 возрастает и
становится больше напряжения генератора. Конденсатор С1 и обмотка 1Н трансформатора Т6
42
включены параллельно, поэтому это же напряжение подается на первичную обмотку Т6.
Импульс ЭДС наводится на вторичной обмотке Т: и происходит самовозбуждение генератора.
Вопрос 21
СЗАРН безщіткового генератора типу " Тhіrіраrt ". Робота контуру регулювання по
обуренню та відхиленню.
Процесс регулирования напряжения в системе «Thyripart» осуществляется по
комбинированному принципу (по отклонению и по возмущению одновременно). Регулирование
по возмущению выполнено при помощи трансформатора компаундирования. Регулирование по
отклонению выполнено при помощи тиристорного регулятора (регулятора напряжения), который
выполняет роль корректора напряжения. Через тиристорный регулятор осуществляется
отрицательная обратная связь по напряжению путем отбора мощности с обмотки возбуждения
основного генератора. При отключении тиристорного регулятора ток возбуждения генератора G1
увеличивается, что приводит к повышению напряжения на генераторе.
Принципиальная схема системы возбуждения приведена на рисунке 21.1. В учебных целях
схема изображена в соответствии со стандартами, принятыми в стране изготовителе.
Рисунок 21.1 – Принципиальная схема системы возбуждения синхронного генератора типа
«Thyripart»
В состав схемы входят следующие элементы:
А1 – регулятор напряжения;
T1, T2, T3 – измерительный трансформатор тока;
С1 – конденсатор;
T4, T5 – согласующий трансформатор;
G1 – основной генератор;
T6 – трансформатор выпрямителя (трансформатор
G2 – возбудитель;
компаундирования);
L1 – реактор;
T7, T8 – измерительный трансформатор напряжения;
R1 – резистор;
V1 – неподвижный выпрямитель;
R2 – потенциометр;
V2 – вращающийся выпрямитель;
U – варистор.
43
Контур системы возбуждения, работающий по возмущению, состоит из двух каналов –
напряжения и тока. Канал напряжения выполнен на базе трансформатора Т6, на первичную
обмотку которого (1N) поступает напряжение генератора, а со вторичной обмотки (2N) снимается
переменная ЭДС, которая выпрямляется выпрямителем V1 и подается на обмотку возбуждения
возбудителя G2. В его трехфазных обмотках наводится переменная ЭДС, которая выпрямляется
вращающимся выпрямителем V2 и подается на обмотку возбуждения генератора G1.
Последовательно с первичной обмоткой трансформатора Т6 включен реактор L1, выполняющий
роль компаундирующего элемента. Система обеспечивает надежное самовозбуждение генератора
от остаточного напряжения благодаря применению конденсаторов С1.
Токовый канал выполнен на базе трансформаторов тока Т1, Т2, Т3, вторичные обмотки
которых подключены к одной из секций вторичных обмоток трансформатора Т6. В данной схеме
имеет место электрическое суммирование сигналов каналов тока и напряжения, которые
подключены последовательно и происходит суммирование напряжений, пропорциональных
напряжению и току нагрузки генератора. Суммирование выполняется на вторичной обмотке
трансформатора Т6.
Регулирование по отклонению осуществляется через регулятор напряжения А1.
Регулирование напряжения осуществляется за счет изменения отбора мощности при помощи
тиристора, который подключается параллельно обмотке возбуждения возбудителя G2 и находится
внутри регулятора. При увеличении угла открытия тиристора отбор мощности уменьшается, а при
уменьшении угла открытия, отбор мощности увеличивается. Уменьшение угла открытия
тиристора приведет к тому, что увеличится период времени, когда обмотка возбуждения будет
зашунтирована (закорочена) и среднее выпрямленное напряжение на ней уменьшится. Ток
возбуждения возбудителя уменьшится, это приведет к уменьшению напряжения на трехфазной
обмотке возбудителя и к уменьшению тока возбуждения основного генератора и соответственно к
уменьшению напряжения на генераторе G1.
На вход регулятора напряжения (клеммы 17, 18, 19) подается истинное значение
напряжения генератора, измеренное при помощи трансформаторов напряжения Т7, Т8. В
регуляторе это напряжение преобразуется в управляющие импульсы, которые отпирают тиристор
отбора мощности, расположенный в самом регуляторе. При помощи тиристора клеммы 1 и 5
регулятора А1 закорачиваются.
Согласующие трансформаторы Т4 и Т5 подают на вход регулятора напряжения сигнал,
пропорциональный току нагрузки генератора, и обеспечивают автоматическое распределение
реактивной нагрузки генераторов по статическому закону регулирования. Напряжения вторичных
обмоток трансформаторов Т4 и Т5 суммируются с напряжениями вторичных обмоток
трансформаторов Т7 иТ8 на входе регулятора напряжения А1.
Варистор U представляет полупроводниковый резистор, сопротивление которого
нелинейно зависит от приложенного напряжения. При увеличении приложенного напряжения
сопротивление уменьшается. Варистор служит для гашения поля генератора при КЗ, отключении
генератора.
Вопрос 22
Методи синхронізації синхронних генераторів.
Методы синхронизации
Существуют три метода синхронизации:
 точной;
 грубой;
 самосинхронизации.
Любой из методов может быть выполнен вручную, автоматически, полуавтоматически.
Метод точной синхронизации
Подключаемый генератор включается на шины ГРЩ с соблюдением всех условий
синхронизации.
44
1) Выполнение первого условия |Uc|=|Eг| обеспечивается автоматически системой
СВАРН генератора. Визуальный контроль осуществляется по показаниям вольтметра.
2) Выполнение второго условия fс=fг достигается подгонкой частоты подключаемого СГ к
частоте работающего путем изменения подачи топлива в приводной двигатель. Визуальный
контроль осуществляется по показаниям частотомера.
3) Совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений проверяется при
помощи синхроноскопа и достигается при одинаковом положении роторов работающего и
подключаемого генераторов (в момент включения генераторного автомата стрелка синхроноскопа
должна занять положение «12»).
4) Выполнение четвертого условия – одинаковый порядок чередования фаз, обеспечивается
при монтаже.
Рисунок 22.1. Принципиальная схема точной синхронизации
При точном соблюдении условий синхронизации включение СГ на шины будет
безударным, а сам генератор после включения останется работать в режиме холостого хода.
После этого подключенный генератор нагружают активной нагрузкой, одновременно
разгружая другой, для чего увеличивают подачу топлива (пара) у подключаемого, уменьшая у
работающего. Контроль ведут при помощи ваттметров.
Распределение реактивной нагрузки происходит автоматически путем воздействия систем
СВАРН обоих генераторов на токи возбуждения. Контроль осуществляется по показаниям
амперметров.
Метод грубой синхронизации
При этом методе генератор подключается на шины ГРЩ через реактор. Необходимо
выполнение следующих условий синхронизации.
1) |Uc|=|Eг| (возможно приблизительное выполнение условия).
2) fс=fг (возможно приблизительное выполнение условия).
3) Одинаковый порядок чередования фаз.
Момент включения произвольный. Включение сопровождается токами биения и ударами
по валу двигателя, которые ограничиваются реактором.
К достоинствам метода можно отнести простоту, надежность и непродолжительность. При
правильном расчете и выборе реактора провал напряжения при включении генератора не
превышает 20%.
45
Рисунок 22.2. Схема грубой синхронизации
Метод самосинхронизации
На шины ГРЩ подключается невозбужденный генератор при выполнении следующих
условий.
1) fсfг.
2) Одинаковый порядок чередования фаз.
Подключаемый генератор разгоняют при помощи приводного двигателя до подсинхронной
скорости, обмотка возбуждения генератора отключена от источника ЭДС. В произвольный момент
невозбужденный генератор включают при помощи генераторного автомата на шины и
одновременно или с некоторой задержкой подают возбуждение. Генератор под действием
синхронизирующего момента втягивается в синхронизм. Включение генератора сопровождается
провалом напряжения в сети, величина которого достигает 50% номинального, а также ударом по
валу двигателя.
Рисунок 22.3. Схема самосинхронизации
Вопрос 23
Паралельна робота синхронних генераторів. Умови синхронізації та наслідки їх
порушення.
Условия синхронизации
Условия
синхронизации
Подготовка СГ к включению на параллельную работу и сам процесс включения
называются синхронизацией.
Перед включением СГ на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия
синхронизации:
1) Равенство напряжения сети и ЭДС подключаемого генератора, т.е. |Uc|=|Eг|;
2) Равенство частоты сети и подключаемого генератора fс=fг;
3) Совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений обоих
генераторов, или угол сдвига по фазе указанных векторов должен быть равен 0, φ=0º;
4) Одинаковый порядок чередования фаз трехфазных генераторов, т.е. Ас-Вс-Сс
и Аг-Вг-Сг.
46
Если все условия синхронизации выполнены, то включение генераторов на шины ГРЩ
будет безударным, а сам генератор после включения останется работать в режиме холостого хода.
Приборы, необходимые для контроля выполнения условий синхронизации и нагрузки
генераторов
При синхронизации синхронных генераторов равенство напряжений контролируют при
помощи двух вольтметров, один из которых подключен к фазам сети, а другой – к фазам
включаемого генератора. Аналогичным образом по двум частотомерам контролируют равенство
частот подключаемого генератора и сети.
Для определения совпадения фаз устанавливают специальные приборы – синхроноскопы.
На судах используют ламповые и стрелочные синхроноскопы. В настоящее время стрелочные
синхроноскопы заменили электронными (см. рис. 2).
Ламповые синхроноскопы представляют собой набор ламп накаливания. Применяют два
способа включения ламп: на погасание и на вращение огня. Схемы приведены на рис. 1. Следует
отметить, что с помощью ламп можно установить и порядок чередования фаз включаемого
генератора и сети. Если чередование фаз неправильное, то при включении ламп на погасание
произойдет вращение огня, а при включении на вращение – погасание. Для устранения этого
несоответствия достаточно поменять местами любые две фазы, идущие к автомату от генератора
или от сети.
Правильный порядок чередования фаз обеспечивается при монтаже и подлежит проверке
только при подключении питания с берега фазоуказателем.
Для контроля нагрузки генераторов служат следующие приборы:
 киловаттметр, который измеряет действующее значение активной мощности
генератора;
 килоамперметр, который измеряет действующее значение полного тока;
 киловарметр, который измеряет действующее значение реактивной мощности
генератора (в настоящее время на ГРЩ не устанавливается).
а)
б)
Рисунок 23.1 – Ламповые синхроноскопы: а) на погасание; б) на вращение огня
Рисунок23. 2 – Внешний вид электронного синхроноскопа
47
Вычислить значение реактивной потребляемой мощности можно следующим образом:
1) вычислить коэффициент мощности по формуле
cos 
P 1000
3 U  I
где Р – активная потребляемая мощность, кВт (показания киловаттметра);
U – линейное напряжение, В (показания вольтметра);
I – потребляемый ток, А (показания амперметра);
2) определить угол  по формуле
  arccos ;
3) определить тангенс  tg ;
4) вычислить реактивную потребляемую мощность, кВАр по формуле
Q  P  tg .
Последствия нарушения условий синхронизации
С целью упрощения объяснения будем считать, что:
–
СЭС состоит из двух однофазных генераторов G1 и G2;
–
генератор G1 находится в режиме нагрузки с напряжением Uc;
–
генератор G2 не включен на параллельную работу и находится в режиме холостого
хода и имеет ЭДС Ег;
–
активная нагрузка генератора G1 невелика.
Нарушение первого условия синхронизации |Uс ||Ег|
Рисунок 23.1 – Схема замещения СЭЭС (а) и векторные диаграммы при |Uс|>|Ег| (б), при
|Uс|<|Ег| (в)
При включении генератора G2 на параллельную работу в момент включения автомата QF
образуется замкнутый контур (см. рис. 22.1), в котором действуют два источника ЭДС, причем
векторы U c и Eг направлены встречно.
Если |Uс|>|Ег|, то в контуре возникает результирующая ЭДС Е  Uc  Eг , совпадающая по
фазе с большим из векторов. Эта ЭДС вызывает в контуре уравнительный ток I ур 
Е
, где хс,
хс  хг
хг – индуктивные сопротивления обмоток статоров генераторов G1 и G2. Активным
сопротивлением этих обмоток можно пренебречь ввиду их малости.
Этот уравнительный ток по отношению к ЭДС Е является индуктивным и отстает от нее
на 90. Одновременно вектор I ур отстает по фазе от вектора напряжения U c на 90 и опережает на
тот же угол вектор Eг . Поэтому I ур является индуктивным для генератора с большим
напряжением и емкостным для генератора с меньшей ЭДС. Этот ток размагничивает генератор G1
и подмагничивает генератор G2. В итоге действие уравнительного тока приведет к выравниванию
напряжений обоих генераторов.
При |Uс|<|Ег| уравнительный ток будет подмагничивать генератор G1 и размагничивать
генератор G2.
Таким образом., если |Uс||Ег|, то при включении автомата QF возникает уравнительный
ток, который носит реактивный характер, подмагничивая генератор с меньшей ЭДС и
48
размагничивая генератор с большей ЭДС. В результате напряжения на обоих генераторах
выравниваются, однако, реактивный уравнительный ток дополнительно нагружает обмотки
статора. Т.к. уравнительный ток является индуктивным, то включение будет безударным, без
механических толчков на валу генератора.
Нарушение второго условия синхронизации fсfг
Если в момент включения на параллельную работу другие два условия выполняются, то
само включение будет безударным, однако, вслед за этим возникнет переходный процесс,
характер которого определяется частотой скольжения fs=fc-fг.
Так как роторы генераторов вращаются с разными скоростями, то угол сдвига векторов
фазных напряжений будет меняться от 0 до 180 и в контуре будет действовать результирующая
ЭДС биения Е  Uc  Eг , которая будет изменяться от 0 до 2U (где U – амплитудное значение
фазного напряжения). Под действием этой ЭДС возникнет ток биения, который по отношению к
U c и Eг будет иметь активную составляющую. Вал приводного двигателя будет испытывать
механические толчки, которые могут привести к тому, что не только подключаемый генератор не
войдет в синхронизм, но и подключенные могут выпасть из синхронизма.
Таким образом, если fсfг, то при соблюдении всех остальных условий включение будет
безударным, но затем возникнет переходный процесс, сопровождающийся токами биений и
механическими ударами по валу двигателя.
Если разность частот невелика, то после нескольких качаний генератор втянется в
синхронизм.
Если разность частот составляет несколько герц, то в результате больших токов биений
будут возникать большие динамические усилия (удары) и генератор не втянется в синхронизм, а
работающие генераторы могут выпасть из синхронизма.
Нарушение третьего условия φ0
Если в момент включения автомата φ=180º, то результирующая ЭДС достигнет двойного
фазного значения и в контуре (см. рис 23.1) возникнет уравнительный ток, который носит
реактивный характер и равен ударному току КЗ одного генератора.
Если Eг опережает U c , то возникнет результирующая ЭДС Е  Uc  Eг , вектор которой
построен по правилу параллелограмма (см. рис 23.2). Ток биения I б , образованный под действием
этой ЭДС, отстает от нее на 90 и имеет активную составляющую, направленную согласно с Eг и
встречно с U c . В результате включение генератора G2 сопровождается толчком тормозного
характера и генератор после включения переходит в генераторный режим с частичным приемом
активной нагрузки.
Рисунок 23.2 – Синхронизация при несовпадении фазных напряжений. а – схема
замещения, б – векторная диаграмма.
Если Eг отстает от U c , то включение сопровождается толчком ускоряющего характера, в
результате подключаемый генератор переходит из режима холостого хода в двигательный режим,
еще больше нагружая работающий генератор.
Таким образом при φ=180º возникает уравнительный ток реактивного характера, равный
ударному току КЗ одного генератора.
49
Если Ег опережает Uc, то включение сопровождается током биения и толчком .
После включения подключаемый генератор переходит в генераторный режим с частичным
приемом нагрузки.
Если Ег отстает от Uc, то включение сопровождается током биения и толчком, в
результате которого генератор может перейти в двигательный режим.
Нарушение четвертого условия
Неодинаковый порядок чередования фаз сопровождается образованием в обмотках
статоров генераторов токов КЗ.
Природа токов уравнительного и биения одинакова – оба возникают под действием ЭДС.
Разница заключается в том, что уравнительный ток возникает при |Uс ||Ег |и имеет реактивный
характер, а ток биения появляется при несинхронном включении (φ0) и имеет значительную
активную составляющую, которая вызывает толчки (удары) по валу генератора.
Вопрос 24
Паралельна робота генераторів постійного струму. Умови вмикання та наслідки
порушення цих умов. Розподілення навантаження
Условия включения на параллельную работу. Таких условий два:
1) полярность зажимов подключаемого генератора должна соответствовать полярности
шин;
2) ЭДС подключаемого генератора должна равняться напряжению на шинах.
а)
Рисунок 24.1. Принципиальная схема параллельной работы генераторов постоянного
тока смешанного возбуждения (в), схемы замещения цепей обмоток
якорей при соответствии (б) и несоответствии (в) полярности шин и
генератора
Пусть на шины включен генератор G1, а генератор G2 вводится в работу. Если оба условия
выполнены, то после включения генератора G2 на шины в цепи, образованной последовательно
соединенными обмотками якорей генераторов, ЭДС Ег и напряжение Uc действуют встречно и
взаимно компенсируются (рис. 24.1, б). Поэтому ток якоря подключенного генератора
I a 2  Eг U c  R  0 . Это означает, что после включения генератор G2 останется работать в
a2
режиме холостого хода.
При нарушении 1-го условия положительный вывод генератора G2 соединяется с
отрицательной шиной, а отрицательный зажим - с положительной (рис. 24.1, в). При этом в цепи
обмоток якорей генераторов ЭДС Ег и напряжение Uc действуют согласно, вследствие чего в
указанной цепи возникнет результирующая ЭДС
E  U c  Eг  2U c . Под действием этой ЭДС через обмотки якорей, имеющие небольшое
сопротивление, потечет ток КЗ.
50
Соответствие полярности зажимов генератора и полярности шин обеспечивается при
монтаже генератора во время постройки судна и в дальнейшем не проверяется.
Последствия нарушения 2-го условия зависят от соотношения ЭДС генератора и
напряжения на шинах. При Ег > Uc ток якоря подключенного генератора I a 2 
Eг U c 
Ra 2  0 .
Это означает, что включенный генератор перейдет из режима холостого хода в генераторный и
примет на себя часть нагрузки работающего генератора. Включение на шины сопровождается
толчком на валу генератора тормозного характера.
При Ег < Uc ток якоря генератора I a 2 
Eг U c 
Ra 2  0 . Это означает, что после включения
генератор станет работать в двигательном режиме и создаст дополнительную нагрузку на
работающий генератор. Электромагнитный момент генератора совпадает по направлению с
моментом ПД, который вследствие этого может пойти "вразнос". Выполнение 2-го условия
проверяется при помощи вольтметра, поочередно подключаемого к шинам и выводам генератора.
Включение генератора на шины проводится в следующем порядке:
 генератор G2 приводится во вращение с номинальной частотой;
 при помощи регулировочного реостата R 2 устанавливают на зажимах генератора
ЭДС Ег < Uc;
 подключают генератор на шины при помощи автоматического выключателя QF2.
После включения на шины генератор G2 нагружают, распределяя нагрузку между
генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.
Перевод и распределение нагрузки. Воздействуя на регуляторы возбуждения генераторов
Rрг1 и Rрг2 в цепях параллельных обмоток возбуждения L2, осуществляют распределение нагрузки.
При этом увеличивают ток возбуждения у генератора G2 и уменьшают у генератора G1. Такое
одновременное и противоположное по характеру изменение токов возбуждения не только
обеспечивает распределение нагрузки, но позволяет сохранить постоянство напряжения на шинах.
Для обеспечения устойчивой параллельной работы генераторов смешанного возбуждения
последовательные обмотки L1 соединяют параллельно при помощи уравнительной шины УШ.
Если ЭДС одного из генераторов возрастет (например, вследствие увеличения частоты вращения
ПД), то увеличится ток нагрузки этого генератора. Часть этого тока пойдет по последовательной
обмотке другого генератора. Магнитный поток этого генератора возрастет, его ЭДС также
увеличится, и поэтому увеличится его ток нагрузки. В результате нагрузка автоматически
распределится между генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.
При обрыве уравнительного провода случайное увеличение ЭДС любого генератора
приведет к увеличению его тока нагрузки. Этот ток, протекая по последовательной обмотке, еще
больше увеличит ЭДС этого генератора, что, в свою очередь, приведет к дальнейшему
увеличению тока нагрузки. Второй генератор при этом будет разгружаться. Из приведенного
примера следует, что устойчивая параллельная работа генераторов смешанного возбуждения без
уравнительного провода невозможна.
Вопрос 25
Розподіл реактивного навантаження при паралельній роботі синхронних генераторів.
Статичні і астатичні реактивні компенсатори.
При одиночной работе генератора СВАРН регулирует ток возбуждения с целью
стабилизации напряжения.
При параллельной работе синхронных генераторов изменение реактивной нагрузки
достигается регулированием тока возбуждения. Правила Регистра допускают неравномерность
распределения реактивных нагрузок в пределах ±10% номинальной реактивной мощности
большего генератора или 25% от номинальной реактивной мощности меньшего генератора, в
зависимости от того, какое из указанных значений меньше.
51
Автоматическое распределение реактивных нагрузок между параллельно работающими
генераторами может быть осуществлено двумя способами:
 путем введения уравнительных соединений для систем амплитудно-фазового
компаундирования, выполненных между ТФК;
 применением устройств статизма, при помощи которых в корректор напряжения вводят
сигнал, пропорциональный току нагрузки генератора.
Для автоматического распределения реактивной нагрузки между СГ, снабженными
системами амплитудно-фазового компаундирования, при одинаковом наклоне (статизме) внешних
характеристик применяют уравнительные связи, выполненные одним из трех способов (см. рис.
25.1).
Для однотипных генераторов с одинаковыми номинальными параметрами цепи
возбуждения уравнительную связь устанавливают между обмотками возбуждения, т.е. на стороне
постоянного тока (рис. 25.1, уравнительная связь а ). При включении автоматов генераторов QF1 и
QF2 замыкаются и их блок-контакты К1 и К2, при этом обмотки возбуждения генераторов
соединяются параллельно, поэтому любое изменение напряжения на одной из них автоматически
приводит к такому же изменению напряжения на другой. При увеличении нагрузки ток
возбуждения генераторов увеличивается на одно и то же значение.
400В
QF1
L1
TK1
L4
K1
(в)
K2
L1
TK2
L4
L2
L3
K1
(б) K2
L2
L3
QF2
TA2
TA1
UZ2
UZ1
G2
G1
K1
(а) K2
Рисунок 25.1 – Схема распределение реактивной нагрузки
Уравнительные соединения применяют также на стороне переменного тока (рис. 25.1,
уравнительная связь б ).
Для СГ разной мощности и с различными напряжениями возбуждения применяют
дополнительные обмотки на компаундирующих трансформаторах, соединенные между собой
уравнительным проводом (рис. 25.1, уравнительная связь в). Число витков этих обмоток выбирают
таким образом, чтобы напряжения на них были одинаковыми при пропорциональном
распределении нагрузок между генераторами. Если реактивные нагрузки СГ одинаковы, то в
уравнительных проводах, соединяющих эти обмотки, токи не протекают. При изменении
реактивной нагрузки одного из генераторов возникающие между обмотками L4 уравнительные
токи будут подмагничивать магнитопровод одного из компаундирующих трансформаторов и
размагничивать магнитопровод другого, что приведет к выравниванию реактивных нагрузок
генераторов.
Выравнивание реактивных нагрузок путем воздействия на корректор напряжения может
быть выполнено путем введения в схему СВАРН реактивного компенсатора, который включается
только при параллельной работе СГ. Реактивные компенсаторы могут быть статическими и
астатическими.
52
Рисунок 25.2 – Реактивные компенсаторы. Схема статического компенсатора (а), векторная
диаграмма (б), схема астатического компенсатора (в).
Согласно рисунка 25.2 а на корректор напряжения подается напряжение U  U ВС  U R .
При увеличении реактивной нагрузки угол увеличивается до φ и UУ увеличится до UУ' .
С помощью КН, который выполняет отрицательную обратную связь, ток возбуждения
будет уменьшаться, чему соответствует автоматический перевод части реактивной нагрузки на
второй генератор.
При астатизме 3 – 4% достигается устойчивое распределение реактивных нагрузок. При
меньшем астатизме устойчивость распределения нарушается и тогда применяются
уравнительные соединения между обмотками возбуждения синхронных генераторов.
Согласно рисунка 25.2 в в режиме одиночной работы уравнительные связи разомкнуты.
Под действием ЭДС ТА в контурах текут одинаковые токи i1 и i2, причем по полуобмоткам
трансформатора они текут встречно и на вторичной обмотке ТV ЭДС=0.
При параллельной работе и неравномерной нагрузке падение напряжения на R2 генератора
G1 не равно падению напряжения на R2 генератора G2. По уравнительным связям потекут
уравнительные токи и вызовут дополнительно падение напряжения в контуре.
Если реактивная нагрузка G1 больше G2, то U R21  U R22 , следовательно потекут
уравнительные токи и вызовут падения напряжения, направленные:
 для генератора G1 согласно с ЭДС трансформатора ТА;
 для генератора G2 встречно с ЭДС трансформатора ТА.
Во вторичных обмотках ТV возникнут ЭДС, причем, напряжение управления UУ для
генератора G1 – увеличится, а для G2 – уменьшится. В результате произойдет перераспределение
нагрузки.
Вопрос 26
Розподіл активного навантаження при паралельній роботі СГ. Автоматичний
розподіл навантаження
После синхронизации и включения генераторов на параллельную работу требуется
распределить активные и реактивные нагрузки.
Согласно требованиям Регистра при параллельной работе генераторных агрегатов
переменного тока в диапазоне от 20 до 100% общей нагрузки распределение ее на каждый
генератор должно происходить пропорционально их мощности и не должно отличаться более чем
на 15% от расчетной нагрузки большего генератора или на 25% от расчетной нагрузки
рассматриваемого генератора, в зависимости от того, что меньше.
Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы должны
снабжаться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время
работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалось от
пропорциональной их мощности более чем на 10% номинальной реактивной нагрузки
53
наибольшего генератора или не более чем на 25% номинальной реактивной мощности
наименьшего генератора, если это значение меньше вышеуказанного.
Это требование должно выполняться отдельно для активных и реактивных нагрузок.
Регулирование реактивных нагрузок происходит путем воздействия на ток возбуждения,
регулирование активных нагрузок происходит путем изменения подачи топлива.
Задача. Параллельно работают два синхронных генератора номинальной мощностью
Р1н=200 кВт, Р2н=100 кВт. Суммарная нгагрузка генераторов составляет Р=240 кВт. Необходимо
определить активную нагрузку каждого генератора.
Решение. Определяем коэффициент загрузки генераторов
кз 
Р
240

 0,8 .
Р1н  Р2н 200 100
Нагрузка первого генератора при пропорциональном распределении нагрузки составит
Р1  кз  Р1н  0,8  200  160 кВт.
Нагрузка второго генератора при пропорциональном распределении нагрузки составит
Р2  кз  Р2н  0,8 100  80 кВт.
Находим допустимое отклонение нагрузки от пропорционального распределения (15% от
расчетной нагрузки первого генератора и 25% от расчетной нагрузки второго генератора)
Р1  0,15  Р1  0,15 160  24 кВт;
Р2  0,25  Р2  0,25  80  20 кВт.
Т.о. можно сделать вывод, что допустимая неравномерность распределения активной
нагрузки составляет 20 кВт. Если ваттметр первого генератора покажет 180 кВт, а ваттметр
второго генератора 60 кВт, то неравномерность распределения нагрузки будет в пределах нормы.
Распределение активной нагрузки
Распределение активной мощности между генераторами при отсутствии специальных
автоматических устройств определяется наклоном регуляторных характеристик ω(Р)
генераторных агрегатов. При этом меньшему наклону характеристики соответствует большая
активная нагрузка генератора.
ω
Ωн
А
1’
2’
1
2
Р1
Р3
Р2
Р
Рисунок 26.1- Регуляторные характеристики приводных двигателей СГ.
Для того, чтобы вручную распределить активные нагрузки и в то же время оставить частоту
генераторов неизменной, надо увеличить подачу топлива на ГА с меньшей нагрузкой, и
одновременно уменьшить подачу топлива на ГА с большей нагрузкой. При этом регуляторные
характеристики переместятся параллельно самим себе.
Автоматическое распределение активной нагрузки при параллельной работе СГ. Роль
базового генератора
Сочетание высокой точности стабилизации частоты вращения с заданной точностью
распределения активных нагрузок обеспечивает метод базового генератора. Из всех, параллельно
работающих генераторных агрегатов, выделяется один базовый, который снабжается
54
астатическим регулятором частоты. Все остальные генераторные агрегаты ведомые, они
снабжаются статическими регуляторами частоты. Такие системы обеспечивают астатическое
регулирование частоты и статическое распределение активных нагрузок. Базовый ГА
стабилизирует частоту сети, а ведомый ГА равномерно распределяет активную нагрузку между
собственным генератором и базовым. Схема распределения активных нагрузок представлена на
рисунке 1. Генератор G1 базовый, а генератор G2 ведомый.
QF2
QF1
TV1
В1
TA1
В
G1
Рисунок 26.2
TV2
-
-
+
+
А1
В2
TA2
А2
М
М
ПД1
ПД2
G2
– Структурная схема системы автоматического распределения активных
нагрузок
Состав схемы.
В1, В2 – датчики активного тока;
В – датчик отклонения частоты;
А1, А2 – усилители;
М1, М2 – серводвигатели приводных двигателей;
ПД1, ПД2 – приводные двигатели ГА;
ТА1,ТА2 – измерительные трансформаторы тока;
ТV1, ТV2 – измерительные трансформаторы напряжения.
Выходы датчиков В1 и В2 подключены последовательно встречно. На вход усилителя А2
подается сигнал рассогласования этих датчиков.
Если нагрузка между генераторами распределена равномерно, то напряжения на выходе
датчиков В1 и В2 равны, на вход усилителя А2 сигнал не подается и подача топлива в приводной
двигатель G2 стабильна. Если нагрузка генератора G2 увеличилась, то это приведет к увеличению
выходного напряжения на В2 и появлению сигнала рассогласования, который подается на вход
усилителя А2. Серводвигатель М2 включается и перемещает рейку топливного насоса в сторону
уменьшения подачи топлива. Нагрузка перераспределяется, но одновременно уменьшается
частота тока в сети. Датчик отклонения частоты В измерит это отклонение и выработает сигнал,
который усиливается усилителем А1 и подается на серводвигатель, который перемещает рейку
топливного насоса базового генератора в сторону увеличения подачи топлива. Частота
стабилизируется.
В тех случаях, когда высокая стабильность частоты не нужна, у ведущего генератора
необходимо отключить измерительный орган частоты. Такая система обеспечит статическое
регулирование частоты и статическое распределение активных нагрузок.
Вопрос 27
Основні режими роботи СЕЕС.
Режимы работы судна
Нагрузка генераторов СЭЭС не является постоянной, а зависит, в основном, от режима
работы судна.
55
В соответствии с Правилами Регистра определение состава и мощности генераторов
основного источника электрической энергии должно производиться с учетом следующих режимов
работы судна:
 ходового;
 маневров;
 аварийного – во время пожара, пробоины и т.д.;
 других режимов в соответствии с назначением судна (стоянка с грузовыми операциями
и без грузовых операций для транспортных судов, стоянка и ход во льдах для ледоколов и т.д.).
В ходовом режиме включены приемники, обеспечивающие работу СЭУ, средств связи,
навигации, а также создающие нормальные бытовые условия экипажу.
В режиме маневров работают все приемники ходового режима и дополнительно могут
быть включены электроприводы шпиля, брашпиля, компрессоры пускового воздуха.
В режиме стоянки без грузовых операций включены приемники, удовлетворяющие нужды
экипажа, обеспечивающие работу приводных двигателей ГА механизмов вспомогательного котла
и ДР..
В режиме стоянки с грузовыми операциями дополнительно включаются грузовые лебедки
и краны.
В аварийном режиме с работой основной электростанции к приемникам, работающим в
ходовом режиме добавляются пожарные, балластные, осушительные насосы. При этом могут
быть отключены малоответственные потребители.
Режимы работы приемников электроэнергии
В каждом эксплуатационном режиме приемники электроэнергии подразделяются на
работающие:
 непрерывно (многократно или однократно подключаемые приемники, суммарное время
работы которых находится в пределах 70…100% от продолжительности режима (17…24 ч в
сутки));
 периодически (многократно или однократно подключаемые приемники, суммарное
время работы которых находится в пределах 15..70% от продолжительности режима (3,5…17 ч в
сутки));
 эпизодически работающие (многократно или однократно подключаемые приемники,
суммарное время работы которых менее 15% от продолжительности режима (менее 3,5 ч в
сутки)). 15-70% (3,5-17ч/сут), менее 15% (менее 3,5 ч/сут) продолжительности рассматриваемого
периода.
Вопрос 28
Визначення потужності СЕЕС табличним методом. Вибір кількості та потужності
генераторів.
Определение нагрузки генераторов СЭЭС аналитическим методом постоянных
нагрузок
Табличная модель электрических нагрузок должна содержать исходные данные и данные
по эксплуатационным режимам. Рассматриваются эксплуатационные режимы, в которых
результирующая нагрузка генераторов ожидается минимальной, максимальной и промежуточной
между ними.
Исходные данные для расчета вносят в графы 1-7 формы 1
56
Потребляемая
мощность Рнп,
кВт
3
К.П.Д., η, о.е.
2
Коэффициент
мощности, cos
φ
Количество
приемников, n,
шт..
1
Установленная
мощность, Рн,
кВт
Наименование группы и
приемника электроэнергии
Тип приемника
электроэнергии
Форма 1 – Наименования начальных граф табличной модели
Наименование параметра приемника
4
5
6
7
При составлении таблицы нагрузок в графе 1 указываются наименования групп и
приемников электроэнергии, установленных на судне.
Заполнение граф 2-6 производится на основании номинальных параметров потребителей
электроэнергии и их количества.
Определение номинальной потребляемой мощности Рн.п. приемника, значение которой
указывается в графе 7, производится по формуле
Рн.п. 
Рн. у.

,
где Рн.у. – номинальная установленная мощность (на валу) приемника в соответствии с
графой 4;
 - КПД приемника в соответствии с графой 6.
По строке с наименованием приемника «Освещение» и т.п. в графах 2,3,6 делаются
прочерки, в графах 4, 7 указываются одинаковые значения суммарной установленной и
потребляемой мощности.
Для каждого выбранного эксплуатационного режима работы заполняются графы 8-13 формы 2.
Условное
обозначение
графика работы
приемника
Коэффициент
загрузки
приемника,kз, о.е.
Коэффициент
мощности
приемника cos φ,
о.е.
Количество
работающих
приемников, m, шт
Потребляемая
активная
мощность, Р, кВТ
Потребляемая
реактивная
мощность Q, кВАр
Форма 2 – Наименование граф для одного эксплуатационного режима
Наименование эксплуатационного режима
8
9
10
11
12
13
В графах 8-13 указываются соответствующие количественные значения всех непрерывно и
периодически работающих в данном эксплуатационном режиме приемников электроэнергии. В
строках приемников, неработающих или эпизодически работающих в режиме, делаются прочерки.
В графе 8 указываются условные обозначения графика работы приемников в данном
эксплуатационном режиме: НР – непрерывная работа; ПР – периодическая работа.
Значение коэффициента загрузки kз приемника электроэнергии, который указан в графе 9,
определяется следующим отношением
kз 
Рф.п.
,
Рн.п.
где Рф.п. – фактически потребляемая мощность приемником электроэнергии в данном
эксплуатационном режиме, кВт;
Рн.п. – номинальная потребляемая мощность приемника по графе 7, кВт.
Ориентировочно
значение
коэффициента
загрузки
большинства
приемников
электроэнергии механизмов и устройств находится в пределах 0,7÷0,9:
57
– коэффициент загрузки палубных механизмов 0,3÷0,9;
– бытовых приемников электроэнергии 0,3÷0,9;
– преобразователей электроэнергии 0,6÷0,9.
В графе 10 указывается значение сos φ в режиме с учетом загрузки механизма.
В графе 11 указывается количество работающих приемников m, шт.
В графе 12 указывается полная активная мощность Р, кВт, которая рассчитывается по
формуле
Р=Рн.п.∙kз∙m.
Значение потребляемой реактивной мощности Q, кВАр, указанной в графе 13 определяется
по формуле
Q  Ptg ,
где tg определяется по значению коэффициента мощности из графы 10.
После заполнения всех строк и граф табличной модели в графах 12 и 13 определяются
следующие итоговые значения:
─ суммарная мощность периодически работающих приемников
Рп.р. и Qп.р.;
─ суммарная мощность непрерывно работающих приемников
Рн.р. и Qн.р.;
─ суммарная мощность периодически и непрерывно работающих приемников
 Рп. р.   Рп. р. ,
Q
п. р.
 Qп. р. ;
─ суммарная мощность с учетом коэффициента одновременности
Р0   Рп. р.   Рп. р.  k0 ,
Q0

 Q
п. р.
 Qп. р.

 k ;
0
─ расчетная активная, реактивная и полная мощности:
Pp  kп Р0 ,
Qp  Q0 ,
S p  Pp 2  Qp 2 ,
где kп – коэффициент, учитывающий значение потери мощности в сети, kп принимается
равным :
для малых судов kп=1,02;
для средних судов kп=1,03;
для крупных судов kп=1,04.
─ средне взвешенный коэффициент мощности
cosсв 
Рр
.
Sp
Значения коэффициента одновременности k0 определяется в зависимости от соотношения
мощностей непрерывно и периодически работающих приемников, а именно:
– при Рнр > Рпр k0=1,0÷0,8;
– при Рнр = Рпр k0=0,8÷0,7;
– при Рнр < Рпр k0=0,7÷0,6.
Выбор количества и мощности генераторов
На основании выполненных расчетов мощности СЭС по режимам работы судна
выбираются генераторные агрегаты.
Желательно использовать генераторные агрегаты одного типа.
Подбор состава генераторных агрегатов производится с учетом обеспечения нагрузки
генераторов по активной мощности в длительных эксплуатационных режимах в пределах 60-90%
58
от номинальной, в кратковременных – не ниже 50% для дизель-генераторов, 40% для
турбогенераторов, загрузка валогенераторов может снижаться до любого значения.
Значение суммарной установленной мощности генераторов по каждому конкурирующему
варианту должно выбираться с учетом резерва мощности на модернизацию судна в процессе его
эксплуатации. Резерв мощности рекомендуется принимать 20%.
При выборе генераторных агрегатов необходимо учитывать следующие требования Правил
Регистра:
– на каждом судне должно быть установлено не менее двух основных источников
электроэнергии, причем одним из них может быть валогенератор;
– мощность генераторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них
оставшиеся обеспечили питание ответственных приемников электроэнергии в режимах ходовом,
аварийном, маневрах.
На судах, стоянка которых без грузовых и других рабочих операций неизбежна в местах,
где невозможно получение электроэнергии с берега, а загрузка любого генераторного агрегата при
этом ниже минимально допустимого значения, рекомендуется устанавливать один или два
стояночных генераторных агрегата. При этом установка двух дизель-генераторов рекомендуется
только в случаях, когда удельное значение времени таких стоянок в общем эксплуатационном
режиме велико.
Количество генераторов СЭС в большинстве случаев составляет 2 – 4, при этом один из них
резервный.
Вопрос 29
Джерела світла на судах, устрій, принцип дії. Схеми підключення люмінесцентних
ламп.
Основы светотехники
Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Иными словами, свет можно
рассматривать одновременно и как поток частиц (фотонов), и как электромагнитную волну. Но
нельзя говорить, что свет – это только фотоны или только волны. Он проявляет и те, и другие
свойства одновременно.
Если рассматривать свет с позиции электромагнитной волны, то можно выделить
несколько случаев в зависимости от длины волны:
 радиоволны – свет с длиной волны в диапазоне от 10 000 м до 0,0001 м;
 инфракрасные лучи - свет с длиной волны в диапазоне от 100 000 нм до 770 нм (1 нм
(нанометр) равен 10-9 м);
 видимые лучи - свет с длиной волны в диапазоне от 770 нм (красный цвет) до 380 нм
(фиолетовый цвет);
 ультрафиолетовые лучи - свет с длиной волны в диапазоне от 380 нм до 8 нм;
 рентгеновские и гамма-лучи – свет с длиной волны в диапазоне менее 8 нм.
Восприятие света глазом пропорционально его чувствительности к различным цветам,
точнее - к различным длинам волн. Белого цвета в природе не существует. Он является
совокупностью всех цветов видимой части спектра (от красного до фиолетового). Аналогично не
существует и черного цвета, он является полным отсутствием света. Наибольшую
чувствительность человеческий глаз имеет к желто-зеленой части спектра (550 нм). Именно
поэтому куртки дорожных работников, работников ГАИ, предупреждающих дорожных знаков,
сигнализация на судне окрашены в эти цвета.
В светотехнике пользуются несколькими величинами. Ими являются световой поток, сила
света, освещенность и др.
В качестве энергетической светотехнической характеристики вводят понятие светового
потока, Ф («фи»), который численно равен количеству световой энергии, пронизывающей любую
площадь за единицу времени:
59
Ф
W
.
t
Измеряется световой поток в люменах (лм).
Иными словами световой поток соответствует мощности, которая переносится светом
через данную площадку.
Например, лампа накаливания мощностью 40 Вт и напряжением 220 В излучает световой
поток 268 лм, а люминесцентная лампа типа ЛБ мощностью 40 Вт - 2350 лм.
Общая величина светового потока характеризует излучающий источник и никакими
оптическим способами нельзя изменить этот поток. Его можно только перераспределить в
пространстве оптическими методами (вогнутые зеркала, линзы и т.д.).
Под телесным углом () будем понимать объемный угол, который ограничен боковой
поверхностью конуса, вершина которого совпадает с центром сферы, где расположен источник
света L, причем, эта боковая поверхность «вырезает» на сфере некоторую площадку. Телесный
угол измеряется в стерадианах (ср).
Но в роли основной светотехнической величины была принята сила света. Сила света – это
светотехническая величина, которая численно равна световому потоку, который излучается
источником света в единичный телесный угол:
I
Ф
.

Измеряют силу света в канделах (кд).
Освещенность (Е) – это светотехническая величина, которая численно равна световому
потоку, который падает на единицу площади освещаемой поверхности:
E

.
S
Освещенность измеряют в люксах (лк).
Например, в летний полдень освещенность составляет около 100 000 лк, в полнолуние - 0,2
лк, на столе в аудитории - 150 лк. Освещенность на судах нормируется Правилами Регистра СССР.
Так, для помещений ЦПУ и МО освещенность должна быть не менее 75 лк, для проходов и палуб
- 50 лк.
Источники света
Источниками света на судах служат лампы, которые разделяют на тепловые (лампы
накаливания) и газоразрядные (люминесцентные лампы низкого и высокого давления).
Лампы накаливания. Эти лампы состоят из стеклянной колбы, внутри которой на
стеклянном стержне с помощью молибденовых крючков закреплена нить накала из вольфрамовой
проволоки. Два платинитовых или никелевых электрода соединяют концы нити накала с цоколем,
изготовленным из латуни или оцинкованной стали. Лампы малой мощности выполняют
вакуумными, а колбы ламп большой мощности заполняют смесью тяжелых инертных газов
(аргон, криптон, азот) под давлением около 80 кПа. Основная цель заполнения ЛН инертным
газом - замедлить испарение материала нити (увеличить время горения N) и уменьшить передачу
теплоты к колбе.
Температура нити накала вакуумных ЛН составляет около 2400 С, а газонаполненных около 2900 С. С повышением температуры накала увеличивается световая отдача ψ лампы отношение светового потока (лм) лампы к ее электрической мощности (Вт). Лампы накаливания
большой мощности, а также лампы низкого напряжения, имеющие более толстую нить и,
следовательно, допускающие более высокую температуру накала, обладают большей световой
отдачей по сравнению с ЛН малой мощности и высокого напряжения.
К применению на судах рекомендованы лампы судовые и общего назначения с обычной и
цилиндрической колбой (продолжительность горения 1000 ч), низковольтные миниатюрные и
автомобильные лампы, лампы прожекторные мощностью 500-5000 Вт с небольшой
продолжительностью горения (30-400 ч), лампы зеркальные с внутренним зеркальным покрытием
60
колбы для концентрации светового потока и лампы кварцевые галогенные (йодистые).
Последние изготовлены в виде горизонтально устанавливаемых цилиндрических кварцевых
трубок небольших габаритных размеров со спиральной нитью накала, расположенной по длине
трубки. В состав инертных газов кварцевой лампы введены галогены (йод или бром), что
обеспечивает оседание испаряющегося вольфрама на нить накала и повышает срок службы лампы.
Лампы накаливания широко используют благодаря ряду достоинств: простоте конструкции
и низкой стоимости, широкому диапазону шкал мощностей и напряжений, разнообразию форм и
размеров, простоте подключения к сети, отсутствию периода разгорания и широкому диапазону
рабочих температур (±60 °С). В то же время они имеют существенные недостатки: низкий КПД (23 %), большую зависимость характеристик ламп от колебаний напряжения, отличие спектрального
состава от естественного света.
Люминесцентные лампы низкого давления. По сравнению с лампами накаливания ЛЛ
являются более совершенными источниками света. На судах широко применяют трубчатые ЛЛ.
Они выполнены в виде стеклянных трубок длиной 0,3-0,6 м (при напряжении 127 В) и 0,9-1,5 м
(при напряжении 220 В). На внутреннюю поверхность ламп нанесен слой люминофора. На концах
трубки впаяны 2 электрода в виде вольфрамовой спирали, покрытой слоем оксида для увеличения
эмиссии электродов. После откачивания воздуха в лампу вводится капля ртути и инертный газ под
давлением 400 Па. Принцип горения лампы основан на явлении люминесценции: атомы аргона, а
затем смеси атомов аргона и ртути под действием разности потенциалов на электродах начинают
излучать ультрафиолетовые лучи (электролюминесценция). Лучи, попадая на люминофор,
вызывают его видимое свечение (фотолюминесценция). Изменяя состав люминофора, получают
ЛЛ трех типов: ДЦ - лампы дневного света, ЛДЦ - лампы дневного света с улучшенной
цветопередачей, ЛБ - лампы белого света. В судовых условиях в основном применяют ЛЛ типа ЛБ
со спектральным составом, близким к естественному свету.
Оптимальная температура работы ЛЛ составляет 20-25 °С. Отклонение температуры в
любую сторону уменьшает светоотдачу. При снижении напряжения на 10 % номинального лампы
могут не зажечься или мигать. Частота включений ЛЛ влияет на срок их службы, так как в момент
включения происходит распыление оксидного покрытия электродов, при полном расходовании
которого лампа перестает зажигаться.
По сравнению с ЛН люминесцентные лампы имеют КПД и срок службы в 3-4 раза больше,
они стойки к воздействию вибраций и ударов, при колебаниях напряжения сети параметры
горения изменяются незначительно, обладают небольшой яркостью, имитируют естественное
дневное освещение. К недостаткам ЛЛ следует отнести: зависимость световых параметров от
температуры; наличие стробоскопического эффекта (неощутимые глазом мигания света могут
совпасть с частотами механических колебаний тел, в результате искажается действительное
представление о движении тел, т. е. движущаяся деталь может показаться неподвижной);
необходимость применения достаточно сложных и тяжелых пусковых устройств в связи с тем, что
напряжение зажигания ламп превышает рабочее напряжение лампы, а иногда и напряжение сети;
наличие периода зажигания; токсичность паров ртути, которые могут появиться при разрушении
лампы.
Люминесцентные лампы тлеющего разряда применяются как сигнализационные. Они
состоят из небольшой стеклянной цилиндрической колбы, покрытой люминофором. Внутри
впаяны два близко расположенных электрода. В зависимости от состава люминофора лампы дают
желтый, зеленый, оранжевый и другие цвета (соответственно типы ТЛЖ, ТЛЗ, ТЛО и др.).
Люминесцентные лампы высокого давления. Наиболее распространены ЛЛ высокого
давления типа ДРЛ (дуговая ртутная лампа). Они состоят из стеклянной колбы 5, покрытой внутри
люминофором, и заключенной в ней кварцевой трубки 3, заполненной аргоном при давлении 400
Па с добавкой ртути (рисунок 29.1). В торцы кварцевой трубки впаяны активированные рабочие 4
и поджигающие 2 электроды, включенные через резисторы 1.
61
Рисунок 29.1 – Дуговая ртутная четырех электродная лампа типа ДРЛ.
При включении лампы в сеть между рабочими и поджигающими электродами возникает
тлеющий разряд, ионизирующий аргон. При достаточной ионизации разряд перебрасывается в
промежуток между рабочими электродами, после чего начинается процесс испарения ртути и
повышения давления внутри трубки до 500-10 000 Па. Возникший дуговой разряд сопровождается
интенсивным излучением ультрафиолетовых лучей. Люминофор преобразует невидимое
ультрафиолетовое излучение в свет. Схема включения лампы ДРЛ состоит из дросселя L,
ограничивающего ток лампы и стабилизирующего режим горения, конденсатора С, подавляющего
радиопомехи. Период разгорания лампы составляет 3-10 мин.
Световой поток и процесс зажигания лампы не зависят от температуры окружающей среды,
так как большая колба заполнена углекислым газом, являющимся теплоизолирующей оболочкой.
Достоинством ламп ДРЛ является сочетание малых габаритных размеров с большим световым
потоком (10-46 клм при мощностях ламп 250-1000 Вт). К недостаткам ламп ДРЛ следует отнести
наличие периода разгорания. После погасания повторное включение возможно только через 5—10
мин после охлаждения лампы.
Двухэлектродные лампы ДРЛ не имеют зажигающих электродов, и их схема включения
усложнена трансформатором, разрядником и другими элементами.
Существуют дуговые ксеноновые, криптоновые, натриевые и металлогалогенные лампы,
отличающиеся различными цветовыми оттенками.
Схемы подключения люминесцентных ламп
В состав пускорегулирующего аппарата ЛЛ входят дроссели, стартеры, конденсаторы и
резисторы. Стартер и схемы подключения ЛЛ представлены на рисунке 2. Стартер, служащий для
замыкания (размыкания) цепи пуска ЛЛ, изготовляют в виде стеклянной колбы 2, в которую
впаяны два стальных электрода 4. К одному из электродов приварена биметаллическая пластина 3.
Для подключения стартера на изоляторе 5 смонтированы алюминиевые или латунные штыри 6, В
отверстия штырей заведены концы электродов, и затем штыри в месте соединения опрессованы.
Рядом с колбой стартера размещен конденсатор 1. Все устройство закрыто алюминиевым
футляром с изоляционной прокладкой.
62
Рисунок 29.2 – Схема подключения люминесцентных ламп:
а-стартер; б,в –соответственно стартерная и автотрансформаторная схемы
подключения; г – схема двухлампового светильника; д – резонансная схема
подключения.
Простейшая схема подключения ЛЛ показана на рисунке 29.2, б. В исходном состоянии
сопротивления стартера VK и лампы EL очень большие. При подаче питания в стартере
появляется тлеющий разряд между его электродами и сопротивление стартера уменьшается. Через
обмотки двухкатушечного дросселя L, электроды лампы и область тлеющего разряда стартера
протекает ток прогрева электродов. Тлеющий разряд вызывает изгиб биметаллической пластины
стартера, и она замыкается с электродом. Теперь сопротивление стартера близко к нулю, поэтому
через электроды лампы протекает ток, прогревающий их до температуры 800-900 °С. При этом,
благодаря термоэмиссии внутри лампы появляется достаточное число электронов. Из-за отсутвия
тлеющего разряда электроды стартера остывают и размыкаются. Разрыв цепи вызывает всплеск
ЭДС самоиндукции на дросселе, создающей на электродах лампы импульс высокого напряжения,
под действием которого происходит ионизация аргона и паров ртути – лампа зажигается. Теперь
сопротивление ЛЛ мало, но ток лампы и напряжение на ней ограничены сопротивлением
последовательно включенных обмоток дросселя. Стартер оказывается под пониженным
напряжением и повторно не срабатывает.
Использование дросселя приводит к снижению cos φ. Для его повышения в схему
включается конденсатор С2, который при выключении лампы разряжается через резистор R.
Конденсаторы С1 и СЗ служат для уменьшения радиопомех, создаваемых стартером.
Наличие стартера - контактного устройства - снижает надежность работы ЛЛ. Схема
бесстартерного пускорегулирующего аппарата (рисунок 29.2, в) собрана на автотрансформаторе
ТV и дросселе L. Пока лампа не зажглась, через дроссель течет небольшой ток, обусловленный
достаточно высоким сопротивлением обмотки w1. На дросселе существует небольшое падение
напряжения, поэтому к обмотке w1 трансформатора приложено почти все напряжение сети,
которое обеспечивает повышенное напряжение в обмотках w2 и w3. В результате создаются
условия для прогрева электродов и возникновения эмиссии. Лампа зажигается, и ее сопротивление
уменьшается. Теперь через дроссель течет ток лампы. На дросселе увеличивается падение
напряжения, а напряжение на обмотках автотрансформатора уменьшается. В данной схеме
63
дроссель не используется в процессе зажигания ЛЛ, но выполняет свою вторую роль –
ограничивает напряжение на ЛЛ после зажигания.
По сравнению с одноламповыми светильниками двухламповые (рисунок 29.2, г) более
компактны. Лампа EL2 включена через конденсатор С2, поэтому вектор ее тока опережает вектор
тока лампы EL1. Невидимые мигания ламп возникают несинхронно. Стробоскопический эффект
можно уменьшить, подключая светильники данного помещения в разные фазы 3-фазной сети.
Люминесцентные лампы по сравнению с ЛН более экономичны, но в пускорегулирующих
аппаратах этих ламп расходуется около 30 % электроэнергии, подводимой из сети. Наиболее
простой и рациональной, с точки зрения минимальных массы и потерь, является резонансная
схема подключения (рисунок 2, д), которая используется в сетях с частотой 400 Гц. С помощью
резонансного эффекта, создаваемого цепью L-C1, С2, в пусковой период на лампе возникает
напряжение, в 1,5-2,3 раза большее напряжения сети. После зажигания лампы резонанс
нарушается включением сопротивления лампы. Бесстартерные схемы все же имеют
дополнительные потери, обусловленные наличием небольшого тока накала даже после зажигания
лампы, но этот недостаток компенсируется высокой надежностью бесстартерных схем и
увеличением срока службы ЛЛ (примерно на 50 %).
Вопрос 30
Схема комутатора сигнальне - відрізнювальних вогнів КСКП - Б2-3.
Для обеспечения безаварийного и безопасного судовождения все суда снабжают
навигационными огнями, предусмотренными Международными правилами предупреждения
столкновений судов в море (ППСС и Правилами Регистра). Все суда разделяют на группы, и для
каждой группы устанавливают количество навигационных огней, их цветность, дальность
действия, направление и значение углов свечения, а также расположение их на судне (рисунок
30.1).
Расположение навигационных огней на судне в темное время суток дает возможность
наблюдателю установить направление движения судна. При стоянке судна на якоре в темное
время зажигают 2 белых огня кругового действия на корме и баке. На судах, потерявших
управление, зажигают 2 красных круговых огня, расположенных по вертикальной линии в
наиболее видном месте судна. Если такое судно имеет ход, то дополнительно к этим огням
зажигают бортовые и кормовой огни. Различные навигационные огни зажигают на судах при
буксировке, лове рыбы, производстве дноуглубительных работ и т. п.
Навигационные (отличительные) огни выполняют в виде фонарей (светильников)
специальной конструкции. Конструкция, оптическое устройство и мощность лампы фонаря
должны обеспечивать выполнение предъявляемых к нему требований по дальности, цветности и
направлению свечения. Фонари имеют водозащищенное исполнение, надежно закреплены на
штатных местах. Необходимо предусмотреть возможность быстрой замены фонаря запасным. В
фонарях применяются меры, исключающие самоотвинчивание ламп.
Кроме навигационных огней, для сигнализации используют прожекторы и сигнальные
проблесковые огни, которые обычно включают через ключ Морзе.
Для управления сигнально-отличительными фонарями в рулевой рубке устанавливают
коммутаторы или пульты. Они получают питание по двум фидерам. Переключатель питания
установлен на коммутаторе. Коммутаторы сигнально-отличительных огней работают по
следующему принципу: при погасании фонаря вырабатывается звуковой и визуальный сигнал,
позволяющий определить неисправный фонарь.
Отечественной промышленностью выпускаются унифицированные релейные коммутаторы
на 3,5, 7 и 10 огней напряжениями 24,110,127 и 220 В. В то же время на судах применяются
нестандартные релейные и бесконтактные коммутаторы и пульты управления фонарями.
Принцип включения лампы одного отличительного фонаря (рисунок 30.2) состоит в
следующем. При включении фонаря выключателем SA загорается лампа HL, расположенная в
фонаре, и одновременно включается сигнальное реле КА. Его разомкнувшийся контакт обрывает
64
цепь питания электрозвонка НА. Одновременно якорем реле КА поворачивается сигнальное
устройство и против смотрового окна устанавливается сигнализационный бленкер.
Рисунок 30.1 – Расположение навигационных огней, зажигаемых во время хода на судне с
механическим двигателем длиной более 50 м:
1, 2 — топовые белые; 3, 4 — отличительные соответственно правого (зеленый) и левого
(красный) бортов; 5 — кормовой (гакабортный) белый
При перегорании лампы HL реле КА теряет питание, его замкнувшийся контакт замыкает
цепь питания звонка, поворачивается визуальное устройство, уводя из смотрового окна бленкер.
Установив, какой фонарь погас, его выключают выключателем SA, прерывая цепь питания звонка.
Каждый фонарь включается в коммутаторе по рассмотренной схеме, звонок является общим и
включается при потухании любого фонаря.
В схемах коммутаторов типа КСКП (рисунок 30.3) переменного тока использован метод
параллельного подключения цепей контроля исправности фонаря. На рисунке представлена схема
подключения лампы HL одного из фонарей с помощью датчика тока ДТ-127. Дополнительное
устройство ДУ-127 является общим для датчиков тока всех фонарей, коммутируемых в
рассматриваемом устройстве. На коммутатор подается напряжение 127 (220)В по одному из
фидеров, проложенных по разным бортам судна. Надежность работы фонарей достигается путем
установки в них ламп с двумя нитями накала или двух ламп, а также использования двух фонарей.
Для включения первой нити накала лампы HL переключатель SA переводится в положение
1: ток протекает по цепи: предохранитель FU1 - сглаживающий дроссель L1 - резисторы R1-R4 резисторы R17, R18 - предохранители FU5, FU3 - контакты переключателя SA -выключатель
контроля SA3 - дроссель L3 - предохранитель FU2. В один из полупериодов напряжения питания
на резисторах R1-R4 происходит падение напряжения с мгновенной полярностью,
соответствующей подаче на эмиттер транзистора VT1 положительного потенциала. Транзистор
VT1 открывается, и одновременно замыкается цепь питания светодиода HL1. В другой полупериод
VT1 закрывается, но при частоте 50 Гц глаз человека не замечает миганий светодиода HL1.
Открытый VT1 шунтирует резистор R7, на нем не возникает падения напряжения, поэтому VT2
закрыт, реле KV и звонок НА не включены.
При перегорании нити на R1-R4 падение напряжения исчезает, VT1 закрывается, светодиод
гаснет. Теперь на R7 возникает падение напряжения. Пробивается стабилитрон VD4, открывается
VT2, включаются реле KV и звонок НА. Услышав звонок и по погасшему светодиоду определив
фонарь, в котором погасла лампа, его переключатель SA переводят в положение 2, т. е. на вторую
нить накала (на вторую лампу), свечение светодиода будет сигнализировать о включении фонаря.
На реле KV через VD7 подается однополупериодное напряжение, во второй полупериод через реле
разряжается конденсатор С2. Стабилитроны VD1, VD5 стабилизируют напряжения управления
транзисторов, стабилитрон VD6 - коллекторное напряжение транзистора VT2 и напряжение реле
KV.
65
Рисунок 30.2– Схема подключения отличительного фонаря через контактный коммутатор
Рисунок 30.3 – Схема подключения фонаря через коммутатор КСКП-Б2-3
Переключателем SA1 можно регулировать яркость свечения фонаря: в положении 0 наибольшая яркость, в положении 1 вводится R17, а в положении 2 введены R17, R18, поэтому
яркость понижается. Размыкая выключатель SA3 («Контроль»), по потуханию светодиода и работе
звонка убеждаются в исправной работе коммутатора. При снятых перемычках Х1, Х2, Х3
коммутатор можно включать в сеть 220 В. В коммутаторах имеются выводы для подключения
мегаомметра при контроле сопротивления изоляции.
Техническое обслуживание фонарей и коммутатора рекомендуется проводить без их
разборки не реже 1 раза в 3 мес. При этом все детали проверяют, очищают, поджимают
контактные и крепежные соединения, измеряют сопротивление изоляции. Затем проверяют работу
коммутатора и всех фонарей.
Включает сигнально-отличительные фонари вахтенный помощник капитана. На каждой
вахте и перед каждым выходом в море необходимо проверять их работу. Для обеспечения
необходимой дальности видимости огней и надежной работы коммутатора в фонари следует
устанавливать лампы только проектной мощности.
Вопрос 31
Суднові прожектори. Призначення, конструкція.
Прожекторы. Осветительный прибор дальнего действия, в котором световой поток
источника света концентрируется при помощи оптического устройства в направленный пучок
света, называют прожектором. Обычно угол рассеяния у сигнальных прожекторов составляет 3-9°
(при этом достигается максимальная сила света). На сигнальный прожектор можно установить
линзовый рассеиватель, увеличивающий угол рассеяния до 35-40 (при этом освещаемая площадь
66
увеличивается, а сила света уменьшается). Прожекторы используют для освещения далеко
расположенных объектов или близлежащих пространств, также их можно применять в качестве
сигнальных. Прожекторные лампы накаливания имеют большую мощность (500-5000 Вт) и
работают в напряженном тепловом режиме, поэтому их срок службы обычно всего 30-150 ч (редко
400 ч).
Морской сигнальный прожектор МСПЛ-л45/2 (рисунок 31.1, а) состоит из тумбы 3 и
корпуса 2, который с помощью опор покоится на лире 4. Корпус защищен стеклом 1 (с задней
стороны крышкой). Вместе с лирой прожектор может поворачиваться относительно вертикальной
оси, а на опорах лиры поворачивается относительно горизонтальной оси. Прожектор фиксируют в
нужном положении с помощью зажимов 5 и 9. Рукоятка 6 позволяет управлять решеткой 8 с
поворотными жалюзи, которые позволяют быстро перекрывать свет для подачи сигналов азбуки
Морзе. Визирное устройство 7 позволяет ориентировать прожектор на нужный объект.
Выключатель 10 коммутирует прожекторную лампу мощностью 1000 Вт. Сверху корпуса 2
имеется кожух с вырезом для выхода нагретого воздуха. При освещении рабочих мест стекло 1
заменяют линзовым рассеивателем.
Рисунок 31.1 – Прожекторы морские: а-сигнальный типа МСПЛ-л45/2; б-сигнальный типа
К-35-2; в –осветительный типа ПЗС-45М.
Морской сигнальный прожектор К-35-2 (рисунок 4, б) крепят к фундаменту с помощью
фланца 6. Он также имеет поворотные жалюзи, управляемые рукояткой 1. Положение прожектора
фиксируется зажимами 2 и 3. Прожектор рассчитан на лампы мощностью 220 Вт (при напряжении
24 В) и 300 Вт (110 и 127 В), его габаритные размеры (535x570x510) меньше габаритных размеров
прожектора МСПЛ-л45/2 (1630x680x550).
Прожекторы заливающего света ПЗС-45М и ПЗС-35М (рисунок 4, в) с диаметрами
отражателей соответственно 450 и 350 мм не имеют фокусирующих устройств и жалюзи. Их
устройство гораздо проще: цилиндрический корпус, металлический отражатель, защитное стекло
и элементарное поворотное устройство. Прожекторы ПЗС с лампами накаливания мощностью
1000 и 500 Вт применяют для освещения рабочих мест (например, при погрузке).
Прожектор "Суэцкий" устанавливают в носовой части судна и включают при проходе
Суэцкого канала. В прожекторе установлены 2 лампы мощностью по 2000 Вт (рабочая и
резервная) напряжением 127 или 220 В. Стеклянный параболический отражатель диаметром 600
мм состоит из двух половин, каждая из которых может поворачиваться относительно
вертикальной оси. Можно получить 1 пучок света или 2 с темным промежутком до 15° для
одновременного ориентирования относительно двух берегов сравнительно узкого канала.
В светильники следует устанавливать только штатные исправные лампы. Светильники
должны быть полностью укомплектованы стеклами, защитными сетками и т. д. Переносные
светильники и взрывобезопасные аккумуляторные светильники проверяют не реже 1 раза в месяц,
а также перед каждым использованием. При выполнении работ в сырых и закрытых помещениях и
67
пространствах (внутри цистерн, котлов, в льялах и т. д.) применяют переносные светильники
напряжением не выше 12 В. Не реже 1 раза в 3 месяца светильники очищают и заменяют
неисправные детали, а 1 раз в год выполняют обслуживание светильников с частичной разборкой
и измерением сопротивления изоляции.
Прожекторы во время бездействия должны быть зачехлены. Во время их осмотров
проверяют плавность хода жалюзи, устраняют заедания в устройствах поворота. Отражатели и
защитные стекла очищают мягкими кистями или ветошью. Хромированные отражатели
протирают салфеткой с меловой пудрой. Отражатели с серебряным покрытием нужно очищать
осторожно, так как они покрыты тонким слоем бесцветного лака.
Вопрос 32
Основні електричні параметри, що характеризують акумуляторні батареї.
Электрический аккумулятор - это химический источник электроэнергии. Его действие
основано на обратимых электрохимических процессах. Во время заряда аккумулятора энергия
зарядного устройства превращается в химическую энергию, которая накапливается в
аккумуляторе. Если к аккумулятору подключить приемник электроэнергии, то аккумулятор будет
разряжаться, т. е. его химическая энергия вновь будет превращаться в электрическую. Такие
процессы заряда-разряда аккумулятора повторяются неоднократно.
Назначение. Кислотные и щелочные АБ применяют на судах для питания электроэнергией
сетей управления автоматических устройств, аварийного освещения, авральной и пожарной
сигнализации, радио- и телефонной связи, отличительных огней, для пуска дизелей с помощью
стартеров.
Аккумуляторная батарея состоит из нескольких электрохимических элементов, собранных
в общий корпус и включенных по определенной схеме. Обычно в аккумуляторной батарее
несколько банок, в каждой банке блоки положительных и отрицательных пластин соединены
параллельно.
Основные электрические характеристики аккумуляторов
Электродвижущая сила Е аккумулятора – разность потенциалов положительного и
отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи. Значение Е зависит, главным
образом, от состояния активной массы пластин и состава электролита, но не зависит от размеров
пластин аккумулятора. Электролиты - это растворы кислоты или щелочи в дистиллированной
воде. Состояние электролита характеризуется его плотностью. Плотность щелочи и кислоты
больше плотности воды, поэтому определенной концентрации кислоты или щелочи в воде
соответствует определенная плотность электролита.
Напряжение U аккумулятора – разность потенциалов положительного и отрицательного
электродов при замкнутой внешней цепи (при этом в цепи протекает ток). Напряжение отличается
от ЭДС значением падения напряжения внутри аккумулятора, которое определяется внутренним
сопротивлением RBH аккумулятора и током, проходящим, через него. При заряде аккумулятора U
больше ЭДС, при разряде – меньше. Конечное напряжение аккумулятора при его разряде –
напряжение, ниже которого аккумулятор разряжать не рекомендуется исходя из условий
длительной эксплуатации. Внутреннее сопротивление аккумулятора, состоящее из сопротивлений
электролита, пластин и сепаратора непостоянно: при разряде и понижении температуры оно
увеличивается.
Емкость С аккумулятора – количество электричества, которое может отдать полностью
заряженный аккумулятор при разряде неизменным током определенного значения до конечного
напряжения:
С=Iрtр,
где Ip – ток разряда; tp – продолжительность разряда.
Заряженный аккумулятор подвержен саморазряду в результате протекающих
побочных реакций (саморазряд кислотных АБ составляет 1% в сутки).
Вопрос 33
68
Кислотні акумулятори. Устрій. Принцип дії. Основні характеристики. Призначення.
Устройство. Кислотный аккумулятор (рис. 33.1) состоит из корпуса, положительных и
отрицательных пластин и электролита, в который погружены пластины. Корпус 5 изготавливают из
эбонита или пластмассы. Отрицательные 1 и положительные 4 пластины собраны при помощи
соединительных пластин (бареток) 3 в полублоки. При сборке полублоки располагают так, что
пластины разных полярностей чередуются. Крайние пластины всегда отрицательны, поэтому их на
одну больше. Полюсные выводы пластин 2 называются борнами. Блоки пластин при помощи
перемычек 6 соединяют в электрическую цепь Для изоляции разноименных пластин в аккумуляторе
применяют сепараторы из различных пластмасс, на крышках аккумулятора устанавливают
вывинчивающиеся пробки 7, в нижней части пластины опираются на изоляционные призмы 8.
Материал пластин. Решетки изготовлены из химически чистого свинца с присадкой 5-10
% сурьмы.
Активная масса пластин:
положительной – свинцовый сурик РbO2;
отрицательной – свинцовый глет (губчатый свинец).
Отрицательные пластины механически более прочны и их на одну больше, чем
положительных.
Электролитом служит раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной
воде. Когда серную кислоту вливают в воду, в результате химической диссоциации часть молекул
кислоты распадается на положительные и отрицательные ионы Н2+ и SO4-.
Реакции при разряде АБ:
 у отрицательных пластин Рb + S04 = PbSO4;
 у положительных пластин Рb02 + Н2 + H2S04 = PbS04 + 2Н20.
В результате реакции на обеих пластинах образуется сульфат свинца PbS04, плотность
электролита уменьшается.
Рисунок 33.1 – Кислотный аккумулятор: а) – пластины; б) – общий вид.
Реакции при заряде АБ:
 у отрицательных пластин PbS04 + Н2 = Pb + H2S04;
 у положительных пластин PbS04 + 2Н20 + S04 = Рb02 + 2H2S04.
В результате PbS04 распадается на исходные материалы пластин, и в раствор выделяется
кислота, поэтому плотность увеличивается до исходного значения (1,23-1,28 г/см3).
Внутреннее сопротивление кислотных АБ небольшое – Rвн = 0,005 Ом.
ЭДС заряженного аккумулятора составляет 2,1 В
Плотность электролита заряженных АБ 1,23-1,28 г/см3.
разряженных АБ 1,17 – 1,15 г/см3.
При нормальном разрядном токе напряжение кислотных аккумуляторов изменяется в
пределах от 2 до 1,7 В; ниже 1,7 В их разряжать не следует.
В конце заряда напряжение достигает 2,75 - 2,80 В
Напряжения, создаваемые аккумулятором на зажимах, определяют из выражений:
 при разряде U  E  I p Rвн ;
69
 при заряде U  E  I з Rвн ,
где Е – ЭДС аккумулятора;
Iр, Iз – соответственно токи разряда и заряда аккумулятора;
Rвн – внутреннее сопротивление аккумулятора.
Уровень электролита в элементах должен быть выше верхнего края пластин на 12-15 мм.
Оголение пластин не допускается
Техническая эксплуатация кислотных АБ
Степень заряженности АБ необходимо контролировать по напряжению и плотности
электролита.
Нормальным током разряда кислотной АБ считается ток десятичасового разряда,
составляющий около 10 % емкости АБ. Например, для батареи 6СТЭ-128 нормальный ток разряда
Iн р = 12,8 А; полную емкость АБ отдает за 10ч: С = 12,8 × 10 = 128 Ач; при работе со стартером
эта АБ разряжается током 300-400 А за короткое время. Для аккумулятора такой режим
неблагоприятен, так как при обильном выделении PbS04 может возникнуть деформация пластин и
возможно выпадение активной массы. Стартерный режим при температуре 30С может длиться не
более 5,5 мин, а при температуре – 18С - всего 2 мин. Полную емкость аккумулятор, конечно, не
отдает, но его напряжение понижается до 1,5В.
Нормальный заряд рекомендуется выполнять в две ступени: током, составляющим 8 – 10%
емкости АБ до начала газовыделения и напряжения на элементах от 2,3 до 2,4 В, после чего током
, равным половине тока нормального режима, до начала обильного газовыделения и напряжения
на элементах от 2,5 до 2,7 В.
Признаком окончания заряда являются обильное газовыделение, постоянство напряжения и
плотности в течение от 2 до 3 часов.
Систематический перезаряд АБ, вызывает разрушение активной массы. Постоянный
недозаряд способствует возникновению процесса сульфатации, признаками которого являются
повышение напряжения в начале заряда, преждевременное «кипение», незначительное повышение
плотности в процессе заряда, повышение температуры и быстрое понижение напряжения в
процессе разряда. Сульфатирующий аккумулятор разряжают, заменяют электролит
дистиллированной водой и заряжают током, составляющим 0,5 нормального тока заряда, до
достижения постоянства плотности и напряжения в течение 6 ч при обильном газовыделении.
Затем плотность доводят до номинального значения.
Рекомендуется один раз в 6 месяцев проводить контрольно-тренировочные циклы:
 выполнить нормальный заряд, после часового перерыва продолжить заряд в течение 2
часов, после чего вновь сделать часовой перерыв; такие заряды производить до тех пор, пока при
последующем включении на заряд не позднее чем через 2 мин. Во всех аккумуляторах начнется
обильное газовыделение;
 разрядить аккумуляторы током 10-ти часового разряда до напряжения 1,7 В на элемент;
 выполнить нормальный заряд.
Вопрос 34
Лужні акумулятори. Устрій. Принцип дії. Основні характеристики. Призначення.
Устройство. Если кислотные аккумуляторы используют в качестве стартерных, то для
питания прочих низковольтных устройств применяют щелочные кадмиево-никелевые и
железоникелевые аккумуляторы (они одинаковы по конструкции и составу электролита).
Корпус 9 щелочного аккумулятора (рисунок 34.1) изготовляют сварным из листовой стали,
покрытой никелем. Технология изготовления положительных 4 и отрицательных 11 пластин
одинакова: их выполняют из тонких перфорированных листов стали в виде ламелей-футляров 3, в
которые помещается активная масса 1.
70
Рисунок 34.1 – Щелочной аккумулятор
Гидрат окиси никеля Ni(OH)3 служит активной массой положительных пластин щелочных
аккумуляторов обоих типов. Активная масса отрицательных пластин у кадмиево-никелевых
аккумуляторов состоит из смеси губчатого кадмия с железом, а у железоникелевых - из смеси
электрохимически активного железа (губчатого железа) с его окислами и небольшого количества
окиси ртути. В электрохимических процессах участвуют Cd или Fe, а присадки улучшают
электрохимические свойства масс
С помощью контактных пластин 12 и соединительных бареток 10 пластины собирают в
блоки и через выводы 5, 7 соединяют с внешней цепью. В стальной крышке 8 расположены
пробки 6, в которых устроены небольшие отверстия для вентиляции. Изоляция пластин одна от
другой и от корпуса достигается установкой распорных эбонитовых палочек 2 и эбонитовых
пластин 13 со стойками 14. У кадмиево-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда
положительные, у железоникелевых отрицательные. При сборе в батарею аккумуляторы
монтируют на изоляционных прокладках в общем деревянном или пластмассовом ящике и
надежно изолируют от корпуса судна.
Электролитом служит раствор едкого кали КОН или натра NaOH (плотность 1,19-1,21
г/см3) в дистиллированной воде с небольшой добавкой едкого лития LiOH, который увеличивает
срок службы аккумуляторов в 2-2,5 раза.
Реакции разряда-заряда (на примере кадмиево-никелевого аккумулятора) следующие:
 у положительных пластин Ni(OH)3 + К  Ni(OH)2 + КОН;
 у отрицательных пластин Cd+2OH Cd(OH)2.
Образовавшиеся при разряде гидроокиси Ni(OH)2 и Cd(OH)2 не обладают какими-либо
отрицательными свойствами, поэтому щелочные аккумуляторы могут длительное время
находиться в разряженном состоянии, следовательно, их обслуживание упрощается.
Так как ионы К+ и ОН или целые молекулы КОН присутствуют в левых и правых частях
уравнений реакций, плотность электролита в процессе разряда-заряда почти не изменяется. ЭДС
заряженного аккумулятора составляет 1,35 В, при разряде уменьшается до 1 В (зависит от
состояния активных масс пластин и в меньшей степени от плотности электролита и температуры
эксплуатации). Напряжение заряженного аккумулятора составляет 1,25 В, разряжают его до
напряжения не ниже 1,1В. Например, батарея 10 КН-100 (кадмиево-никелевая батарея, собранная
из 10 банок, общей емкостью 100 Ач) имеет номинальное напряжение Uном = 12,5 В.
Рекомендованы 6-часовой режим заряда током 25 А (1/4 емкости) и 8-часовой режим разряда
током 12,5 А (1/8 емкости). Допускается 1-часовой режим разряда током 100 А.
71
Внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов, составляющее 0,03-0,05 Ом,
сравнительно высоко, поэтому их нельзя использовать в стартерном режиме.
Рекомендуется поддерживать уровень электролита выше верхнего края пластин на 5 – 12
мм.
В начале заряда напряжение аккумулятора составляет 1,4-1,45 В, в конце - 1,75-1,95 В.
Конец заряда характеризуется бурным газовыделением и постоянством ЭДС аккумулятора.
Рекомендуется не реже одного раза в 6 месяцев разрядить аккумуляторы током 6-ти
часового разряда до напряжения от 1,1 В до 1,2 В на элемент, после чего дать аккумуляторам
усиленный заряд. Усиленный заряд выполняется 10-12 часов током нормального заряда.
Вопрос 35
Вибір та розміщення акумуляторів. ТБ при обслуговуванні.
Выбор и размещение. Тип аккумуляторов, их количество и параметры определяются их
назначением на судне. Для увеличения напряжения АБ соединяют последовательно, для
обеспечения режимов работы с большими токами - параллельно. Разрядная емкость (А-ч)
аккумуляторной батареи для сетей освещения и сигнализации С1 = PT/U, где Р - потребляемая
мощность, Вт; Т - длительность электроснабжения, ч; U- номинальное напряжение батареи, В.
Для питания электростартеров устанавливают две АБ, причем емкости одной из них
должно хватать на 6 пусков длительностью 5 с. Емкость (А-ч) одной стартерной батареи С2 =Icт
ntп, где Icт - ток стартера (принимается равным 400 А); n - число пусков; tn - длительность пуска, ч.
Учитывая ухудшение свойств аккумуляторов в процессе эксплуатации, их расчетную
емкость несколько увеличивают.
Аккумуляторные батареи малого аварийного освещения, связи, пожарной и аварийной
сигнализации размещают в специальных помещениях выше палубы переборок, вне шахты МО, с
выходом на открытую палубу. Батареи другого назначения мощностью более 2 кВт или
напряжением выше безопасного размещают в аналогичном помещении или на открытых палубах в
аккумуляторных ящиках. При мощности 0,2-2 кВт АБ устанавливают в ящиках, внутри корпуса
судна (кроме жилых помещений), а при мощности менее 0,2 кВт - в таких же помещениях без
специальных ящиков. Совместная установка щелочных и кислотных АБ недопустима.
Аккумуляторы размещают на стеллажах, их надежно закрепляют. Для вентиляции воздухом со
всех сторон аккумулятора должен быть обеспечен зазор не менее 15 мм.
Во время работы АБ могут выделять взрывоопасный газ, поэтому аккумуляторные
помещения, шкафы и ящики оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией. Через аккумуляторные
помещения не прокладывают транзитные кабели и трубопроводы, в них устанавливают
взрывобезопасные светильники с вынесенными наружу выключателями. При снижении
температуры ниже 5С помещения отапливают. Установка электрических грелок запрещена.
Техника безопасности. Так как в аккумуляторе имеются химически опасные вещества и в
процессе работы выделяются взрывоопасные газы, технике безопасности следует уделять особое
внимание. Серная кислота, попавшая на кожу, вызывает ожоги, а ее пары, попадая в дыхательные
пути, вызывают раздражение или ожог слизистой оболочки. Попавшую на кожу кислоту или
электролит нейтрализуют 5 %-ным водным раствором соды или 10 %-ным водным раствором
нашатырного спирта. Попадание щелочи на кожу или слизистую оболочку вызывает разрушение
ткани (появление язв). Особо опасно попадание даже малых количеств щелочи в глаза. Попавшую
на кожу или в глаза щелочь удаляют путем промывания раствором борной кислоты (10 %-ный для кожи, 2 %-ный - для глаз) и большим количеством воды, после чего необходимо обратиться к
врачу.
Во время работы с электролитами нужно пользоваться специальной одеждой: шерстяной
костюм, резиновый фартук, очки, перчатки, сапоги. Необходимо соблюдать особую осторожность
при разливе кислоты и дроблении щелочи.
Все работы, связанные с монтажом или демонтажем, можно проводить только при
отключенных АБ, а если применяется пайка или газовая резка, то АБ следует разрядить и хорошо
проветрить помещение. Пользоваться металлическим инструментом надо с большой
72
осторожностью, так как оставленные на аккумуляторе металлические предметы могут вызвать
КЗ и взрыв.
Вопрос 36
Експлуатація кислотних акумуляторів.
При использовании аккумуляторов их следует осматривать не реже одного раза в
неделю. При осмотре необходимо проверить:
 крепление аккумулятора;
 чистоту аккумуляторного помещения, стеллажей, аккумуляторов,
измерить напряжение между элементами аккумуляторов;
 эффективность действия вентиляции;
 исправность зарядных устройств, светильников.
Рекомендуется уровень электролита поддерживать выше верхнего края пластин на
12 – 15 мм в кислотных аккумуляторах.
При излишке электролита следует его отсосать, а при недостатке долить
дистиллированной водой (если плотность электролита повышена), или раствором
электролита, (если плотность понижена).
При отсутствии других указаний нормальный заряд рекомендуется выполнять
током, равным 0,08 до 0,1 величины номинальной емкости аккумуляторов, до начала
газовыделения и напряжения на элементах от 2,3 до 2,4 В, после чего продолжить заряд
током, равным половине нормального режима, до обильного газовыделения и напряжения
на элементах 2,5 до 2,7 В. Признаком окончания заряда будет обильное газовыделение во
всех элементах, постоянство напряжения и плотности в конце заряда в течение 2– 3 часов.
Для предотвращения сульфатации рекомендуется не реже одного раза в 6 месяцев
подвергать аккумулятор контрольно – тренировочному циклу.
Вопрос 37
Експлуатація лужних акумуляторів.
При использовании аккумуляторов их следует осматривать не реже одного раза в
неделю. При осмотре необходимо проверить:

крепление аккумулятора;

чистоту аккумуляторного помещения, стеллажей, аккумуляторов, измерить
напряжение между элементами аккумуляторов;

эффективность действия вентиляции;

исправность зарядных устройств, светильников.
Рекомендуется уровень электролита поддерживать выше верхнего края пластин на 5 – 12
мм в кислотных аккумуляторах.
При излишке электролита следует его отсосать, а при недостатке долить
дистиллированной водой (если плотность электролита повышена), или раствором электролита,
(если плотность понижена).
При отсутствии других указаний нормальный заряд рекомендуется выполнять 6-ти
часовым током, равным 0,25 величины номинальной емкости аккумулятора. Признаком
окончания заряда будет обильное газовыделение во всех элементах, постоянство напряжения в
конце заряда в течение 2– 3 часов.
При снижении емкости аккумуляторов рекомендуется выполнить 2 –3 полных цикла
«заряд-разряд».
Рекомендуется не реже одного раза в 6 месяц разрядить аккумулятор током 6-часового
разряда до напряжения от 1,1 В до 1,0 В на элемент, после чего дать аккумуляторам усиленный
заряд.
Вопрос 38
Принципова схема устрою програмного управління пуском АДГ.
73
Принцип работы электронного программного механизма
Уифицированную систему пуска АДГ представлена на рисунке 2. Устройство управления
пуском получает питание от аккумуляторной батареи GB, имеющей несколько выводов (это
позволяет получить напряжения разных значений).
В исходном состоянии (в неаварийном режиме) на трансформатор TV поступает напряжение от
ГРЩ, включается реле KV контроля напряжения и его контакт повторно прерывает цепь реле KV4 пуска
(она прервана также закрытым в этом режиме транзистором VT19). Через резисторы Rl, R3 на транзистор
VT1 подано напряжение отрицательного смещения, однако он открыт более высоким напряжением
управления выпрямителя UZ1. В открытом состоянии сопротивление транзистора VT1 близко к нулю, на
нем нет падения напряжения. На эмиттер и базу транзистора VT2 поданы напряжения практически
одинаковых потенциалов, поэтому он закрыт. Через R5 на эмиттер - базу транзистора VT3 поступает
напряжение положительного смещения, поэтому этот транзистор открыт. Через него заряжен конденсатор
С2, через R8 течет ток управления транзистора VT4 и он открыт, а транзистор VT5 закрыт. Через
транзистор VT6 течет ток управления, создаваемый падением напряжения на резисторе R12, через
который течет ток нагрузки выпрямителя UZ2. Транзистор VT7 закрыт. Состояние остальной части схемы
изменяется при переключении транзистора VT7. Так как он закрыт, конденсатор С4 не заряжен и на
транзистор VT8 тоже закрыт. На коллектор - эмиттер транзистора VT8 не поступает напряжение,
поэтому, несмотря на то, что он закрыт, на нем нет падения напряжения и транзистор VT9 тоже закрыт.
Транзистор VT10 закрыт, так как на него поступает напряжение отрицательного смещения батареи. Так
как VT10 закрыт, конденсатор С5 не заряжен, поэтому VT11 тоже закрыт, на его коллекторноэмиттерном переходе создается падение напряжения, которое является напряжением управления
транзистора VT12. он открыт. Протекающий через VT12 ток создает на резисторе R27 падение
напряжения, которое компенсирует напряжение отрицательного смещения батареи, и транзистор VT13
открыт. Через него текут токи управления транзисторов VT14, VT15, они открыты. На базу транзистора
VT16 подан отрицательный потенциал с коллектора транзистора VT15, поэтому VT16 закрыт. На
транзисторах VT17 и VT18 собрана схема мультивибратора МБ. С коллектора транзистора VT16 на базу
транзистора VT17 подан положительный потенциал, следовательно, VT17 закрыт (соответственно VT18
открыт). Через R39 на транзистор VT19 поступает напряжение отрицательного смещения батареи, и он
закрыт.
В начале аварийного режима отключается напряжение на трансформаторе TV, отключается
реле контроля напряжения и его замкнувшийся контакт подготавливает к включению реле KV4
пуска. Закрывается VT1, так как выпрямитель UZ1 обесточен, открывается VT2. На резисторе R5
создается падение напряжения, которое больше напряжения положительного смещения батареи, и
VT3 закрывается. Транзистор VT4 не закрывается, конденсатор С2, разряжаясь через базу эмиттер транзистора VT4, еще 30 с будет создавать ток управления. Так формируется выдержка
времени всего цикла работы схемы автоматического пуска.
Транзистор VT5 остается закрытым. Выпрямитель UZ2 обесточен, и на резисторе R12 нет
падения напряжения, следовательно, транзистор VT6 закрывается, a VT7 открывается. Начинается
заряд конденсатор. С4, и в течение времени заряда (3 с) конденсатор шунтирует цепь управления
транзистора VT8, он остается закрытым.
Через открытый VT7 на коллектор - эмиттер транзистора VT8 подается напряжени батареи
и, так как он закрыт, на нем возникает падение напряжения. Открывается VT9, возникает падение
напряжения на резисторе R21 открывается VT10, и включается реле KV1 прокачивания масла,
которое включит на 3 с электродвигатели масла Ml и топлива М2. Через VT10 мгновенно
заряжается конденсатор С5, открывается VT11. Закрывается VT12, поэтому на R27 не создается
падения напряжения и VT13 закрывается. Состояние транзисторе VT14, VT15 не изменяется,
потому что через открытый VT10 продолжают протекать их токи управления.
Через 3 с прекращается заряд конденсатора С4, открывается VT, закрываются VT9 и VT10,
реле прокачивания масла отключается. Транзистор VT11 остается открытым, потому что через его
базу - эмиттер разряжается конденсатор С5. Транзисторы VT12, VT13 остаются закрытыми. Так
как транзистор VT10 закрыт, то закрываются транзисторы VT14, VT15. Открывается VT16, и
мультивибратор MB начинает работать в следующем режиме: 3 с открыт транзистор VT17, затем 2
74
с закрыт и открыт VT18; с 4-й по 16-ю секунду (включительно) трижды открывается VT17 с
промежутками в 2 с. Когда транзистор VT17 находится в открытом состоянии, на резисторе R39
возникает падение напряжения и открывается VT19, трижды включается реле KV4. Если пуск
удался с 1-й попытки, то реле KV5 удавшегося пуска и центробежное реле KР разомкнут свои
контакты, и реле KV4 не сработает повторно при отработке мультивибратором еще двух циклов.
Через 16 с после начала аварийного режима закончится разряд конденсатора С5, транзистор VT11
закроется, транзисторы VT12-VT15 откроются, VT16 закроется, в результате MB отключится. В
промежутке времени с 17-й по 30-ю секунду в схеме никаких изменений не происходит. Через 30 с
прекратится разряд конденсатора С2, закроется VT4, откроются VT5 и VT6, закроется VT7.
Остальная часть схемы возвращается в исходное состояние. В случае возникновения питания от
ГРЩ транзисторы VT1-VT5 переключаются, но на резисторе R12 останется падение напряжения,
создаваемое током выпрямителя UZ2, поэтому транзисторы VT6-VT19 не переключатся. Всю
схему программного управления можно представить как состоящую из переключающих реле PI,
P2 и реле времени РВ1-РВЗ.
Рисунок 38.2- Схема электронного программного механизма
75
Граф-схема алгоритма запуска АДГ
Sн
Р1
А3
А2
Р4
А6
А5
А7
0
Р8
1
А17
Р9
А18
Р19
1
1
0
А10
А11
Р20
Р12
А13
А14
Р15
А16
Sн
0
Р1 – сработало реле KV;
А2, А3 – включение электродвигателя
М1 и М2;
Р4 – проверка при помощи РВ2
длительности предварительного
прокачивания масла;
А5, А6 – остановка электродвигателей
М1, М2;
А7 – включение стартера;
Р8 – проверка удавшегося пуска АДГ в
течение 3 с;
Р9 – проверка наличия сигнала от реле
удавшегося пуска (Р9=1);
А10 – отключение стартера;
А11 – включение электродвигателя М2
и перевод рейки топливного
насоса в положение
номинальной подачи;
Р12 – сработал конечник;
А13 – отключение электродвигателя
М2;
А14 – включение контактора КМ1;
Р15 – выдержка времени 15 с;
А16 – включение контактора КМ2;
А17 – пуск не удался;
А18 – отключение стартера;
Р19 – проверка числа попыток (Р19=1,
число попыток меньше 3);
Р20 – выдержка времени перед
повторным пуском стартера.
76
Вопрос 39
Принципова схема пуску АДГ і вмикання навантаження
Автоматический пуск аварийного дизель-генератора, включение нагрузки
После обесточивания судна автоматическая СУ АДГ по определенной программе
обеспечивает:
отключение фидеров питания щита аварийной СЭС от ГРЩ;
прокачивание масла в смазочной системе дизеля и перемещение рейки регулирования
подачи топлива в положение минимальной подачи;
включение стартера, вращающего дизель;
исключение повторного включения стартера при удавшемся пуске и обеспечение еще двух
включений стартера в случае неудавшегося пуска;
при удавшемся пуске перемещение рейки регулирования подачи топлива в положение
номинальной подачи;
подключение генератора на сборные шины после его возбуждения с одновременным приемом
нагрузки ранее включенных приемников или прием нагрузки в 2 ступени;
возвращение системы автоматического пуска АДГ в исходное состояние;
прерывание программы пуска и возврат СУ в исходное состояние в случае включения
питания основной СЭС.
Программа пуска может быть реализована с помощью электромеханических контактных
устройств или электронной схемы. В 1-м случае при аварии основной СЭС включается ЭД
программного устройства, который через замедляющий редуктор вращает кулачковый валик.
Последний, в определенной последовательности, с заданными промежутками времени
переключает контакты, которые, в свою очередь, управляют реле и другими устройствами,
обеспечивающими пуск АДГ и включение нагрузки. Во 2-м случае с помощью электронной схемы
реализуется программа управления контактной частью схемы пуска АДГ и включения нагрузки.
Рисунок 39.1 – Схема запуска АДГ и ГРЩ.
В неаварийном режиме напряжение с шин ГРЩ подается на реле KV8, включаются
контакторы КМ2, КМЗ и промежуточное реле KV7. Приемники 1-й и 2-й ступеней включаются на
напряжение ГРЩ. Автоматический выключатель QF1 включен, но аварийный генератор отключен
от шин щита контактором КМ1.
При аварийном состоянии основной СЭС отключаются контакторы КМЗ и КМ2, начинает
работать схема программного управления автоматическим пуском АДГ, до момента включения
аварийного генератора G судно остается обесточенным. На 3 с включается реле KV1, его контакты
77
подают питание на двигатели прокачивания масла Ml и подачи топлива М2, причем М2
передвигает рейку подачи топлива в положение минимальной подачи. Далее через VT19 подается
питание на реле КV4 пуска, его контакты замыкаются в цепи реле КА. Напряжение батареи GB
подается на стартер МЗ, и начинается проворачивание дизеля.
Если пуск удался, то с увеличением частоты вращения АДГ возбуждается маломощный
вспомогательный генератор G1, навешенный на дизель, и включается реле KV5 удавшегося пуска.
Через его контакты вновь подается питание на двигатель М2, и он передвигает рейку в положение
номинальной подачи топлива, после чего замыкается конечный выключатель SQ. Включается
промежуточное реле KV3. Его размыкающий контакт отключает двигатель регулирования подачи
топлива, а замыкающий контакт через промежуточное реле KV6 обеспечивает подачу питания на
контактор КМ1, в результате приемники 1-й ступени подключаются на напряжение аварийного
генератора G. В конце цикла работы схемы программного управления закрывается транзистор VT7,
выключается реле KV2, включаются реле KV7 и контактор КМ2, коммутирующий приемники 2-й
ступени на шины щита аварийной СЭС.
Если АДГ не пускается, то включается тревожная сигнализация. Ручной пуск АДГ
осуществляется с помощью кнопок SB1 и SB2.
Вопрос 40
Захист суднових синхронних генераторів.
Согласно требованиям Регистра генераторы, предназначенные для параллельной работы
должны иметь следующие виды защиты:
 от токов короткого замыкания;
 от перегрузки;
 от обратной мощности;
 от минимального напряжения.
Для генераторов мощностью более 1000кВт должна предусматриваться защита от
внутренних КЗ.
Защита от токов КЗ осуществляется автоматическим выключателем и действует на
отключение генератора с выдержкой времени (0,05 – 1,0)с. Уставка по току срабатывания
генераторного автомата составляет 2,5-3,5 номинального значения тока расцепителя. Этой уставки
достаточно, чтобы автомат не отключался при пуске мощных потребителей электроэнергии.
Защита от перегрузки выполняется автоматическими устройствами разгрузки генераторов,
которые при возникновении перегрузки отключают неответственные потребители с выдержкой
времени (3 – 10)с для первой группы неответственных потребителей и (2 – 5)с для последующих
групп неответственных потребителей. Уставки этих устройств по активной мощности составляют
1(1,1)Рном и 1,3(1,5) Рном.
Для аварийных генераторов защита от перегрузки действует на сигнализацию.
В целях предотвращения возможной перегрузки генераторов при нагрузке работающего
генератора, равной примерно 0,9 номинальной, устройство автоматического включения резерва
выдает сигнал на запуск резервного генераторного агрегата. При снижении нагрузки до 0,3
номинальной выдается световой сигнал. Это же устройство выдает сигнал на отключение
генераторного агрегата при длительном снижении напряжения (ниже 0,8 номинального) или его
полном исчезновении.
Защита генераторов переменного тока от работы в режиме двигателя осуществляется реле
обратной мощности или обратного тока, которые при срабатывании выдают сигнал на
независимый расцепитель генераторного автомата, отключая генератор от сборных шин. Выдержка
времени реле обратной мощности составляет 0,7-1,5 с для дизель-генераторов и 3-5 с для
турбогенераторов. Уставки по обратной мощности составляют 8-15% для дизель-генераторов и 2-6
% для турбогенераторов.
Длительное снижение напряжения более чем на 10% и частоты на 5% недопустимо по
условиям работы потребителей электроэнергии. Поэтому генераторные автоматы снабжаются
78
нулевым (минимальным) расцепителем, который при снижении напряжения до 85%
номинального с выдержкой времени не менее 5 с отключает генератор от шин ГРЩ.
Защиту, реагирующую на частичное снижение напряжения, называют минимальной, а
защиту, реагирующую на снижение напряжения почти до нуля, называют нулевой.
Защиту от внутренних КЗ осуществляет дифференциальная защита, схема которой
представлена на рисунке 40.1 и состоит из двух трансформаторов тока ТА1 и ТА2, соединенных по
дифференциальной схеме, и токового реле КА. Ее действие основано на сравнении токов
трансформаторов, охватывающих защищаемый участок. Для включения обмотки статора в зону
защиты ее нулевая точка выводится наружу генератора. В случае КЗ внутри генератора токовое
реле КА сработает и пошлет сигнал на отключающий расцепитель КО автоматического
выключателя и устройство гашения поля УГП.
При отсутствии дифференциальной защиты в цепи возбуждения судовых генераторов
предусматривают устройство ручного гашения поля генераторов, состоящее из выключателя
(контактора) и резистора.
Кроме указанных защит на современных судах устанавливаются устройства отключения
синхронных генераторов при потере ими возбуждения. Если у СГ, работающего параллельно с
другими, по каким-либо причинам снижается возбуждение, то этот генератор начинает потреблять
большой реактивный ток. Защитное устройство реагирует на этот ток и отключает генератор от
сети, что позволяет избежать перегрузки параллельно работающих с ним генераторов.
Комплексная защита синхронного генератора иллюстрируется рисунком 40.2, где
отображается назначение каждого из описанных выше видов защит и их взаимосвязь с
параметрами вырабатываемой генератором электроэнергии. При этом затемненная область
соответствует допустимым режимам работы генератора, а уставки защитных устройств
обозначены штрихованными линиями. Комплексная защита синхронного генератора
Рисунок 40.1 – Схема дифференциальной токовой защиты генератора
79
Рисунок 40.2 – Комплексная защита синхронного генератора
Защита по току (Overcurrent and Short Circuit) реагирует на полный ток, потребляемый от
генератора, и срабатывает при выходе параметров за пределы штрихованного круга.
Защита по перегрузке (Overload) срабатывает при увеличении потребляемой от генератора
активной мощности Р (кВт) выше уставки, определяемой верхней горизонтальной штрихованной
линией.
Защита по обратной мощности (Reverse Power) срабатывает при отрицательной активной
мощности генератора Р (кВт). Уставка защиты определяется нижней горизонтальной
штрихованной линией.
Защита при потере возбуждения (Excitation Loss) срабатывает при отрицательной
реактивной мощности генератора Q (кВАр). Уставка защиты определяется вертикальной
штрихованной линией.
В качестве устройств защиты генераторов на судах используются генераторные автоматы,
рассчитанные на большие токи, и реле, обеспечивающие указанные выше виды защит (реле
перегрузки, реле обратной мощности, реле потери возбуждения и т. п.). При этом защитные
устройства могут быть как встроенными в генераторный автомат, так и выполненными в виде
отдельных устрйств.
Вопрос 41
Захист від обриву фази при живленні від берегової мережі.
ЗУ от обрыва фазы устанавливаются в цепи фидера питания с берега и предназначены для
его отключения при обрыве фазы. Тем самым исключается массовый выход из строя судовых 3фазных АД вследствие перегрузки по току при работе в 1-фазном режиме. Этот вид защиты может
быть построен на операционном усилителе DA типа 140УД1В (рис. 41.1, а).
Принцип действия ЗУ основан на сравнении двух напряжений: входного Uвх и опорного
Uon, приложенных соответственно к инверсному 9 и прямому 10 входам. Напряжение Uвх получено
при помощи схемы выпрямления на диодах VD1-VD3 и пропорционально току фидера питания с
берега. Напряжение Uon создано током, протекающим по цепи: "+" 6,3 В - потенциометр RP1 корпус, снимается с нижней части потенциометра. Дифференциальное входное напряжение U =
Uвх - Uоп между входами 9 и 10 имеет полярность большего из этих напряжений.
При нормальном режиме работы береговой сети Uвх > Uon (рис. 41.1, б), поэтому
напряжение U имеет полярность: "+" на входе 9, "-" на входе 10. Через входы усилителя DA
80
протекает ток по цепи: "+" схемы выпрямления - R4- вход 9 - вход 10 - R5-RP1 - "-" схемы
выпрямления. На выходе усилителя DA существует небольшое отрицательное напряжение Uвых1
(рис. 41.1, в), недостаточное для включения реле KV1.
Рисунок 41.1 – Принципиальная схема защитного устройства от обрыва фазы (в) и графики
напряжений (б, в, г, д)
При обрыве фазы токи в исправных фазах одинаковы по значению и сдвинуты на 180°. При
этом в промежутках времени t входное напряжение уменьшается до значения Uвх < Uon (рис.
41.1, г), вследствие чего полярность напряжения U изменяется на обратную. Через входы
усилителя DA потечет ток обратного направления по цепи: "+" 6,3 В -верхняя часть RP1-R5 - вход
10 - вход 9 - VD4 - корпус. На выходе усилителя DA напряжение скачком изменится от Uвых1 до
Uвых2 (рис. 41.1, д). При этом включается реле KV1, замыкающее свои контакты в цепи
независимого расцепителя АВ питания с берега, который отключает береговую сеть от судна.
Диодный ограничитель напряжения на диоде VD4 предназначен для ограничения
напряжения на входе 9 до безопасного значения при токах перегрузки и КЗ в цепи фидера питания
с берега. При номинальном токе фидера ток через VD4 не протекает, так как прямое напряжение
на диоде меньше порогового, при котором диод открыт. При увеличении тока в цепи фидера
увеличивается выпрямленное диодами VD1-VD3 напряжение, вследствие чего напряжение на R4
становится больше порогового. Через резистор R4 и открытый диод протекает ток, создающий на
VD4 практически неизменное напряжение. Последнее объясняется тем, что при увеличении
выпрямленного напряжения одновременно возрастает падение напряжения на R4.
Вопрос 42
Захист електродвигунів. Трансформаторів, вимірювальних та реєструючих приладів
і контрольних ламп. Вибірковість захисту. Логічна селективність.
Потребители электроэнергии защищаются от токов КЗ, перегрузки. Электродвигатели
дополнительно должны иметь защиту от снижения напряжения, которая сочетается с нулевой, а
также защиту от обрыва поля (только для двигателей постоянного тока и синхронных).
Защита от коротких замыканий осуществляется автоматическими выключателями и
действует на отключение пораженного участка. Для защиты потребителей (включая
электродвигатели мощностью менее 0,5 кВт) допускается применение предохранителей.
Автоматические выключатели применяются с электромагнитным максимальным
расцепителем. Ток трогания автомата должен быть больше пусковых токов потребителей.
Автоматы защиты электродвигателей защищают питающие кабели.
Если требуется дополнительно защита от перегрузки, то используют АВ с
комбинированным расцепителем.
81
Защита от перегрузки осуществляется тепловыми реле, встроенными в магнитные
пускатели. Защита действует на отключение электродвигателя с выдержкой времени за
исключением рулевых электроприводов и электроприводов аварийных пожарных насосов.
Защитные устройства от перегрузки ЭД должны иметь уставки в пределах 105 – 125
номинального тока.
Для защиты электродвигателей рулевого устройства, аварийных пожарных насосов от
перегрузки используют тепловые реле, которые выдают сигнал в цепь звуковой и световой
сигнализации.
Защита от перегрузки грузоподъемных механизмов иногда осуществляется снижением
нагрузки путем уменьшения скорости подъема груза.
Минимальная и нулевая защита осуществляются, как правило, одновременно с помощью
линейного контактора или нулевого реле, действует на отключение электродвигателя и не
позволяет самопроизвольно включиться электродвигателю при восстановления напряжения после
его исчезновения. Защита срабатывает при снижении напряжения до 60% и менее.
Защита от обрыва фазы в каждом электроприводе не выполняется, однако при питании с
берега такая защита предусматривается в фидере питания с берега. Действует на отключение
питающего фидера при обрыве фазы, исключая работу двигателей на двух фазах.
Защита от обрыва поля (для двигателей постоянного тока и синхронных) выполняется при
помощи токовых реле и действует на отключение электродвигателя от сети.
Защита трансформаторов
Трансформаторы должны иметь защиту от токов КЗ и перегрузки. Защитные устройства
устанавливают в цепях первичных обмоток. В качестве защитных устройств применяются
автоматические выключатели. Для трансформаторов мощностью до 6.3 кВА допускается
применение только предохранителей.
Защита измерительных и регистрирующих приборов и контрольных ламп
Измерительные и регистрирующие приборы и контрольные лампы должны иметь защиту
от токов КЗ. В качестве защитных устройств применяются предохранители и автоматические
выключатели, которые действуют на отключение защищаемого участка. Допускается применение
устройств для ограничения токов КЗ.
Избирательность защиты электрических сетей. Это свойство защиты состоит в
отключении в кратчайшее время поврежденного участка сети с сохранением бесперебойного
снабжения электроэнергией остальных. Пусть работу приемников электроэнергии обеспечивает
генератор G2, а генератор G1 отключен (рис. 42.1, а). Включены АВ: генератора QF4, секционный
QF3, распределительного щита QF2 и отдельного приемника QF1. Точками К1-К4 обозначены
возможные места (ступени) КЗ. При КЗ на любой из ступеней должен отключиться только один из
перечисленных АВ. Избирательность защиты сети можно получить настройкой ЗУ по времени
отключения или току срабатывания.
Рисунок 42.1. Избирательная защита участков электрической сети: а — принципиальная
схема; б — временная диаграмма
Избирательность защиты по времени отключения достигается при выполнении условия t1 <
t2 < ... < tn, где t1 t2, . . ., tn - время отключения АВ на соответствующем участке сети. Таким
образом, быстрее остальных должен отключаться АВ, наиболее удаленный от генератора.
Например, при КЗ в точке К1 первым должен отключиться выключатель QF1 (рис. 42.1, б).
Нарушение этого условия приводит к необоснованному отключению неповрежденных участков
сети и затрудняет поиск поврежденного участка.
82
Избирательность защиты по времени невозможно обеспечить при помощи установочных
АВ, отключающих токи КЗ практически мгновенно, так как собственное время срабатывания всех
аппаратов этого типа примерно одинаково и не регулируется. Поэтому установочные АВ
применяют для защиты наиболее удаленных от генераторов участков электрической сети (в
основном фидеров с приемниками электроэнергии). Создать систему избирательной защиты по
времени позволяют селективные АВ типов AM и АМ-М, снабженные замедлителями расцепления
с уставками на срабатывание в зоне токов КЗ: 0,18; 0,38; 0,63 и 1,0 с. Указанные уставки
обеспечивают возможность построения 5-ступенной системы защиты по времени при условии, что
на последней ступени применен установочный АВ с собственным временем срабатывания tавт <
0,03 с.
Избирательность по времени можно получить при помощи предохранителей. Для этого
необходимо, чтобы номинальные токи плавких вставок предохранителей на защищенных
смежных участках сети отличались не менее чем на 3-4 ступени применяемого рода номинальных
токов: 6, 10, 15, 20, 25, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 300, 350, 430, 500 и 600 А.
Избирательность защиты по току срабатывания достигается при выполнении условия i1 < i2 < . . .
< in, где i1, i2. ….. in - токи срабатывания (отключения) ЗУ на отдельных участках сети. Таким
образом, ток отключения ЗУ должен уменьшаться по ступеням защиты в направлении от
источника электроэнергии к приемникам. Однако практически добиться полной избирательности
по току не всегда возможно вследствие того, что токи КЗ отдельных участков электрической сети
могут достигать значений, при которых происходит одновременное отключение АВ на двух-трех
защищаемых смежных участках.
Логическая селективность
Автоматические выключатели новой серии Masterpact и Compact с блоками контроля и
управления позволяют выполнить логическую селективность.
Сегодня скорость вычисления, объем памяти и миниатюризация значительно расширяют
функции расцепителей: расцепитель становится полноценным блоком контроля и управления
автоматического выключателя.
Он с точностью измеряет параметры сети, мгновенно вычисляет значения, запоминает,
задает, сигнализирует, передает данные, воздействует...
Современные автоматы называются интеллектуальными автоматами, так как они способны
анализировать параметры сети и в зависимости от этого формировать выдержку времени при
отключении КЗ.
Схема логической селективности представлена на рисунке 4.
Рисунок 42.2 – Схема логической селективности.
83
Контрольный провод соединяет несколько выключателей, оснащенных блоками
контроля и управления.
Обнаружив замыкание, блок контроля и управления выдает сигнал вверх и проверяет
наличие сигнала, исходящего от нижерасположенного выключателя. При наличии сигнала снизу
выключатель остается включенным в течение всего времени своей выдержки. В противном случае
он отключается немедленно вне зависимости от значения уставки времени.
1_е замыкание:
только выключатель А обнаруживает замыкание. Не получив никакого сигнала снизу, он
отключается немедленно, хотя его уставка времени установлена на ступень 0,3.
2_е замыкание:
выключатели А и В обнаруживают замыкание. Выключатель А, получив сигнал от выключателя
В, соблюдает свою уставку времени, предварительно установленную на ступень 0,3. Выключатель
В, не получив никакого сигнала снизу, отключается немедленно, хотя его уставка времени
установлена на 0,2.
Вопрос 43
Опір ізоляції кабелів і проводів. Норми опору ізоляції.
Изолирующие оболочки кабелей и проводов не являются идеальными диэлектриками. Это
означает, что через оболочку любого провода протекает ток Iут утечки, источником которого
является генератор СЭС или любой другой источник электроэнергии.
Сопротивление оболочки провода протеканию упомянутого тока называется
сопротивлением изоляции Rиз  U
, где U - напряжение источника электроэнергии.
I ут
Рисунок 43.1. Схемы электрических сетей постоянного и переменного тока
Ток утечки в двухпроводной сети постоянного тока имеет две составляющие
'
I ут  I ут
 I "ут .
В сетях переменного тока ток утечки имеет активную и емкостную составляющие.
Токи утечки каждого элемента длины кабеля, замыкаясь через источник, образуют
параллельные ветви. Поэтому чем длиннее линия, тем больше параллельных ветвей для указанных
токов и тем меньше сопротивление изоляции линии. Токи утечки создаются не только линиями
электропередачи, но также источниками и приемниками электроэнергии через сопротивление
изоляции обмоток электрических машин. Поэтому одновременное включение большого числа
приемников, каждый из которых имеет достаточно высокое сопротивление изоляции, может
привести к значительному снижению сопротивления изоляции судовой сети.
Токи утечки, помимо тока жилы, вызывают дополнительный нагрев изоляции и ускоряют
ее старение. Поэтому нагрев изоляции токоведущих жил кабелей и проводов не должен
превышать пределов температур (°С), допускаемых классом изоляции:
А
105C; Е 120C; В 130C;
F 150C;
C >180C.
На состояние изоляции также существенно влияют внешние факторы: влажность и
температура воздуха, вибрация и др. Снижение сопротивления изоляции ниже установленных
норм может вызвать пожар электрооборудования или стать причиной поражения человека
электрическим током.
Систематический контроль сопротивления изоляции может проводиться как при снятом
напряжении, так и при его наличии на электрооборудовании.
Нормы сопротивления изоляции судового электрооборудования
84
Наименование
Электрические машины
Магнитные станции
ГРЩ, АРЩ, ПУ (при откл. внешних цепях):
 до 100 В;
 от 101 до 500 В
Аккумуляторные батареи:
 24 В;
 от 25 до 220 В
Фидеры кабельной сети и сети освещения:
 до 100 В;
 от 101 до 220 В
Сопротивление изоляции в нагретом
состоянии, МОм
Нормальное
Минимально
допустимое
0,7
0,2
0,5
0,2
0,3
1,0
0,06
0,2
0,1
0,5
0,02
0,1
0,3
0,5
0,06
0,2
Вопрос 44
Методи контролю опору ізоляції. Мегаомметри
Снижение сопротивления изоляции ниже установленных норм может вызвать пожар
электрооборудования или стать причиной поражения человека электрическим током.
Систематический контроль сопротивления изоляции может проводиться как при снятом
напряжении, так и при его наличии на электрооборудовании.
Контроль сопротивления изоляции при снятом напряжении выполняется при
помощи переносных мегаомметров, контроль сопротивления изоляции при наличии
напряжения на электрооборудовании выполняется:
методом трех вольтметров в цепях постоянного тока;
при помощи щитовых мегаомметров в цепях переменного тока.
Измерение сопротивления изоляции СЭС, не находящегося под напряжением
На судах для измерения сопротивления изоляции обесточенного СЭО применяют
переносные мегаомметры типов М1101, М1102, БМ-1, БМ-2. Принцип действия приборов
заключается в искусственном создании и последующем измерении тока утечки.
Индукторный мегаомметр типа М1101
Индукторный мегаомметр типа М1101 снабжен встроенным генератором (индуктором)
переменного тока G с ручным приводом. Напряжение генератора, выпрямляемое несимметричной
мостовой схемой на диодах VD1, VD2, конденсаторах C1, C2, подается на измерительное
устройство ИУ логометрического типа с рабочей 1-1 и противодействующей 2-2 рамками.
Обе рамки и укрепленная с ними на одной оси стрелка образуют подвижную систему,
поворачивающуюся внутри поля постоянного магнита N-S. Вращающиеся моменты обоих рамок
направлены противоположно, причем по часовой стрелке у противодействующей рамки. На
лицевой части прибора имеются зажимы 3 (земля), Л (линия), Э (экран) и переключатель S1 с
двумя положениями: «Мом» и «кОм». Провод, идущий изнутри прибора к зажиму Л, экранирован,
причем экранирующая оболочка соединена с зажимом Э.
85
Рисунок 44.1. Схема индукторного мегаомметра
На схеме переключатель S1 находится в положении МОм. При вращении рукоятки
генератора
I 2  U R
22
G
образуются
2
параллельные
ветви
с
токами
I1  U R  R  R 
11
4
3
и
 R1  Rx  R2  где R1-1 и R2-2 - сопротивления соответственно измерительной и
противодействующей рамок. В ветви с током I2 сопротивления Rx и R2-2 соединены
последовательно. Из соотношений, приведенных для токов I1 и I2 следует, что с уменьшением Rx
ток I1 не изменяется, а ток I2 увеличивается. Поэтому угол поворота подвижной части прибора
  kI 2 I увеличивается и при Rx = 0 становится наибольшим. Стрелка прибора устанавливается в
1
крайнее правое положение напротив отметки «0» верхней шкалы.
Если переключатель S1 перевести в положение кОм, измеряемое сопротивление Rx
относительно участка цепи с измерительной рамкой 2-2 подключается параллельно и при Rx = 0
замыкает рамку накоротко. Вращающий момент измерительной рамки уменьшается до нуля,
стрелка прибора под действием вращающего момента рабочей рамки поворачивается против
часовой стрелки и устанавливается напротив отметки «0» нижней шкалы.
Безындукторный мегаомметр БМ-1.
Безындукторный мегаомметр типа БМ-1 более удобен в эксплуатации, так как вместо
генератора с ручным приводом источником питания в нем служит батарея GB из трех сухих
элементов общим напряжением 4,8 В. При нажатии кнопки 5В, вмонтированной в один из двух
щупов прибора, питание от батареи подается на мультивибратор, собранный на транзисторах VT1
и VT2, резисторах R2-R6 и конденсаторах Cl, C2. Мультивибратор представляет собой генератор
периодических импульсов прямоугольной формы. Эти импульсы через транзисторы VT3 и VT4,
работающие в ключевом режиме, подаются поочередно на одинаковые половины w1 и w2
первичной обмотки трансформатора TV. При этом через коллектор - эмиттер транзистора VT3
(VT4), половину обмотки w1 (w2) первичной обмотки и контакты кнопки SB протекает
пульсирующий
86
Рисунок 44.2- Принципиальная схема безындукторного мегаомметра БМ-1
ток і1 (і2). В результате во вторичной обмотке w3 индуцируется переменная ЭДС, поступающая на
умножитель напряжения на конденсаторах СЗ-С5 и диодах VD3-VD6. Умножитель напряжения
одновременно выполняет функцию выпрямителя, поэтому в измерительной цепи протекает
выпрямленный ток і3. В состав этой цепи входят резисторы R7-R10, переключатель SA пределов
измерения сопротивлений, микроамперметр PR, шкала которого проградуирована в мегаомах, и
измеряемое сопротивление R^
Переменные резисторы служат: R1 - для установки стрелки прибора на нулевую отметку
(до начала измерений); R6 - для получения необходимого значения тока базы транзисторов VT1 и
VT2. Диоды VD1 и VD2 обеспечивают температурную стабилизацию режима работы этих
транзисторов.
Правила измерения сопротивления изоляции заключаются в следующем. Сначала
проверяют исправность мегаомметра, для чего соединяют накоротко зажимы Л и 3, и, вращая
рукоятку, убеждаются в установке стрелки прибора на нулевую отметку. Затем отключают
напряжение с объекта измерения, после чего обязательно проверяют отсутствие напряжения
исправным индикатором. Отсчет сопротивления изоляции следует проводить через 1 мин после
приложения рабочего напряжения мегаомметра. Считается, что по истечении этого времени
закончится заряд емкостей объектов измерений -электрических сетей или машин, и токи утечки
через емкости, создающие погрешности измерений, уменьшатся до нуля. После окончания
измерений необходимо снять с сети заряд кратковременным заземлением жил или их соединением
между собой. Это позволит избежать поражения человека электрическим током при случайном
прикосновении к жилам.
Измерение сопротивления изоляции судового электрооборудования, находящегося
под напряжением.
Схемы измерения сопротивления изоляции СЭО, находящегося под напряжением,
приведены на рисунке 4 Сопротивление изоляции электрических сетей, находящихся под
напряжением, измеряют с включенными приемниками посредством щитовых вольтметров и
мегаомметров. В сетях постоянного тока (рис. 4, а) на ГРЩ устанавливают вольтметр PV с
известным внутренним сопротивлением RB > 100 кОм. При помощи 2-полюсного переключателя S
проводят 3 измерения напряжения: в положении 1 измеряют напряжение U судовой сети, в
положении 2 - напряжение U1 между положительной шиной и корпусом, в положении 3 напряжение U2 между отрицательной шиной и корпусом. Эквивалентное сопротивление изоляции
сети относительно корпуса
 U

rс  Rb 
 1 .
 U1  U 2 
В сетях переменного тока (рис. 44.3, б) используют схему с тремя вольтметрами PV1-PV3,
соединенными в "звезду" (нулевая точка заземлена). Если сопротивление изоляции каждого
провода одно и то же, так как r1= r2 = r3, то при нажатии на кнопку S показания вольтметров будут
87
одинаковыми и равными фазному напряжению. При уменьшении сопротивления изоляции
показания вольтметра, соединенного с поврежденным проводом, уменьшаются, а двух других
увеличиваются. Например, при замыкании провода 1 на корпус (r1 = 0) показания вольтметра PV1
уменьшатся до нуля, так как указанный вольтметр замкнут накоротко параллельно включенным r1,
а вольтметры PV2 и PV3 покажут линейные напряжения. Недостаток схемы состоит в том, что при
равномерном уменьшении сопротивления изоляции всех трех проводов показания вольтметров не
будут изменяться. Кроме того, схема не позволяет определить значение сопротивления изоляции
проводов непосредственно в единицах сопротивления.
Последнего недостатка лишены схемы, в которых применяют щитовые мегаомметры
разных типов. В основу работы этих приборов положен метод наложения постоянного тока на сеть
переменного тока. В схеме, показанной на рис. 44.3, в, для получения постоянного тока
используется непосредственно сеть переменного тока, напряжение которой выпрямляется
диодами VD. Для ограничения токов утечки Iут последовательно с диодами включены резисторы
R. В качестве измерительного прибора использован миллиамперметр PR постоянного тока, шкала
которого проградуирована в килоомах.
Рисунок 44.3 – Схема измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного и
переменного тока
Вопрос 45
Автоматизовані методи контролю опору ізоляції. Схема блоку контролю ізоляції
БКІ-2.
Для автоматизированного контроля сопротивления изоляции электрических сетей
применяют разные методы, однако наибольшее распространение получил метод наложения
постоянного тока на контролируемую сеть переменного тока. Этот метод использован в блоке
контроля изоляции типа БКИ-2, входящем в СУ СЭЭС "Ижора-М".
Блок контроля изоляции БКИ-2 предназначен для непрерывного автоматического контроля
сопротивления изоляции двух электрически не связанных сетей напряжением до 400 В как под
напряжением, так и при обесточивании. Такими сетями обычно являются силовая напряжением
380 В и освещения напряжением 220 В, поэтому блок БКИ-2 имеет 2 одинаковых по устройству
канала.
Блок контроля сопротивления изоляци БКИ-2 предназначен для автоматического контроля
сопротивления изоляции двух электрически не связанных сетей напряжением до 400 В как под
напряжением, так и при обесточивании. Блок имеет два одинаковых по устройству канала.
Канал контроля силовой сети 380 В питается от указанной сети, напряжение которой
понижается до 220 В при помощи трансформатора напряжения TV1, а затем до 150 и 27 В
соответственно трансформаторами TV2 и ТУЗ. Напряжение 150 В предназначено для создания
тока утечки через измеряемое сопротивление изоляции, поэтому выпрямляется при помощи
выпрямителя UZ2. Для стабилизации напряжения и тем самым исключения ложных срабатываний
блока в схеме использован параметрический стабилизатор напряжения на стабилитронах VDllVD12 и резисторе R2. Конденсатор С2 выполняет функцию фильтра. Стабилизированное
напряжение 150 В подается на измерительную цепь, которая включает в себя резисторы R22-R25
уставок сопротивления изоляции, резисторы R3-R8, переключатель уставок SA1 и фильтрующие
конденсаторы СЗ, С4.
88
Напряжение 27 В предназначено для питания исполнительной части блока, построенной
на транзисторах VT1-VT4 и реле напряжения KV. При этом на участке схемы с транзисторами
VT1-VT3 используется стабилизированное, а на участке с VT4 нестабилизированное напряжение.
Транзисторы VT2 и VT3 образуют триггер Шмитта.
Переключатель SA1 имеет 4 положения, соответствующие четырем значениям (уставкам)
сопротивления изоляции контролируемой сети: 200, 100, 50 и 25 кОм. Кнопка SA2 служит для
проверки исправности блока.
Канал работает следующим образом. При включении блока под действием напряжения 150
В образуется цепь тока утечки: "+" UZ2 –контакт 1 переключателя SA1-R22-R6-R5 - контакт 2
переключателя SA1-R8-сопротивление изоляции-провод 3-контакты3,1 кнопки SA2-R2-«-» UZ2.
Ток утечки создает на участке (R22 + R6) измерительной цепи напряжение Uвх, которое
подается на эмиттерный повторитель на транзисторе VT1, образующий вход исполнительной
части блока. Повторитель имеет большое входное сопротивление. Это позволяет исключить
шунтирующее действие элементов исполнительной цепи на упомянутый участок измерительной
цепи и тем самым избежать ложных срабатываний блока.
Рисунок 45.1. Принципиальная схема канала контроля силовой сети напряжением
380 В блока контроля изоляции БКИ-2
При сопротивлении изоляции сети, большем заданного переключателем SA1 сопротивления
уставки, ток утечки невелик, поэтому напряжение Uвх недостаточно для пробоя стабилитрона
VD13. Ток через резистор R14 и падение напряжения на нем равны нулю, закрыт транзистор VT2
и открыт VT3. Последний шунтирует вход транзистора VT4, поэтому VT4 закрыт, катушка реле
KV обесточена.
При снижении сопротивления изоляции сети до значения, меньшего уставки, ток утечки
увеличивается до значения, при котором Uвх становится достаточным для пробоя VD13. При этом
образуется цепь тока базы транзистора VT1. Транзистор VT1 открывается, вследствие чего через
R1, коллектор-эмиттер транзистора VT1, VD13, R14 потечет ток, создавая на R14 напряжение,
.опрокидывающее триггер Шмитта на транзисторах VT2, VT3. Напряжение на выходе закрытого
VT3 увеличивается до напряжения пробоя стабилитрона VD14, поэтому через R19 и R21 потечет
ток и падение напряжения на R21 станет достаточным для отпирания транзистора VT4. При этом
получит питание реле KV, включающее цепи сигнализации.
Для контроля исправности блока нажимают 2-полюсную кнопку SA2. Если блок
исправен, включается реле KV и одновременно загорается лампа HL.
В настоящее время на судах применяются устройства автоматического контроля
сопротивления изоляции электросети, выполненные в виде конструктивно законченных устройств.
89
На рис. 45.2 представлены внешний вид и схема подключения реле контроля сопротивления
изоляции типа Т3200
Устройство контроля изоляции T3200 предназначено для непрерывного контроля
сопротивления изоляции двух гальванически разделенных систем в трехфазных изолированных
системах переменного тока на судах.
Устройство имеет два выходных реле для сигнализации и два аналоговых выхода для
показывающих приборов.
а)
б)
Рисунок 45.2 – Реле контроля сопротивления изоляции: а) внешний вид; б) схема
подключения
Электронная измерительная схема для каждой системы изоляции (I и II) непрерывно
сравнивает измеренное значение сопротивления изоляции со значением уставки реле. Снижение
сопротивления изоляции ниже значения уставки вызывает срабатывание соответствующего
выходного реле, что приводит к появлению тревожных сигналов на клеммах 6 и 7 или 9 и 10
(система I или система II соответственно). Следовательно, выходные реле будут отключены при
удовлетворительных значениях сопротивления изоляции, а падение сопротивления изоляции ниже
значения уставки вызовет включение выходных реле. Это означает, что перебои питания не
вызовут появления тревожных сигналов, поскольку выходные реле нормально отключены. На
лицевой панели предусмотрена возможность задания выдержки времени при подаче тревожного
сигнала. В таком случае тревожные сигналы могут появиться только при длительных коротких
замыканиях на землю.
Выход устройства адаптирован для подключения мегаомметра Е2323, показывающего
фактический уровень сопротивления изоляции либо посредством двух приборов, обеспечивающих
одновременную индикацию для обеих систем изоляции (I и II), либо посредством одного прибора,
который можно подключить к двум выходам для измерительных приборов через переключатель.
Вопрос 46
Вибір площі поперечного перерізу жил кабелів.
Расчет кабелей по току нагрузки, их выбор и проверка
Надежность СЭО во многом определяется состоянием изолирующих оболочек кабелей и
проводов, которое зависит в основном от характера и продолжительности тепловых процессов при
нагреве оболочки током жилы.
На практике выбор кабеля сводится к нахождению площади поперечного сечения жилы
кабеля по таблицам норм токовых нагрузок кабелей и проводов Выбор кабеля дополняют
проверкой его на потерю напряжения в линии.
Определение расчетных токов кабелей. Расчетный ток (А) кабеля, питающего:
– двигатель постоянного тока
90
I расч 
10 Рномkз
,
U номном
3
трехфазный асинхронный двигатель
I расч 
103 Рномkз
,
U номном cosном
где Рном – номинальная мощность двигателя, кВт;
kз — коэффициент загрузки двигателя; UНОМ – номинальное напряжение двигателя (для
асинхронного двигателя линейное), В; ном ~ номинальный КПД двигателя; cos ном номинальный коэффициент мощности двигателя;
группу приемников постоянного тока
n
I расч  ko  I  I зап,
i 1
где k0 - коэффициент одновременности работы приемников, питающихся от данного
фидера;
n - число приемников;
n
I
- сумма полных токов всех n приемников, питающихся от данного фидера, А;
i 1
Iзап - ток запасных ответвлений, А;
группу приемников переменного тока
2
2
 n   n 
I расч  ko   I a     I p  ?
 i 1   i 1 
n
Где
I
i 1
n
a
и
I
i 1
p
- арифметические суммы соответственно активных и реактивных токов
приемников.
Выбор площади поперечного сечения жил кабелей.
Для выбора площади поперечного сечения жил кабелей используют таблицы норм токовых
нагрузок (табл. 46.2). Эти нагрузки допускаются при прокладке не более 6 кабелей в одном пучке
или в 1 ряд с плотным прилеганием одного к другому, или в 2 ряда, независимо от числа кабелей,
но при условии, что между группой или пучком из 6 кабелей имеется свободное пространство для
циркуляции воздуха.
Таблица 46.2. Нормы длительно допустимых токов (А) морских силовых кабелей и
проводов с различной изоляцией при нагреве токопроводящей жилы до определенной
температуры (указана в скобках) при температуре окружающей среды 45 С
Поливинилхлоридная
Бутиловая
Минеральная
Площадь поперечного
сечения жилы, мм2
(60С)
(80С)
(95С)
1,0
8
15
20
2,5
17
26
32
6,0
29
45
55
10,0
40
63
75
25,0
71
110
135
50,0
105
165
200
95,0
165
260
310
150,0
220
340
410
240,0
290
460
300,0
335
530
Если фактические условия отличаются от перечисленных нормированных, вводят
поправочные коэффициенты k1 - k4; коэффициент k1 учитывает изменение условий прокладки
кабелей (при прокладке более 6 кабелей или при отсутствии свободного пространства между ними
91
k1 = 0,85); коэффициент k2 - изменение числа жил в кабеле (для 2-жильных кабелей k2 = 0,85,
для 3- и 4-жильных k2 = 0,7); коэффициент k3 - изменение режима работы (при кратковременном
режиме k3 = 1,061,46, при повторно-кратковременном k3 = 1,241,51); коэффициент k4 - отличие
температуры окружающей среды от нормированной 45С (для температур 35-85 °С k4 = 1,290,45).
Площадь поперечного сечения жил кабеля выбирают из условия
I расч  k1k2k3k4 Iдоп ,
где Iрасч – расчетный ток кабеля, А;
Iдоп – допустимый ток нагрузки для кабеля с выбранной площадью поперечного
сечения жил при нормированных условиях эксплуатации.
Если приведенное выше условие не соблюдается, то по табл. 2 выбирают ближайшее
большее значение площади поперечного сечения кабеля и соответствующее ему новое значение
Iдоп, затем повторяют расчет.
Вопрос 47
Суднові кабелі і проводи. Методи прокладки кабелю. Перевірка кабелю на втрату
напруги.
Судовые кабели и провода, методы прокладки кабелей
На судах для передачи электроэнергии от источников к потребителям используют
специальные морские кабели и провода, рассчитанные на эксплуатацию в морских условиях.
Морские кабели и провода должны обеспечивать тепло- и вибростойкость, негорючесть, а также
надежную защиту от действия воды и масел.
Судовой провод состоит из одного или нескольких гибких изолированных электрических
проводников с облегченной изоляцией, заключенных в общую защитную оболочку, допускающую
прокладку в сухих и отапливаемых помещениях.
Судовым кабелем называют один или несколько изолированных гибких электрических
проводников, заключенных в общую защитную оболочку, допускающую прокладку по
металлическим конструкциям в сырых помещениях и на открытых палубах.
На судах допускаются к применению негорючие и не распространяющие горение кабели и
провода с медными жилами, изготовленные в соответствии с установленными требованиями. Жилы
судовых кабелей и проводов для увеличения гибкости выполняют из пучка тонких проволок, причем
число и площадь сечения проволок в одной жиле зависят от назначения кабеля. Жилы кабелей,
предназначенных для питания ответственных потребителей обязательно должны быть
многопроволочными. По количеству токопроводящих жил судовые кабели подразделяются на
одно-, двух-, трёх-, четырёхжильные и т.д..
В качестве изоляционных материалов в кабелях и проводах могут быть применены:
полихлорвинил обычный; полихлорвинил теплостойкий; этилен-пропиленовая резина; полиэтилен
сетчатой структуры; кремний - органическая резина. Длительное время на судах применялись
кабели с резиновой изоляцией в оболочке из негорючей маслостойкой резины, изготовляемой на
основе натурального или синтетического каучука (кабели марок КНР, КНРП, ...) с длительно
допустимым нагревом токопроводящих жил до 65°С. Применение электроизоляционных
материалов с бутилрезиновой основой обеспечивает значительное улучшение массогабаритных
показателей электрических сетей и повышение длительно допустимого нагрева токопроводящих
жил кабелей с до 85 °С (вместо 65 °С), что позволяет увеличить нормы нагрузок почти в 1,3 раза.
Весьма перспективно использование судовых кабелей с кремнийорганической изоляцией. Эти
кабели огнестойки, не выделяют токсичных газов, компактны, долговечны и обладают большей
надежностью, особенно при высоких температурах. Применение кабелей с кремнийорганической изоляцией
вместо кабелей КНР позволяют уменьшить площадь поперечного сечения трассы примерно на 5060 % и
сократить массу на 20 %. К их недостаткам следует отнести необходимость герметизации концов, а также
отсутствие гибкости, которой обладают кабели с резиновой изоляцией.
Защитное покрытие кабеля служит для защиты жил проводов и кабелей от внешних механических
воздействий и влияния окружающей среды. В качестве защитных покрытий применяются: оплетка из
92
полихлорвинилового пластика, наложенная на изоляцию; оплетка из хлопчатобумажной пряжи,
пропитанная специальным составом из смолистых веществ; оплетка из стальной оцинкованной либо медной
проволоки, укрепленная на оболочке кабеля; металлическая броня.
Прокладка кабельных трасс по судну усложняется тем, что большое их количество сосредоточено в
машинных отделениях и служебных помещениях, насыщенных судовыми системами, устройствами и
механизмами со стеснёнными условиями и большим количеством поворотов, проходов через переборки и
палубы. Морские классификационные общества предъявляют определённые требования к маршрутам и
способам прокладки кабельных трасс по судну. Кабели должны быть проложены по возможности по
прямым и доступным трассам. Трассы должны проходить через места, в которых кабели не будут
подвергаться продолжительному воздействию масла, топлива, воды и чрезмерного внешнего подогрева.
Кабельные трассы не должны проходить:
- на расстоянии менее 100 мм от источников тепла;
- на расстоянии менее 50 мм от двойного дна, цистерн топлива или масла;
- на расстоянии менее 20 мм от наружной обшивки, а также от противопожарных,
водонепроницаемых и газонепроницаемых переборок и палуб.
Не рекомендуется прокладывать кабели под настилом машинных помещений. Если же такая
прокладка неизбежна, то кабели следует прокладывать в металлических трубах или в закрытых каналах.
Если подключение потребителей электроэнергии предусмотрено по двум отдельным
фидерам (например, электропривод рулевого устройства), то кабели нужно прокладывать разными
трассами, максимально отдаленными одна от другой.
Прокладку кабелей на судах обычно ведут непосредственно по переборкам и другим частям
корпуса судна с креплением стальными скобами, на металл-. перфорированных панелях, на скобмостах, с помощью кабельных подвесок (кассет).
Прокладка кабелей через палубы выполняется либо в металлических трубах (стояках), либо
в общих металлических стаканах или в коробках с дополнительной защитой кабелей кожухами.
Проход отдельных кабелей через палубы и переборки выполняют с применением
водонепроницаемых уплотнительных сальников либо кабельных коробок, залитых уплотняющей
негорючей изоляционной массой. Проходы кабелей через палубу выполняются с помощью
проходных кабельных кассет или при помощи труб с сальниками.
Проходы кабелей через водонепроницаемые, газонепроницаемые и противопожарные
переборки и палубы должны быть уплотнены.
Проверка кабелей на потерю напряжения.
Напряжение на выводах приемника электроэнергии всегда меньше напряжения на шинах ГРЩ
вследствие потерь напряжения в линии между ГРЩ и приемником. В линиях электропередачи
постоянного тока потеря напряжения численно равна арифметической разности напряжений в начале и
конце линии, причем понятия «потеря напряжения» и «падение напряжения» равнозначны. В линиях
передачи переменного тока потеря напряжения численно равна арифметической разности модулей (т. е.
полных значений) напряжений в начале и конце линии, а падение напряжения определяется
геометрической разностью напряжений в начале и конце линии.
Потеря напряжения (%) в линии электропередачи постоянного тока
U  2  102 Il   s  U
или U  2  10
ном 
2
Р1  l
  s U ,
2
ном
где 2 - коэффициент, учитывающий наличие двух проводов линии; I - ток приемника, А; l длина линии, м;  = 48,1 м/(0ммм2) - удельная проводимость меди при 65 С; s - площадь сечения
жилы кабеля, мм2; Uном - номинальное напряжение приемника, В; Р1 - потребляемая из сети
мощность приемника, кВт.
В сетях переменного тока потеря напряжения имеет активную и реактивную
(индуктивную) составляющие, причем последней можно пренебречь, так как при частоте тока 50
Гц она значительно меньше активной. С учетом этого потеря напряжения (%) в 1 -фазной линии
электропередачи переменного тока
U  2  102 I  l  cos   s  U
ном
2 Р1  l
 или U  2  10
93
  s U ,
2
ном
Потеря напряжения (%) в каждом проводе 3-фазной линии электропередачи
U  3  102 I  l  cos   s  U
или U  10
ном 
2
Р1  l
  s  U 
2
ном
,
где Uном — номинальное линейное напряжение приемника, В.
В случае если линия электропередачи обеспечивает электроэнергией несколько
приемников, потеря напряжения определяется отдельно для каждого участка, в пределах которого
площадь сечения и ток не изменяются. Тогда для наиболее удаленного приемника потеря
напряжения в линии определится суммой потерь на отдельных участках.
Потеря напряжения на участке ГРЩ (РЩ) - приемник при номинальной нагрузке не должна
превышать: 7 % для силовых, нагревательных и отопительных приемников с длительным
режимом работы; 10 % для силовых, нагревательных и отопительных приемников с
кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы; 10 и 5 % для сетей освещения
и сигнализации при напряжении соответственно не более 55 и свыше 55 В. Потеря напряжения на
участке ГРЩ (АРЩ) -генератор не должна превышать 1 % номинального, а на кабеле, питающем
3-фазный АД, - 25 % номинального в момент прямого пуска.
Вопрос 48
Принципи побудови автоматичних синхронізаторів.
Любой из способов синхронизации может быть выполнен автоматически,
полуавтоматически или вручную. Существующие автоматические синхронизаторы обеспечивают
практически безударное включение генераторов на шины методом точной синхронизации.
В СЭЭС напряжение генераторов поддерживается постоянным при помощи АРН. Поэтому
на долю аппаратуры, осуществляющей синхронизацию, остаются процессы подгонки частоты и
определение момента выдачи сигнала на включение генераторного автомата.
Этот сигнал необходимо подавать с некоторым опережением по времени относительно
момента совпадения фаз, т.к. автомат имеет собственное время срабатывания.
Принцип действия автоматических синхронизаторов.
По принципу действия различают АС с постоянным временем опережения и постоянным
углом опережения. В каждом из них для определения момента выдачи импульса на включение
генераторного АВ используется напряжение биения Uб= Uс – Uг.
Для получения этого и других напряжений, применяемых в синхронизаторах, используют
схему с гипотетическими трансформаторами.
АС с постоянным временем опережения
На схеме (рисунок 48.1) трансформаторы
TV1 и TV2 включены на напряжения
работающего и подключаемого генераторов. Вторичные обмотки подключены одноименными
выводами а1 и а2 к первичной обмотке трансформатора TV3. Поэтому на ней образуется
напряжение биения Uб с амплитудой, равной двойной амплитуде фазного напряжения. Частота
скольжения зависит от частоты сети и генератора.
Выпрямленное напряжение биения Uб выпр получается при помощи диодов VD1 и VD2 в
цепи вторичной обмотки w3.
Напряжение огибающей Us получено применением фильтрующего конденсатора С1 в цепи
вторичной обмотки w4.
Производная напряжения огибающей Us = dUs/dt представляет собой напряжение,
полученное при помощи дифференцирующей цепочки R2-C2 в цепи вторичной обмотки w5.
Суммарное напряжение (Us + Us) на резисторе R3 в цепи вторичной обмотки w6 получено
совмещением схем цепей обмоток w4 и w5
94
Рисунок 48.1- Схема гипотетического трансформатора
Применение напряжения (Us + Us) позволило создать автоматические синхронизаторы с
постоянным временем опережения. В таких синхронизаторах импульс на включение
генераторного АВ выдается в точках L, M или N с одним и тем же временем опережения ton,
равным собственному времени срабатывания АВ. Поэтому включение генератора происходит в
узлах В", D" или F и будет безударным при любых допустимых значениях частоты скольжения.
АС с постоянным углом опережения
Рисунок 48.2 – График напряжения огибающей автоматического синхронизатора с
постоянным углом включения
Автоматические синхронизаторы с постоянным углом включения выдают сигнал на
включение генераторного автомата при уменьшении угла сдвига фаз одноименных векторов
фазных напряжений до значения φ ≤ 10º. В этих синхронизаторах напряжение огибающей Us
сравнивается с некоторым постоянным напряжением Us.вкл и при выполнении условия Us.вкл ≥ Us
выдает сигнал на включение генераторного автомата.
В этих синхронизаторах сигнал на включение генераторного автомата выдаются в точках
А, С, Е и время опережения выдачи сигнала зависит от частоты скольжения. Только при одной
частоте fs2 время опережения равно собственному времени включения генераторного автомата.
При частоте fs1 сигнал на включение автомата будет выдан в точке А, а сам автомат включится с
некоторым запаздыванием в т. В’. При частоте fs3 автомат включится с некоторым опережением.
Вопрос 49
Устрій синхронізації УСГ-35. Робота резервного каналу синхронізації.
Устройство синхронизации УСГ-35 входит в состав системы «Ижора» и предназначен для
включения генераторов на параллельную работу методом точной синхронизации с
автоматической подгонкой частоты подключаемого генератора к частоте работающего.
95
Устройство подключается к сети и синхронизируемому генератору через измерительные
трансформаторы напряжения.
В состав устройства УСГ-35 входят:
– трансформаторно-выпрямительный блок ТВБ;
– основной канал синхронизации ОКС;
– резервный канал синхронизации РКС;
– блоки подгонки частоты БПЧ1 и БПЧ2;
– блок развода генераторов БРГ;
– схема совпадения СС.
Рисунок 49.1 – Функциональная схема устройства УСГ-35
Блок ТВБ предназначен для формирования управляющих импульсов и питания
коллекторных цепей и цепей смещения транзисторов. Из блока ТВБ управляющие сигналы
поступают на входы основного и резервного каналов синхронизации и блоков подгонки частоты
БПЧ1 и БПЧ2.
Назначение каналов и блоков
ОКС – для выдачи сигнала на включение генераторного автомата с заданным временем
опережения;
РКС – для ограничения зоны синхронизации при выходе из строя элементов канала ОКС;
БПЧ1 и БПЧ2 – для уменьшения или увеличения частоты подключаемого генератора при ее
подгонке к частоте работающего;
БРГ – для вывода подключаемого генератора из режима «зависания».
Резервный канал синхронизации предназначен для контроля выполнения всех условий
синхронизации и состоит из трех основных узлов:
– контроля разности напряжений;
– контроля разности частот;
– контроля угла рассогласования напряжений.
Узел контроля разности напряжений построен на триггере Тr 1 Шмитта. Если разность
напряжений не превышает установленного значения, узел разрешает синхронизацию.
.
96
Рисунок 49.2 – Принципиальная схема резервного канала синхронизации
Узел контроля разности частот построен на триггере Тr 2 Шмитта, на вход которого
поступает напряжение (Us2+Us2’). Этот узел обеспечивает постоянство времени опережения при
любой допустимой разности частот. При частоте fs<fs доп узел выдает разрешение на
синхронизацию.
97
Узел контроля угла рассогласования напряжений контролирует этот угол косвенно по
напряжению Us1 огибающей. Если угол рассогласования φ ≤ 10º, то узел разрешает
синхронизацию.
Симметричный триггер TrC1 служит для проверки выполнения всех условий
синхронизации. На его вход подаются выходные напряжения триггеров Tr1 и Tr2 и напряжение
Us1 узла контроля угла рассогласования. Если все три условия выполняются одновременно, с
выхода триггера TrC1 через выходной усилитель ВУ поступает сигнал на включение реле KV1,
контакты которого включены в цепь включающего электромагнита генераторного автомата
Вопрос 50
Валогенераторні установки.
Валогенераторные установки (ВГУ) в настоящее время находят широкое применение в
составе СЭЭУ на большинстве судов современной постройки. Они обеспечивают отбор
механической энергии от главного двигателя и преобразование этой энергии в электрическую.
В состав ВГУ входят: валогенератор (ВГ) с элементами привода, устройство стабилизации
частоты вращения или частоты тока, система автоматического управления и регулирования,
системы контроля, защиты и сигнализации, фильтрокомпенсирующие устройства. ВГ приводится
в движение от главного двигателя (ГД).
Использование ВГУ в составе СЭЭУ позволяет снизить себестоимость вырабатываемой
электроэнергии в среднем на 15…20% за счет снижения эксплуатационных затрат, снизить
уровень шума и вибрации в машинном отделении.
а)
2
1
3
б)
2
1
3
3
в)
2
4
1
г)
3
2
1
4
Рис.50.1. ВГУ с различными способами отбора мощности от ГД.
1 – главный двигатель; 2 – гребной винт; 3 – валогенератор; 4 – редуктор
Так как ВГ приводится в движение от главного двигателя, то для получения электроэнергии
используется тяжелое дизельное топливо, стоимость которого ниже стоимости топлива, на
котором работают дизель-генераторы. Кроме этого удельный расход топлива малооборотных
дизелей, применяемых в качестве ГД, меньше удельного расхода среднеоборотных дизелей,
применяемых в качестве приводных двигателей в ДГ.
98
Современные ВГУ могут работать параллельно со вспомогательными дизельгенераторами (ДГ), а также в двигательном режиме на гребной винт. Мощность современных ВГУ
лежит в пределах от 100 кВт на речных и небольших морских судах до 3000 кВт и более на
крупных рефрижераторных контейнеровозах.
ВГ может непосредственно располагаться на гребном валу или приводиться в движение от
вспомогательного вала ГД, в некоторых типах ВГУ в приводе ВГ используется повышающий
редуктор. На рис 50.1 представлены ВГУ с различными способами передачи вращающего момента
от ГД.
По способу стабилизации частоты в судовой сети ВГУ можно разделить на два типа:
 установки, где поддерживается постоянство частоты вращения валогенератора (nВГ =
const);
 установки, где ВГ работает с переменной частотой вращения (n ВГ = var), а частота
электроэнергии в судовой сети стабилизируется с помощью преобразователей электроэнергии.
В первом случае поддержание постоянства частоты вращения ВГ осуществляется за счет
постоянства частоты вращения ГД (на судах с ВРШ) или с помощью дополнительных
стабилизирующих устройств, к которым относятся планетарные передачи, электромагнитные
муфты скольжения, гидравлические системы стабилизации.
Во втором случае частота вращения ВГ изменяется в широком диапазоне, а стабилизация
электрических параметров вырабатываемой электроэнергии осуществляется при помощи
преобразователей электроэнергии.
ВГУ на судах с винтом регулируемого шага
Валогенераторные установки с ВРШ нашли широкое применение как на транспортных
судах, так и на судах рыбопромыслового флота.
На судах с ВГУ и ВРШ применяются два способа управления ГД: по валогенераторной или
комбинированной характеристике.
При работе по валогенераторной характеристике скорость судна регулируется путем
изменения шагового отношения винта с помощью механизма изменения шага, частота вращения
при этом остается постоянной.
При регулировании ГД по комбинированной характеристике ВГ выводится из работы, а
скорость судна изменяется одновременным регулированием шагового отношения и частоты
вращения винта.
Комбинированный способ управления более экономичен, однако в этом случае необходимо
отключать ВГ, так как частота вырабатываемой электроэнергии будет выходить за допустимые
пределы. В связи с этим в ходовом режиме чаще всего ГД работает по валогенераторной
характеристике с постоянной частотой вращения и обеспечивает не только ход судна, но и работу
ВГ.
Опыт эксплуатации ВГУ на судах с ВРШ показал, что в ходовых режимах работы судна
частота в судовой сети , как правило, не выходит за пределы ±2 Гц от номинального значения.
Однако при ходе на сильном волнении, особенно в балласте, при оголении лопастей винта частота
вырабатываемой ВГ электроэнергии может значительно изменяться, что приведет к отключению
ВГ и обесточиванию судна.
Как правило, предусмотрена только кратковременная параллельная работа ВГ и ДГ на
момент перевода нагрузки с одного генератора на другой. Это связано с тем, что даже
незначительное изменение частоты вращения ГД может привести к перегрузке или переходу в
двигательный режим ДГ и его отключение.
Синхронизация ВГ и ДГ, как автоматическая, так и ручная, производится путем
воздействия на регулятор частоты вращения только со стороны ДГ.
ВГУ с планетарными передачами
99
Для поддержания постоянства частоты вращения ВГ в некоторых типах ВГУ
применяются стабилизирующие планетарные передачи, установленные между выходным валом
ГД и валогенератором.
Принцип действия передач с постоянной выходной частотой вращения основан на
использовании планетарной зубчатой передачи, эпицикл которой может вращаться от
дополнительного привода с помощью гидромотора или электродвигателя, увеличивая или
уменьшая частоту вращения планетарного колеса, соединенного с валогенератором. При
изменении частоты вращения входного вала планетарного механизма сохраняется постоянство
частоты вращения ВГ.
Если выходной вал планетарной передачи соединить с валогенератором, а к двум входным
валам подсоединить ГД и вспомогательный двигатель, то такая планетарная передача будет
выполнять операцию суммирования двух частот вращения
nВГ  nГД  nВД ,
где nВГ – частота вращения ВГ;
nГД – частота вращения ГД;
nВД – частота вращения вспомогательного двигателя (ВД).
Для поддержания постоянства частоты вращения ВГ (nВГ = const) частота вращения
вспомогательного двигателя должна автоматически изменяться обратно пропорционально частоте
вращения ГД.
При использовании в качестве вспомогательного электродвигателя постоянного тока,
частота вращения его регулируется путем изменения подводимого к двигателю напряжения при
помощи управляемого выпрямителя. ВГУ такого типа представлена на рисунке 3.
7
6
5
=
3
2
4
1
Рис. 50.3. ВГУ с планетарной передачей:
1 – главный двигатель; 2 – ВФШ; 3 – валогенератор; 4 – редуктор с
планетарной передачей; 5 – вспомогательный электродвигатель постоянного тока;
6 – управляемый выпрямитель; 7 – ГРЩ
В установках с гидроприводом частота вращения гидромотора изменяется обратно
пропорционально частоте вращения ГД, при этом гидронасос приводится в движение
непосредственно от главного двигателя.
По динамическим характеристикам планетарные передачи с гидроприводом превосходят
передачи со вспомогательным электродвигателем.
Общими достоинствами ВГУ с планетарными передачами являются сравнительно широкий
диапазон регулирования частоты вращения ГД и относительно низкая стоимость установок. Среди
недостатков следует отметить сравнительно низкий КПД, зависящий от частоты вращения ГД и
нагрузки ВГ, а также высокие эксплуатационные расходы.
ВГУ с синхронным валогенератором и полупроводниковым преобразователем
100
В некоторых типах ВГУ частота вращения синхронного ВГ изменяется пропорционально
частоте вращения ГД, в результате чего меняется и частота вырабатываемой ВГ электроэнергии. Для
стабилизации и поддержания постоянства частоты в судовой сети при работе синхронного ВГ с
переменной частотой вращения широко используются полупроводниковые преобразователи (ПП).
Наибольшее распространение нашли ВГУ с полупроводниковым преобразователем со звеном
постоянного тока, который состоит из включенных последовательно выпрямителя, преобразующего
напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, и инвертора, производящего обратное
преобразование. Таким образом, выходная частота преобразователя не зависит от частоты на его входе.
Функциональная схема ВГУ данного типа представлена на рис. 50.4.
2
1
4
3
6
5
8
=
=
7
Рис. 50.4. ВГУ с синхронным валогенератором и полупроводниковым преобразователем:
1 – ГД; 2 – ВФШ; 3 – синхронный ВГ; 4 редуктор; 5 выпрямитель;
6 – ведомый инвертор; 7 – синхронный компенсатор; 8 – ГРЩ
В состав ВГУ входит синхронный ВГ и ПП, который выполнен на базе выпрямителя и
ведомого сетью инвертора, а также синхронный компенсатор (СК). ВГ вырабатывает активную
мощность, которая через ПП поступает с судовую сеть. ПП преобразует переменный ток одной
частоты в переменный ток стабилизированной частоты. Особенностью ПП, выполненных на базе
ведомых инверторов, является то, что они могут работать только на сеть, в которой уже есть
источник переменного тока. Это необходимо для коммутации (запирания) тиристоров ведомого
инвертора.
Таким образом, для нормальной работы ВГУ данного типа необходимо ввести в параллель
с ВГ дизель-генератор или синхронный компенсатор (СК).
Синхронный компенсатор представляет собой синхронный электродвигатель, работающий
без нагрузки в перевозбужденном, как синхронный генератор, режиме. Потребляя из сети
незначительную активную мощность для своего вращения, СК формирует напряжение в сети,
вырабатывая реактивную мощность. Таким образом, если ДГ вырабатывает одновременно
активную и реактивную мощность, необходимую для работы судовых потребителей, то в ВГУ с
ПП активную мощность в сеть генерируер ВГ, а реактивную – СК.
Величина активной мощности СК составляет около 1 ...2 % от его номинальной мощности.
Для пуска СК применяют те же способы, что и для пуска синхронных двигателей. В
судовых условиях нашли применение два способа пуска СК: пуск с помощью вспомогательного
асинхронного электродвигателя и частотный пуск. В качестве вспомогательного пускового двигателя
применяется асинхронный двигатель (АД) небольшой мощности, выполненный на то же число полюсов,
что и СК.
При пуске вспомогательный АД потребляет до 15 % от мощности ВГ. После пуска на
клеммах СК появляется ЭДС, способная коммутировать тиристоры ведомого инвертора. АД
после запуска СК отключается от сети.
При частотном пуске СК частота подводимого напряжения плавно меняется от нуля до
номинального значения. Пуск СК, работающего в режиме вентильного двигателя, осуществляется
с помощью ПП.
СК может быть подключен к судовой сети также и при работе ДГ с целью повышения
коэффициента мощности и разгрузки синхронных генераторов по реактивному току. Подключение СК к
сети производится методом самосинхронизации, т.е. не возбужденный СК подключается к сети, после
101
чего подается питание на его обмотку возбуждения, и компенсатор втягивается в синхронизм.
Система автоматического регулирования напряжения СК аналогична, применяемой для судовых
синхронных генераторов.
Основным режимом эксплуатации ВГУ является режим автономной работы, когда потребности
судна в электроэнергии полностью обеспечивает ВГ. ВГУ с ПП могут длительно параллельно работать
с судовыми ДГ, а также обеспечивать двигательный режим работы ВГ на гребной винт.
Для обеспечения возможности работы ВГ с номинальной нагрузкой в ходовых режимах во всем
диапазоне изменения частоты вращения ГД систему возбуждения выполняют с запасом по току
возбуждения.
При значительном снижении частоты вращения ВГ происходит ограничение тока
возбуждения и вырабатываемая мощность уменьшается пропорционально частоте вращения ГД.
ВГУ с асинхронизированным синхронным валогенератором
В последние годы находят применение ВГУ на базе асинхронизированных синхронных машин
(АСМ). Асинхронизированная синхронная машина, или машина двойного литания, представляет
собой асинхронную машину с фазным ротором, которая имеет симметричную двух- или трехфазную
обмотку возбуждения, располагающуюся на роторе. Обмотка возбуждения АСМ получает питание от
источника переменного тока.
Частота электроэнергии, вырабатываемой асинхронизированным ВГ, определяется
следующим образом:
ВГ  Р  В ,
где wВГ – угловая частота напряжения ВГ;
wР - угловая частота вращения ротора ВГ;
wВ - угловая частота напряжения в обмотке возбуждения ВГ.
Подержание постоянства частоты вырабатываемой электроэнергии в асинхронизированном ВГ
осуществляется путем изменения частоты тока в обмотке возбуждения.
В установившемся режиме по обмотке возбуждения ВГ токи с частотой скольжения, равной
разности между синхронной частотой вращения (wс.) и частотой вращения ротора ( s  с   р ). В
результате статор ВГ будет пронизывать магнитный поток с постоянной синхронной частотой
вращения.
Мощность, снимаемая со статорной обмотки ВГ определяется по формуле
РВГ  Мс  М  р  s  Рр  Рв ,
где М – момент на валу ВГ;
wс – угловая частота магнитного потока;
РР – мощность на валу ВГ;
Рв – мощность в цепи возбуждения АСМ.
Из приведенного ранее выражения можно получить наглядное энергетическое соотношение,
позволяющее связать мощность в цепи возбуждения со скольжением (s) и мощностью ВГ:
Рв  РВГ  s .
Таким образом, мощность в цепи возбуждения асинхронизированных ВГ пропорциональна
скольжению и, следовательно, увеличивается с уменьшением частоты вращения ВГ,
Внешние характеристики асинхронизированного ВГ значительно жестче, чем синхронного
генератора, и при скольжении, близком к единице, приближаются к характеристикам трансформатора.
Это происходит вследствие того, что обмотка возбуждения асинхронизированного ВГ создает поток,
компенсирующий размагничивающее действие реакции якоря.
При номинальной частоте вращения асинхронизированный ВГ работает как синхронная машина
с питанием обмотки возбуждения постоянным током. Однако частота вращения ГД может отличаться
от номинальной частоты вращения ВГ.
В кратковременных динамических режимах возможно расширение эксплуатационных частот
вращения ВГ, причем магнитное поле ротора асинхронизированного ВГ должно вращаться согласно с
валом ГД, когда частота вращения вала меньше синхронной (wв < wс), и встречно – в противоположном


102
случае (wв > wс). При вращении вала ГД с синхронной частотой s = 0) магнитное поле должно
оставаться неподвижным относительно ротора,
Структурная схема ВГУ данного типа представлена на рис. 50.5.
5
6
4
2
3
1
Рис. 50.5. ВГУ на базе асинхронизированного валогенератора:
1 – ГД; 2 – ВФШ: 3 - редуктор; 4 - асинхронизированный ВГ;
5 - полупроводниковый преобразователь; 6 – ГРЩ
Применение асинхронизированных ВГ позволяет уменьшить мощность используемых
полупроводниковых преобразователей и повысить качество вырабатываемой электроэнергии.
Поддержание постоянства напряжения в сети осуществляется за счет изменения величины
тока в обмотке возбуждения ВГ, а поддержание постоянства частоты – за счет регулирования
частоты тока возбуждения ВГ.
Помимо автономной работы в данных ВГУ возможен режим длительной параллельной
работы с ДГ и двигательный режим работы ВГ.
При работе в двигательном режиме асинхронизированный ВГ потребляет активную
мощность, вырабатываемую ДГ. При этом ВГ может не потреблять из сети реактивную мощность
и даже генерировать ее в сеть, разгружая ДГ по реактивному току.
Вопрос 51
Устрій синхронізації УСГ-35. Робота блоку підгонки частоти.
Блоки БПЧ1 и БПЧ2 входят в состав устройства синхронизации генераторов УСГ-35 СУ
СЭЭС типа «Ижора» и служат для автоматической подгонки частоты подключаемого генератора к
частоте сети путем воздействия на серводвигатель рейки топливного насоса.
Схема и принцип действия блоков БПЧ идентичны. Блок БПЧ1 включает в себя триггер
Шмидта Tr5 на транзисторах VT1, VT2, одновибратор ОВ1 на транзисторах VT3, VT4 и
конденсаторе С3, а также реле KV3. Триггер и одновибратор связаны между собой при помощи
конденсатора С2.
Для управления блоками используются напряжения огибающей Us1 и Us2, полученные при
помощи трансформаторов TV2, TV3 и TV4. К первичной обмотке трансформатора TV2 приложено
напряжение биения Ua1a2. Напряжение вторичной обмотки TV2 выпрямляется диодом VD11 и
фильтруется конденсатором С6. Полученное таким образом напряжение Us1 подается на вход
блока БПЧ1. К первичным обмоткам трансформаторов TV3 и TV4 приложены соответственно
напряжения Uв2a2.и Uс1a1. Вторичные обмотки этих трансформаторов включены последовательно
для получения напряжения биения U2= Uс1a1 + Uв2a2, которое выпрямляется диодом VD24 и
фильтруется конденсатором С10 и подается на вход блока БПЧ2. Напряжения Us1 и Us2 сдвинуты
по фазе на угол 60.
Если напряжение Us1 на входе БПЧ1 недостаточно для пробоя стабилитрона VD11, то VT1
закрыт, а VT2 открыт. Конденсатор С2 заряжается до напряжения 12 В по цепи: (+)12 В – R3 - VT2
(блок 7) – R4 – C2 – Rк1 (блок 6) – (-)12 В.
VT4 открыт базовым током через R7 и шунтирует вход VT3. Реле KV3 не получает питание.
Конденсатор С3 заряжен током базы по цепи: (+)24 В – ЭБ VT4 – C3 – R6 – VD3 – (-)24 В.
103
Аналогичное состояние БПЧ2. Очередность работы БПЧ зависит от соотношения
частот подключаемого генератора fг и сети fс. Если fг  fс, то Us1 опережает Us2.
При увеличении напряжение Us1 до напряжения пробоя стабилитрона VD11 триггер Tr5
опрокидывается, при этом VT1 открывается, а VT2 закрывается. Напряжение конденсатора С2
через открытый VT1 прикладывается ко входу VT4 и запирает его. VT3 открывается базовым током
через R5 и Rк3. При этом реле KV3 включается и своими контактами подключает питание к
электродвигателю рейки топливного насоса. Рейка смещается в сторону уменьшения подачи
топлива. Длительность срабатывания реле определяется временем разряда конденсатора С3 через
R7, источник питания 24 В, VT3 и VD2. В течение этого времени С3 удерживает VT4 закрытым.
После разряда конденсатора С3 одновибратор ОВ1 устанавливается в исходное состояние и KV3
обесточивается.
Одновременная работа блоков БПЧ1 и БПЧ2 исключается тем, что в момент
опрокидывания триггера Tr5 конденсатор С2 (блок 7) перезаряжается ДР напряжения 12 В с
обратной полярностью по цепи : (+)12 В – Rсм2 – Rб4 – C2 – R4 (блок 7) – Rк2 (блок 6) – (-) 12 В.
Поэтому включение триггера Tr6 не приведет к включению реле KV4. Кроме того, одновременное
включение реле исключается применением размыкающих контактов одного реле в цепи питания
катушки другого.
Рисунок 51.1 – Функциональная схема блоков подгонки частоты и развода
генераторов
Рисунок 51.2 – Блоки подгонки частоты и развода генераторов. Схема электрическая
принципиальная
104
YB1
TV1
QF1
TV1
УСГ-35
G1
ПД1
М1
Рисунок 51.3 – Структурная схема автоматической синхронизации на базе УСГ-35
Вопрос 52
Блок синхронізації БСГ в системі "Іжора-М".
Блок БСГ входит в состав СУ СЭЭС «Ижора-М» и предназначен для включения СГ на
параллельную работу методом точной синхронизации с предварительной автоматической
подгонкой частоты подключаемого генератора к частоте сети.
Блок выдает сигнал на включение автомата при:
– разности напряжений U ≤ 0,12 Uном;
– разности частот 0,2 Гц ≤ f ≤ 0,6Гц;
– угле сдвига фаз φ ≤10º.
Элементной базой блока являются микросхемы, которые включают в себя логические
элементы, генераторы импульсов, счетчики, дешифраторы, триггеры и т.д.
Рисунок 52.1 – Функциональная схема блока синхронизации БСГ
Напряжение работающего генератора G1 подается на трансформаторы TV1 и TV3, а
подключаемого генератора на TV2. Напряжение с TV3 подается на узел питания УП. С выходов
трансформаторов TV1 и TV2 напряжение поступает на вход узла УСН сравнения напряжений и
входы формирователей Ф1 и Ф2.
При U > 0,12 Uном с выхода узла УСН поступает запрет на синхронизацию в виде
логического нуля.
Формирователи Ф1 и Ф2 предназначены для получения импульсов двух видов: коротких с
продолжительностью, равной половине периода напряжения генератора. Длинные импульсы
поступают на вход узла синхронизации УС, а короткие на узел подгонки частоты УПЧ.
Квантовый генератор UZ вырабатывает импульсы стабильной частоты 100 кГц, которые
после триггера DТ, выполняющего роль делителя частоты, с частотой 50 кГц поступают на УС и
УПЧ. Узел уставки УУ устанавливает все триггеры БСГ в исходное состояние при включении
блока.
105
УПЧ вырабатывает сигналы на увеличение или уменьшение частоты подключаемого
генератора, а при допустимой разнице частот выдает логическую единицу, поступающую на вход
узла УС. УС выдает сигнал на включение автомата генератора при условии, что U, f, φ
находятся в установленных пределах, Для повышения надежности используются два блока БСГ,
выходы которых включаются последовательно (схема совпадений).
YB1
TV1
QF1
TV1
БСГ
G1
ПД1
М1
Рисунок 52.2 – Структурная схема автоматической синхронизации на базе БСГ
На рисунке 52.2 изображена структурная схема автоматической синхронизации на базе
БСГ. Из схемы видно, что на вход автоматического синхронизатора подается напряжение сети и
напряжение генератора. С выхода АС сигнал подается на серводвигатель рейки топливного насоса
для подгонки частоты, а другой сигнал на включающий электромагнит генераторного автомата.
Вопрос 53
Устрій розподілу активної потужності УРМ-35. Робота блоку УРМ-35ФУ
При параллельной работе синхронных генераторов активные нагрузки должны
распределяться пропорционально их номинальным активным мощностям. При этом соотношение
мощностей параллельно работающих СГ не должно превышать 3:1, в противном случае
параллельная работа СГ становится неустойчивой.
Согласно Правилам Регистра при параллельной работе генераторов в диапазоне 20100 %
общей нагрузки ее распределение должно происходить пропорционально мощностям генераторов.
Отклонение от указанного пропорционального распределения может составлять на более 15% от
расчетной нагрузки большего генератора либо не более 25% от расчетной нагрузки меньшего
генератора. Поэтому для каждого генератора, работающего в параллель, должно быть
предусмотрено устройство автоматического распределения активных нагрузок. К таким
отечественным устройствам относятся:
1) УРЧН – устройство регулирования частоты и нагрузки;
2) УРМ – устройство распределения активной мощности (СУ «Ижора»);
3) БРНГ – блок регулирования нагрузки генераторов (СУ «Ижора - М»).
Во всех перечисленных выше устройствах для автоматического распределения
активных нагрузок используется метод базового генератора.
Устройство входит в состав СУ СЭЭС типа "Ижора" и обеспечивает распределение
активных нагрузок между параллельно работающими СГ с погрешностью ±0,05Р ном при
изменении суммарной нагрузки судовой электростанции от 0,2 до 1,1 Р ном. Устройство состоит из
трех блоков:
 УРМ-35Д - датчик активного тока;
 УРМ-35Ф - формирователь импульсов;
 УРМ-35У -усилитель.
Последние два блока конструктивно объединены в общем корпусе УРМ – 35 ФУ.
Датчик активного тока типа УРМ-35Д
106
Предназначен для получения на его выходе напряжения, пропорционального активной
мощности СГ. Датчик устанавливают на каждом генераторе и подключают при помощи
трансформаторов напряжения TV1, TV2 и трансформатора тока ТА1. В состав датчика входят
тороидальные трансформаторы напряжения ТVЗ, TV4, TV5, согласующий трансформатор тока ТА2,
выпрямители UZ1, UZ2 и резисторы R1-R4.
Рисунок 53.2 - Векторные диаграммы
напряжений:
а — синхронного генератора; б — на входе
трансформатора TV3 датчика активного тока; в,
Рисунок 53.1 - Принципиальная схема
г, д — на выходе датчика активного тока
датчика активного тока УРМ-35Д
соответственно при активной, активноиндуктивной и индуктивной нагрузках
Трансформатор TV3 состоит из двух тороидальных магнитопроводов с первичными
обмотками, включенными через понижающие трансформаторы TV1, TV2 на линейные напряжения


U ав и U ас генератора. Магнитопроводы охвачены вторичными обмотками с выводами н1-к1 и н2


к2, соединенными последовательно-согласно для получения напряжения U 12  U ав  U ас ,


совпадающего по фазе с напряжением фазы А. При этом напряжения U1 и U 2 на указанных



вторичных обмотках одинаковы ( U 1  U 2  U 12/ 2 ) и приложены к первичным обмоткам
трансформаторов TV4 и TV5. Трансформатор тока ТА2 подключен к выводам вторичной обмотки
трансформатора тока ТА1 фазы А. Поэтому напряжение U3 на резисторе R2 совпадает по фазе с
током фазы А.

При холостом ходе U 3  0 , поэтому к первичным обмоткам трансформаторов TV4 и TV5




приложены одинаковые напряжения: U 4  U 1 и U 5  U 2 . Вторичные напряжения этих
трансформаторов одинаковы и после выпрямления компенсируют одно другое на выходе датчика,
т.е. Uвых=0.



При активной нагрузке напряжения U 1 , U 2 и U3 в один полупериод переменного тока


имеют полярность, обозначенную на схеме. При этом напряжения U 1 и U3 совпадают по фазе, а


напряжения U 2 и U3 противоположны по фазе. В результате напряжение на первичной обмотке
трансформатора TV4
увеличится до значения



U 4  U 1  U 3 , а на первичной обмотке
107



трансформатора TV5 уменьшится до U 5  U 2  U 3 . На выходе датчика появится напряжение
Uвых=0.> 0.
По мере увеличения угла φ сдвига тока нагрузки относительно напряжения разница между


напряжениями U 4 и U5 уменьшается и при индуктивной нагрузке (φ = 90) эти напряжения
становятся одинаковыми. В последнем случае Uвых=0.
Таким образом, напряжение на выходе датчика имеет наибольшее значение при активной
нагрузке и равно нулю при индуктивной нагрузке.
При параллельной работе СГ выходы датчиков соединяют посредством вспомогательных
контактов генераторных АВ. Например, при включении на параллельную работу базового СГ1 и
резервного СГ2 генераторов замыкаются вспомогательные контакты К1 и К2, образуя
последовательную цепь, в которой выходные напряжения Uвых1 и Uвых2 датчиков направлены
встречно и при одинаковой активной нагрузке генераторов взаимно компенсируются. Напряжение
рассогласования U = Uвых1 - Uвых2 = 0. При неодинаковых активных нагрузках на выходе цепи
возникает напряжение U определенной полярности, которое подается на вход блока УРМ-35Ф.
Блок формирователя импульсов УРМ-35Ф
Предназначен для преобразования напряжения U рассогласования на его входе в пакет
импульсов напряжения прямоугольной формы на выходе. В состав блока входят элементы
питания, формирования импульсов «больше» и «меньше», а также генератор пилообразного
напряжения ГПН (на рисунке не показан). Элементы питания включают в себя многообмоточный
трансформатор TV1, а также диоды, фильтры и стабилизаторы напряжения
Элементы формирования импульсов «больше» и «меньше» построены одинаково и
включают в себя триггер Trl (Тг2) Шмитта на транзисторах VT1, VT3 (VT2, VT4), эмиттерный
повторитель на транзисторе VT5 (VT6), стабилитрон VD7 (VD8), тиристор VS11 (VS12) с
управлением по аноду и выпрямитель UZ1 (UZ2). Указанные элементы имеют входы: общий с
выводами 8в и 7в и раздельные, образованные диодом VD6 (VD5) и резистором R4(R5). На общий
вход поступает напряжение U рассогласования.
На раздельные входы с выхода генератора пилообразного напряжения ГПН поступает
напряжение Uп с обозначенной на схеме полярностью.
Исходному состоянию схемы формирователя соответствует равенство активных нагрузок
параллельно работающих СГ, при котором U = 0. Под действием напряжения Uп транзисторы VT1
и VT2 закрыты. Поэтому открыты транзисторы VT3 и VT4, их выходные напряжения малы и
недостаточны для пробоя стабилитронов VD7 и VD8. Резисторы R22 и R23 (имеют большое
сопротивление) включены на стороне постоянного тока последовательно с вторичными обмотками
трансформатора TV1 блока УРМ-35Ф и уменьшают практически до нуля напряжения Uвых1 и Uвых2,
поступающие на первичные обмотки трансформаторов TV1 и ТVЗ блока УРМ-35УЗ.
108
Рисунок 53.3 - Принципиальные схемы формирователя УРМ-35Ф и усилителя УРМ-35УЗ
Блок усилителя УРМ-35У
Предназначен для усиления импульсов напряжения, поступающих на его вход из
формирователя импульсов УРМ-35Ф. В качестве примера рассмотрим усилитель типа УРМ-35УЗ,
предназначенный для управления серводвигателем постоянного тока напряжением 27 В с
независимым возбуждением.
В состав блока усилителя входят элементы питания и элементы импульсов «больше» и
«меньше». Элементы питания включают в себя трансформатор напряжения TV2 и выпрямители
UZ2 и UZ3. Элементы импульсов «больше» и «меньше» одинаковы по устройству. Элемент
«больше» («меньше») включает в себя трансформатор TV1 (ТVЗ), выпрямитель UZ1 (UZ4),
тиристор VS3 (VS14), диод VD2 (VD13) и резисторы R1, R2 (R3, R4). Нагрузкой для усилителя
является обмотка якоря серводвигателя М.
Если активная нагрузка базового генератора СГ1 больше, чем резервного СГ2, то
напряжения на выходах датчиков активного токаУРМ-35Д неодинаковы Uвых1 > Uвых2. В результате
к входу 8-7 формирователя УРМ-35Ф будет приложено напряжение U с полярностью,
обозначенной на рисунке 53.3.
Рисунок 53.4 – Графики напряжений на входе (а) и на выходе (б) формирователя УРМ-35Ф
Принцип действия формирователя основан на сравнении двух напряжений:
рассогласования U и пилообразного Uп, (рисунок 31.4). Если U > Un (участок АВ), через диод
VD3, резисторы R4 и R2 протекает ток, создающий на VD3 напряжение, удерживающее транзистор
VT2 закрытым. Тем самым исключается срабатывание элемента импульса «меньше». Напряжение
на резисторе R4 (полярность обозначена на рисунке) опрокидывает триггер Tr1. При этом
транзистор VT1 открывается, а транзистор VT3 закрывается. Напряжение на выходе закрытого VT3
109
увеличивается до напряжения пробоя стабилитрона VD7. Последний открывается, при этом
образуется цепь: "+" 15 В - R18-VD7 - управляющий электрод - катод тиристора VS11 - переход
эмиттер - база транзистора VT5-R16 - "-" 15 В. В результате открываются тиристор VS11 и
транзистор VT5. Открытый VS11 шунтирует резистор R22, и напряжение Uвых1 увеличивается до 24
В. Поэтому увеличивается напряжение на выходе выпрямителя UZ1 и открывается тиристор VS3,
шунтирующий резистор R2. Через обмотку якоря серводвигателя потечет ток по цепи: «+» UZ2VS3 - обмотка якоря Я1-Я2- «-» UZ2.
Если U  Uп (участок ВС на рисунке 31.4), то полярность напряжения на резисторе R4
изменится на обратную под действием большего напряжения Uп. Это приводит к запиранию
транзистора VT1 и исключению действия элемента импульса «больше». Таким образом, на выходе
формирователя появляется напряжение с длительностью импульса t1 и длительностью паузы t2 .
Периодическое включение серводвигателя приводит к увеличению активной нагрузки СГ2 и
уменьшению напряжения U. При U = 0 серводвигатель останавливается. При большей разности
активных нагрузок обоих генераторов, что может происходить сразу после синхронизации СГ2,
серводвигатель работает не в импульсном, а непрерывном режиме. При этом напряжение
рассогласования U1 непрерывно превосходит пилообразное напряжение Un (рисунок 31.4).
На рисунке 53.5 приведена схема включения устройства УРМ-35 для электростанции с
тремя генераторами. На шины каждого генератора устанавливают датчик активного тока. Выходы
датчиков соединяют по дифференциальной схеме.
QF1
QF2
QF3
ТV1
ТV2
УРМ
-Д
ТV3
УРМ
-Д
УРМ
-Д
TA1
TA2
TA3
УРМ
-ФУ
УРМ35ФУ
G1
ПД1
G3
G2
М
ПД2
М
ПД3
М
Рисунок 53.5. Структурная схема автоматического распределения активных
нагрузок.
Вопрос 54
Блок розподілу активних навантажень генераторів БРНГ.
Блок входит в состав СУ СЭЭС типа "Ижора-М" и предназначен для автоматического
распределения активных нагрузок между параллельно работающими СГ. Работа блока начинается
с момента включения АВ резервного генератора, т. е. сразу после окончания процесса
синхронизации и продолжается в течение 8-38 с, после чего блок автоматически отключается при
помощи реле времени. Таким образом; распределение нагрузок осуществляется только на время
приема нагрузки резервным генератором. В дальнейшем распределение активных нагрузок
выполняют АРЧ генераторных агрегатов.
Блок вырабатывает непрерывный или импульсный сигнал в зависимости от значения
степени неравномерности Р распределения активных нагрузок, граничное значение которого Ргр
может устанавливаться в пределах ±0,15, ±0,25, ±0,35Рном генератора. При Р > Ргр блок
обеспечивает непрерывное включение серводвигателя резервного ГА, ускоряя процесс
110
распределения нагрузок; при Р < Ргр - импульсное включение серводвигателя, что позволяет
избежать перерегулирования
Рисунок 30.1 – Функциональная схема блока распределения активных нагрузок генераторов
БРНГ
Элементной базой блока в основном являются микросхемы (логические элементы,
генератор импульсов, усилитель и др.). В состав блока входят: узел уставки УУ с двухполюсным
переключателем уставок SA1, при помощи которого задают указанные выше значения Ргр; двухполюсные кнопки SB1-SB4 для контроля исправности блока; формирователь сигналов UV;
компараторы DD1.1-DD1.4, представляющие сравнивающие устройства с аналоговым входом и
дискретным выходом; логические элементы DD2.1, DD2.2 (И - НЕ), DD3.1-DD3.4 (НЕ), DD4.1,
DD4.2 (ИЛИ - НЕ) и выходные усилители А1, А2. На выходах этих усилителей включены реле
«увеличение нагрузки» и «уменьшение нагрузки».
Алгоритмы функционирования логических элементов:
элемент «И – НЕ» - если на всех без исключения входах логические единицы, на выходе
логический 0; если хотя бы на одном входе 0, на выходе 1;
элемент «ИЛИ – НЕ» - если на любом входе 1, на выходе 0; если на всех без исключения
входах 0, на выходе 1;
элемент «НЕ» - если на входе 1, на выходе 0; если на входе 0, на выходе 1.
Выходные усилители А1 и А2, не являясь собственно логическими элементами, реализуют
логическую функцию «ДА» (повторение): если на входе 1, на выходе 1; если на входе 0, на выходе
0.
Питание элементов блока обеспечивает узел питания АG, на вход которого подается
напряжение 220 В (127 В) частотой 50 Гц, а с выхода снимаются напряжения: не
стабилизированное +27 В и стабилизированные +5, +12,6 и -12,6 В.
После включения на шины резервного генератора (обозначим резервный генератор СГ2, а базовый
генератор – СГ1) выходы блоков измерителей активного тока БИАТ-1 и БИАТ-2 обоих генераторов
соединяются последовательно. Поэтому при неодинаковых активных нагрузках генераторов через контакты
3-1 кнопок SB1-SB4 на вход формирователя UV подается напряжение U, пропорциональное степени
неравномерности активных нагрузок генераторов. С выходов 1-4 формирователя через контакты 4-2 кнопок
SB1-SB4 напряжения Uф поступают на нижние входы компараторов DD1.1-DD1.4. Из узла уставок УУ на
верхние входы этих компараторов подаются напряжения уставок Uуст, причем на входы компараторов DD1.2
и DD1.4 непосредственно, а на DD1.1 и DD1.3 через переключатель уставок SA1.
Принцип действия компаратора основан на сравнении двух входных напряжений: уставки Uуст и
формирователя Uф. На выходе компаратора устанавливается логический 0 при Uуст > Uф и логическая 1 при
Uуст < Uф. Напряжение уставки компаратора DD1 I (DD1.3) выше, чем DD1.2 (DD1.4). Схемы компараторов
построены на операционных усилителях типа К1УТ401Б.
111
Предположим, что активная нагрузка СГ1 больше, чем СГ2. Напряжение Uф на входе
формирователя UV имеет полярность напряжения на выходе блока БИАТ-1. При этом на выходах 2, 4
формирователя напряжение Uф = 0, а на выходах 1, 3 напряжение Uф пропорционально степени
неравномерности активных нагрузок. Таким образом, на нижние входы компараторов DD1.3 и DD1.4
напряжения с формирователя не поступают. Поэтому на выходах этих компараторов будут логические нули,
вследствие чего становится невозможным включение реле «уменьшение нагрузки». С выходов 1, 3
формирователя напряжение Uф поступает на нижние входы компараторов DD1.1 и DD1.2. Уровень сигналов
(0 или 1) на выходах компараторов DD1.1 и DD1.2 зависит от степени неравномерности нагрузок
генераторов.
Если степень неравномерности нагрузок Р > Ргр, а такое возможно сразу после
включения СГ2 на шины, когда вся нагрузка находится на СГ1, то на выходах компараторов DD1.1
и DD1.2 будут логические единицы. С выхода компаратора DD1.1 логическая 1 поступает на
верхний вход элемента DD4.1. Поэтому на его выходе будет логический 0, поступающий на вход
элемента DD3.3. С выхода элемента DD3.3 логическая 1 поступает на вход усилителя А1, в
результате реле «увеличение нагрузки» работает непрерывно.
По мере перевода нагрузки на СГ2 степень неравномерности нагрузок уменьшается до
заданного переключателем SA1 граничного значения Ргр. В этом случае на входе компаратора
DD1.1 напряжение формирователя уменьшается до значения Uф < Uуст , поэтому на выходе
элемента DD1.1 устанавливается логический 0. Однако уменьшение напряжения на входе элемента
DD1.2 недостаточно для изменения состояния DD1.2, поэтому на выходе элемента DD1.2
сохраняется логическая 1, поступающая на верхний вход элемента DD2.1. В промежутки времени,
когда генератор импульсов G выдает сигнал в виде логической 1, на оба входа элемента DD2.1
поступают логические единицы, вследствие чего на его выходе будет логический 0. В результате
на выходах элементов DD3.1  логическая 1, DD4.1  логический 0, DD3.3  логическая 1. На
выходе усилителя А1 включается реле «увеличение нагрузки». При снятии сигнала генератора G
на выходе усилителя А1 устанавливается логический 0, упомянутое реле отключается. Таким
образом, реле «увеличение нагрузки» включается в такт сигналам генератора импульсов G.
При уменьшении степени неравномерности нагрузки до некоторого минимального значения
Pmin (обычно Pmin  Рном ) на выходе компаратора DD1.2 устанавливается логический 0. В этом
случае на выходах элементов устанавливаются следующие сигналы: DD2.1 - логическая 1, причем
импульсы генератора G не изменяют состояние этого элемента; DD3.1  логический 0; DD4.1 
логическая 1; DD3.3  логический 0. Реле «увеличение нагрузки» отключается.
Исправность БРНГ проверяют при помощи кнопок SB1SB4. Нажатие любой из них
приводит к снятию напряжений Uф со входов компараторов DD1.1-DD1.4 вследствие размыкания
контактов 3-1 нажатой кнопки и подаче на вход соответствующего компаратора сигнала из узла
уставок УУ через замыкающие контакты 2-6 этой кнопки. Для получения непрерывного
(импульсного) сигнала на выходе усилителя А1 нажимают кнопку SB1 (SB3), на выходе усилителя
А2 - кнопку SB2 (SB4).
Вопрос 55
Робота блоку контролю завантаження генераторів БКЗГ. Устрій включення резерву
Блок контроля загрузки генераторов БКЗГ.
Предназначен для формирования сигналов при увеличении (уменьшении) активной
мощности генератора до заданного значения на вход блока БКЗГ подается напряжение с выхода
первого канала блока БИАТ. Этот вход образован параллельно
112
Рисунок 55.1 - Принципиальная схема канала контроля загрузки генератора с уставкой 0,9
включенными входами шести каналов контроля загрузки генератора: первый из каналов
срабатывает при снижении активной мощности генератора до 0,ЗРН остальные - при повышении
активной мощности до 0,7; 0,7 (0,8); 0,9 (1,0); 1,0 (1,1) и 1,3 (1,5)Рном.
Назначение каналов:
0,3 Рном – отключение резерва;
0,7 Рном – блокировка пуска мощных потребителей;
0,7 (0,8) Рном – блокировка пуска мощных потребителей;
0,7 (0,8) Рном – включение резерва;
1,0 (1,1) Рном – отключение первой ступени неответственных приемников;
1,3 (1,5) Рном – отключение двух ступеней неответственных приемников в режиме отсечки.
Рассмотрим работу канала повышения нагрузки до 0,9 (1,0)РНОМ (рисунок 55.1). Канал
построен на интегральных операционных усилителях DA1 и DA2 типа К1УТ401Б и транзисторной
матрице DD1 типа К1НТ251. Каждый ОУ имеет два входа 9 и 10 и один выход 5. Входы ОУ,
обозначенные знаками "+" и "", называются соответственно прямым (10) и инвертирующим (9).
Если напряжение сигнала поступает на прямой вход, то полярность (фаза) напряжений на входе и
выходе ОУ совпадает. При использовании инвертирующего входа полярность (фаза) напряжений
на входе и выходе противоположна. Чтобы выходное напряжение ОУ могло иметь ту или иную
полярность (фазу), в схеме предусмотрены 2- источника питания: с, положительным +12,6 В и
отрицательным -12,6 В напряжениями относительно заземленной общей точки схемы.
Транзисторная матрица DD1 использована для построения триггера Шмитта на транзисторах VT1,
VT2 и выходного усилителя на транзисторе VT3, в цепь коллектора которого включено реле
напряжения KV4.
Принцип действия канала основан на сравнении двух напряжений: входного Uвх,
пропорционального активной мощности генератора, и опорного Uon, задающего уставку канала по
активной мощности. Для получения указанных напряжений в схеме использованы делители
напряжения R7, R14 и Rl, R15, R20 при уставке 0,9 РНОМ, а также R1, R16, R20 при уставке 1,0
РНОМ. Выбор уставки проводят путем установки переключателя SA3 в соответствующее
положение. Напряжения Uвх и Uon имеют одинаковую - положительную - относительно корпуса
полярность. Поэтому между входами 9 к 10 усилителя DA1 приложено так называемое
дифференциальное напряжение:  U = Uвх - Uon.
При активной мощности генератора, меньшей 0,9Рном, напряжение Uвх< Uon. Поскольку из
этих напряжений большее приложено к прямому входу 10, полярность напряжения на выходе
усилителя DA1 повторяет полярность напряжения Uon, т. е. на выводе 5 имеется положительный
потенциал относительно корпуса. Напряжение с выхода усилителя DA1 при помощи делителя
напряжения R31, R35 и цепочек VD14-R45K VD22 (VD18)-R49 последовательно уменьшается до
необходимого значения на входе усилителя DA2. Протекающий при этом через R31, VD14, VD22 и
R49 ток создает на VD22 небольшое прямое падение напряжения, приложенное «плюсом» к
инвертирующему 9 и «минусом» к прямому 10 входам. Таким образом, полярность напряжения на
входе усилителя DA2 противоположна полярности напряжения на входе усилителя DA1. Поэтому
на выходе 5 усилителя DA2 имеется отрицательный потенциал. Через R85, VD80 и R53 протекает
ток, создающий на R85 и VD80 падение напряжения, запирающее транзистор VТ1. Триггер
113
Шмитта находится в исходном состоянии, напряжение на выходе открытого VT2 невелико и
недостаточно для пробоя стабилитрона VD26. Поэтому закрыт транзистор VT3, реле KV4
обесточено. Конденсатор С4 через R31 и VD14 заряжен до напряжения 12 В (полярность
обозначена на схеме) с момента подачи напряжений питания на схему блока.
При увеличении мощности генератора более 0,9Рном напряжение Uвх > Uon, поэтому
полярность напряжения U на входе усилителя DA1 изменится на обратную, а на выходе
устанавливается отрицательный потенциал. Ток, протекающий через R49, VD18, R41, R31, создает
на диоде VD18 прямое падение напряжения, приложенное плюсом к входу 10 и минусом к входу 9
усилителя DA2. Вследствие этого на выходе усилителя DA2 устанавливается положительный
потенциал, и через R53, переход база - эмиттер транзистора VT1, R89 потечет ток базы транзистора
VT1. Последний откроется, закроется VT2, напряжение на выходе которого увеличится до 12 В.
Поэтому пробивается стабилитрон VD26, через него и резисторы R73, R77 потечет ток.
Возникающее при этом падение напряжения на R77 отпирает транзистор VT3. Включается реле
KV4, выдающее сигнал в систему «Роса-М» на пуск резервного ГА. Одновременно загорается
светодиод VD30 «90%».
Конденсатор С4 исключает ложное включение реле KV4 при кратковременном увеличении
мощности более 0,9Рном. В этом случае «опрокидывание» усилителя DA1 происходит мгновенно,
вследствие чего начинается разряд С4 через R41-R35 и одновременно через R22, R49, VD80, R53.
Разрядный ток конденсатора С4 в течение 2,0-2,4 с удерживает на диоде VD22 напряжение,
препятствующее «опрокидыванию» усилителя DA2. Необходимую уставку времени получают
изменением номинального сопротивления резистора R41.
Для проверки исправности канала служит переключатель SA2 с двумя положениями –
«Работа» и «Проверка». На схеме состояние контактов переключателя SA2 соответствует
положению «Работа». В положении «Проверка» через контакты 1, 5 переключателя SA2 образуется
цепь делителя напряжения R3, R14, при помощи которой на R14 получают напряжение Uвх > Uon.
Тем самым имитируется увеличение активной нагрузки генератора до 0,9Р ном. Размыкающие
контакты 2, 4 переключателя SA2 отключают реле KV4. Если канал исправен, загорается светодиод
VD30.
Схема канала контроля понижения мощности до 0,ЗРном построена на аналогичных
элементах, но имеет обратный порядок срабатывания. При этом включается звуковой сигнал и
загорается световое табло «Нагрузка 30 % номинальной», а решение принимает вахтенный.
Вопрос 56
Устрій включення резерву типу УВР.
Устройство входит в состав СУ СЭЭС типа «Ижора» и предназначено для формирования
сигналов на включение резервного СГ при перегрузках и снижении напряжения на шинах СЭС
ниже допустимого значения, а также на остановку одного из параллельно работающих генераторов
при снижении нагрузки. Устройство включает 3 элемента (повышения нагрузки, снижения
нагрузки и снижения напряжения) и имеет 4 модификации, отличающиеся типом датчиков тока
элемента повышения нагрузки и напряжением источника питания.
Рисунок 56.1 – Функциональная схема устройства включения резерва УВР
114
Функциональная схема УВР (рисунок 56.1), соответствующая одной из модификаций,
состоит из датчиков активного тока UA1, полного тока UA2 и напряжения UV, к выходам которых
подключены электронные реле соответственно повышения нагрузки KV1, снижения нагрузки KV2
и снижения напряжения KV3. Устройство подключается к генератору 3-фазного переменного тока
через трансформаторы тока ТА и напряжения TV.
При увеличении активного тока до (0,85  0,90)Iном реле KV1 срабатывает и через свои
замыкающиеся контакты формирует сигнал на пуск резервного ГА. При снижении полного тока на
каждом из параллельно работающих генераторов до (0,3  0,4) Iном реле KV2 теряет питание и
формирует сигнал на остановку резервного ГА. Аналогично работает элемент снижения
напряжения. При длительном снижении напряжения до (0,85  0,90) Iном или исчезновении его
реле KV3 теряет питание и формирует сигнал на остановку работающего и пуск резервного ГА в
систему ДАУ ДГ.
На рис.56.2 представлена структурная схема включения резерва. Устройство УВР
устанавливается для каждого генератора и в случае повышения нагрузки до (0,85  0,90)Iном
выдает сигнал в систему ДАУ ДГ резервного генератора через К – ключ задания резерва, который
может быть ручным или автоматическим (для современных систем)
QF1
QF2
QF3
ТV1
ТV2
УВР
ТV3
УВР
TA1
УВР
TA2
TA3
К
G1
G2
G3
ПД1
ПД2
ПД3
ДАУ ДГ
ДАУ ДГ
ДАУ ДГ
Рисунок 56.2 – Структурная схема устройства включения резерва типа УВР
Вопрос 57
Устрій струмового захисту УТЗ-1 А
Устройство токовой защиты УТЗ-1
Устройство предназначено для защиты генераторов от токов перегрузки посредством
отключения неответственных приемников электроэнергии. Подключается к генератору при
помощи измерительных трансформаторов тока и напряжения
Первая ступень выдачи сигналов состоит из измерительной и исполнительной частей.
Измерительная часть включает в себя датчики активного тока ДАТ-1 и ДАТ-2 с общими для обоих
датчиков трансформаторами тока ТА2 и напряжения TV3. Выходное напряжение датчика ДАТ-1
снимается с потенциометра RP10. Выходное напряжение датчика ДАТ-2 снимается между
точками d и е. Применение двух датчиков вызвано необходимостью получения в первой ступени
выдержки времени, находящейся в обратной зависимости от тока нагрузки.
Исполнительная часть первой ступени построена на транзисторах VT1-VT7 и реле
напряжения KV1. Вторая ступень выдачи сигналов включена последовательно с первой и
построена на транзисторах VT8-VT10 и реле KV2.
При токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, напряжение с выхода датчика ДАТ-2
недостаточно для пробоя стабилитрона VD45. Последний закрыт, поэтому напряжение на входе
триггера Tr1, снимаемое с резистора R13, отсутствует. Триггер находится в исходном состоянии,
115
при котором транзистор VT2 закрыт, а VT3 открыт. Напряжение на выходе VT3 близко к нулю,
поэтому закрыт транзистор VT4 и на резисторе R21 напряжение равно нулю. Напряжение на
выходе ДАТ-1, снимаемое с потенциометра RP10, недостаточно для пробоя стабилитрона VD46 и
VD47. Конденсатор С6 разряжен, а стабилитрон VD48 закрыт.
Триггер Тr2 находится в исходном состоянии: транзистор VT6 закрыт, VT7 открыт.
Последний шунтирует цепь со стабилитроном VD43 и тиристором VS19, реле KV1 обесточено.
Контакты KV1:1 этого реле разомкнуты, поэтому напряжение на входе 2-й ступени отсутствует.
Схема 2-й ступени на транзисторах VT8-VT10 и часть схемы 1-й ступени на транзисторах VT5-VT7
подобны, поэтому идентичные элементы обеих ступеней находятся в одинаковом состоянии, реле
KV2 обесточено.
При увеличении тока нагрузки генератора до тока уставки напряжение Ude на выходе ДАТ-2
достигает значения напряжения пробоя стабилитрона VD45. Последний пробивается, что
приводит к опрокидыванию триггера Тr1. Напряжение на выходе закрытого VT3 увеличивается до
24 В. Поэтому открывается транзистор VT4 и на резисторе R21 устанавливается неизменное
напряжение U2=24В. Одновременно напряжение U1 на выходе ДАТ-1 становится достаточным для
пробоя стабилитронов VD46, VD47. С этого момента образуется цепь заряда конденсатора С6:
потенциометр RP10 - стабилитроны VD46, VD47 -резистор R21 - конденсатор С6 - резистор R22. В
этой последовательной цепи падения напряжений U1 и U2 действуют согласно, поэтому
конденсатор С6 стремится зарядиться до напряжения (U1 + U2). Однако при достижении на
конденсаторе С6 напряжения U2 = 24 В отпирается диод VD21, вследствие чего заряд С6
прекращается.
Как только напряжение на С6 достигнет напряжения пробоя стабилитрона VD48,
последний пробивается. Это приводит к опрокидыванию триггера Tr2 и срабатыванию реле KV1.
Реле KV1 выдает сигнал на отключение первой группы неответственных приемников.
Рисунок 57.1 – Принципиальная схема устройства токовой защиты типа УТЗ-1А
Если после отключения первой ступени перегрузка не исчезла, то мгновенно отключается
вторая группа неответственных потребителей при помощи реле KV2. В режиме отсечки первая и
вторая группа отключаются одновременно без выдержки времени. Выдержку времени можно
регулировать: первой ступени в пределах 1,5 – 10 с при помощи потенциометра RP10 и
изменением емкости конденсатора С6; второй ступени в пределах 2 – 6 с изменением
сопротивления резистора R32.
116
При увеличении тока нагрузки генератора до установленного наибольшего значения
происходит практически мгновенное срабатывание второй ступени независимо от первой. В этом
случае напряжение с выхода ДАТ-2 становится достаточным для пробоя стабилитрона VD49.
Токи уставок составляют: для первой ступени 1,0 (1,1) Iном; второй ступени в режиме
отсечки 1,3 (1,5) Iном .
Структурная схема автоматического отключения резерва, выполненная на базе устройства
токовой защиты типа УТЗ, приведена на рисунке 57.2.
QF1
QF2
ТА1
ТА2
УТЗ-1
УТЗ-2
TV1
TV2
Откл. 1гр. неотв. потр.
Откл. 2гр. неотв. потр.
G1
G2
Рисунок 57.2 – Структурная схема автоматического отключения неответственных потребителей,
выполненная на базе устройства токовой защиты типа УТЗ
Вопрос 58
Структура мікропроцесорних систем управління
В общем случае в состав микропроцессорных СУ (см. рисунок 34.1) входят:
 объект управления ОУ (например, ДГ или СГ);
 пульт управления ПУ; микро-ЭВМ;
 интерфейсные (согласующие) устройства ИУ1 и ИУ2;
 датчики Д; усилители мощности УМ; исполнительные механизмы ИМ;
 блок индикации БИ (в большинстве" случаев он встроен в ПУ, но на рис. 34.1 показан
отдельно с целью упрощения структурной схемы).
Помимо перечисленных компонентов, в состав таких СУ входят каналы передачи данных,
контроллеры и др.
МикроЭВМ — вычислительная машина, представляющая собой совокупность
микропроцессора МП, устройств ввода УВв и вывода У Выв информации, запоминающих
устройств ОЗУ и ПЗУ,
Процессором ЭВМ называется устройство для автоматической обработки цифровой
информации по заданному алгоритму.
Процессор, выполненный в виде одной или нескольких микросхем с высокой степенью
интеграции, называется микропроцессором. Микропроцессоры СУ обычно выполняют
ограниченный объем арифметических операций, что позволяет упростить структуру и свести к
минимуму размеры МП. В состав МП входят: арифметико-логическое устройство АЛУ,
устройство УУ управления и рабочие регистры pp.
Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических и
логических операций. К первым из них относятся сложение, вычитание, преобразование двоичных
чисел и др., ко вторым - инверсия, конъюнкция, дизъюнкция и др. Это устройство построено на
сумматорах, элементная база которых состоит из 1-разрядных сумматоров, регистров сдвига,
инверторов и т. д. на основе интегральных микросхем.
Устройство управления обеспечивает выполнение операций в определенной
последовательности, заданной алгоритмом, а также связи микропроцессора с 03 У, ПЗУ, УВв и У
Выв. Элементной базой УУ являются дешифраторы на основе интегральных микросхем.
117
Рабочие регистры, служащие для временного хранения и преобразования данных и
команд, строятся на типовых элементах - триггерах и логических схемах И, ИЛИ, НЕ.
Запоминающие устройства реализуют прием, хранение и выдачу информации и программ
ее обработки. Их подразделяют на постоянные и оперативные. Постоянные запоминающие
устройства ПЗУ используют для хранения программ работы МП и констант, причем информация,
заложенная в ПЗУ, не теряется при отключении питания. Оперативные запоминающие устройства
ОЗУ применяют для хранения данных, которые обрабатываются при помощи МЛ. Для построения
запоминающих устройств используют кольцевые ферритовые сердечники или БИС,
Характерной особенностью микроЭВМ является наличие стековой памяти. Стеком
называют запоминающее устройство "магазинного" типа, ячейки которого заполняются
последовательно (одна за другой). Аналогично, ячейка за ячейкой, происходит вывод информации
из стека. Таким образом, перемещение чисел внутри стека напоминает перемещение патронов
внутри магазина пистолета. Стековая память позволяет упростить обработку программ и повысить
быстродействие АЛУ. В качестве стека может использоваться отдельная микросхема или просто
часть ОЗУ.
В сложных микропроцессорных системах для хранения больших объемов информации
используют внешние запоминающие устройства, конструктивно не объединенные с блоками ЭВМ
и реализуемые на магнитных лентах, дисках или барабанах.
Рисунок 58.1 – Структурная схема микропроцессорной системы управления
Устройства ввода и вывода информации предназначены для ввода обрабатываемой
информации в МП, вывода и наглядного представления обработанной информации. Для ввода
информации используют пульты управления с клавиатурой, выключателями, переключателями и
т. д., а также пишущие машинки и телетайпы с перфоприставками, оптические считывающие
устройства и др. Для вывода информации применяют бумажные ленты с цифровым и буквенноцифровым текстом, графиками, а также дисплеи, экраны, табло, микрофильмы и др.
Совокупность информационных каналов микроЭВМ называется шинами. Шины
выполняют в виде пучка проводов или печатной схемы и подразделяют на 3 вида: адресные,
данных и управления.
Шина адресная ША предназначена для передачи адреса ячейки памяти с данными или
командой от микропроцессора к ОЗУ, ПЗУ, УВв и УВыв.
Шина данных ШД- это 2-направленная линия для обмена данными между отдельными
компонентами микроЭВМ.
Шина управления ШУ предназначена для передачи тактовых, синхронизирующих сигналов,
а также информации о состоянии (статусе) компонентов микроЭВМ.
Объединение различных компонентов микропроцессорной СУ должно проводиться с
учетом характера и временных параметров сигналов на стыках между компонентами. Чтобы
сигналы были совместимыми, применяют вспомогательные устройства, называемые
интерфейсными. Эти устройства можно разделить на 2 группы. Первая группа обеспечивает
подключение ОЗУ, ПЗУ, УВв и УВыв к шинам МП и решает задачи синхронизации и управления
шинами, а также выборки компонентов, обеспечивающих своевременную передачу данных между
МП и выбранным компонентом. Вторая группа обеспечивает "стыковку" микроЭВМ с внешними
118
компонентами (например, с периферийными устройствами, каналами передачи данных,
контроллерами) и преобразование внешних сигналов в сигналы, совместимые с сигналами на
шинах, а также обратное преобразование. Так, если датчики Д имеют аналоговые выходные
сигналы, интерфейсное устройство ИУ1 может представлять собой АЦП. В то же время для
управления работой механизма ИМ (например, серводвигателем ПД генератора) могут
использоваться аналоговые сигналы. В этом случае интерфейсное устройство ИУ2 представляет
собой ЦАП.
Вопрос 59
Схема контролю пуску потужних приймачів електроенергії в системі «Гієпас».
Контроль включения мощных потребителей
Микро-ЭВМ LSG 821 контролирует процесс включения мощных потребителей с целью
предотвращения их произвольного пуска.
Посредством шести каналов микро-ЭВМ может обеспечить контроль за шестью
потребителями. Два первых канала предусмотрены для потребителей с переменной нагрузкой.
При помощи одного из этих каналов микро-ЭВМ осуществляет контроль только одного
мощного потребителя на судне - подруливающего устройства. Второй канал микро-ЭВМ
использует для пуска электроприводов машинного отделения по системе «Stand by».
Подключение подруливающего устройства. Обратимся к рисунку 59.1. Пунктирной
линией на схеме ограничены элементы микро-ЭВМ LSG 821.
После нажатия на кнопку S, расположенную на посту управления подруливающим
устройством, срабатывает реле K2 (установленное там же). При замыкании контакта реле на
неинвертирующий вход операционного усилителя DA1 поступает положительный потенциал. Это
приводит к появлению на выходе DA1 логической «1», которая поступает на двунаправленный
буферный усилитель D8.
Рисунок 59.1 – Схема подключения подруливающего устройства и система «Stand by»
Таким образом, срабатывание реле K2 приводит к тому, что на микро-ЭВМ поступает
сигнал о предстоящем подключении подруливающего устройства. Микро-ЭВМ определяет
суммарную мощность нагрузки судовой электростанции с учетом мощности электродвигателя
подруливающего устройства (значение этой мощности записано в памяти микро-ЭВМ). Затем
микро-ЭВМ определяет значение резервной мощности и, если соблюдено условие Р < Рmin, дает
команду на запуск резервного дизеля и подключение генератора.
119
При условии Р < Рmin срабатывает реле K1 периферийной соединительной платы РАР
401/
Реле K1 своим контактом подает питание к реле KЗ, которое установлено на посту
управления подруливающим устройством. Реле K3, в свою очередь, одним из своих контактов
шунтирует контакт реле K1, а другим - дает разрешение на пуск электродвигателя.
После пуска электродвигателя срабатывает реле K1 подруливающего устройства (на
рисунке оно не показано). Это реле обесточивает реле K2 и подает положительный потенциал на
неинвертирующий вход операционного усилителя DА2, что приводит к подаче на микро-ЭВМ
сигнала о включении подруливающего устройства. Таким образом происходит прекращение
запроса о включении подруливающего устройства и поступает информация о пуске
электродвигателя.
В течение процесса запроса о включении подруливающего устройства происходит мигание
светодиода «Bow thruster». После включения подруливающего устройства этот светодиод
перестает мигать и горит постоянно.
Одновременно с этим с регистра D3 поступает сигнал на бесконтактный ключ на
операционном усилителе DА4, который подключает лампу индикации. Лампа индикации
установлена на посту управления подруливающим устройством.
Если в течение процесса запроса микро-ЭВМ фиксирует значение Р > Рmin, то дает
разрешение на включение подруливающего устройства без подключения резервного генератора.
После срабатывания реле КЗ (расположенного на посту управления подруливающим
устройством) его состояние не зависит от команд микро-ЭВМ. При этом отключение любого
количества работающих генераторов - в силу случайных и неслучайных факторов - не приведет к
образованию запрета на включение электродвигателя. Возможно даже включение
электродвигателя при работе только одного генератора, и что незамедлительно вызывает
обесточивание судна. Для устранения такой возможности следует изменить принципиальную
схему включения электродвигателя путем введения запрета на его включение при условии
отключения любого из работающих генераторов.
Мощность, потребляемая электродвигателем подруливающего устройства, зависит от
разворота лопастей, является случайной величиной и имеет переменный характер.
Для того, чтобы предотвратить отключение резервного генератора при малой нагрузке (то
есть при Р > Рmin), микро-ЭВМ подключает канал «No DG Stop».
Если значение Р > Рmin сохраняется в течение времени, превышающего
продолжительность периода выдержки при остановке дизеля, то появляется следующая
индикация: «Stop time finished», «DG stoppage» и «Diesel underload».
Пуск электроприводов машинного отделения по системе «Stand by». После
обесточивания судна включение всех необходимых электроприводов машинного отделения
происходит автоматически по системе «Stand by».
Схема включения системы «Stand by» аналогична схеме включения подруливающего
устройств. Реле Д700 подключено к схеме обнаружения обесточивания судна («Blackout») и в
нормальном режиме питание на него не поступает (см. рис. 4.7). Клеммы XV: 2, б относятся к
схеме обнаружения «Blackout» (см. рис. 3.2).
При обесточивании судна реле К100 получает питание. Одним из своих контактов это реле
размыкает цепь питания реле времени К101. Реле К101, в свою очередь, замыкая свои контакты,
подготавливает цепи запроса и разрешения Х7: 8, 9 микро-ЭВМ LSG 821.
После подключения генератора по системе «Blackout» реле К100 снова обесточивается.
При этом одним из своих контактов реле К100 подает питание к реле времени К101. Контакты
реле времени К101 размыкают соответствующие цепи после заданного времени выдержки. Это
время составляет 150 с.
Другим своим контактом реле К100 замыкает цепь запроса микро-ЭВМ. Это приводит к
подаче сигнала о предстоящем включении станции управления электроприводов машинного
отделения.
В дальнейшем процесс протекает аналогично процессу подключения подруливающего
устройства. После включения второго генератора срабатывает реле К2 периферийной
120
соединительной платы РАР 401. Замыкание контакта реле К2 приводит к подаче питания к
реле К102. Последнее, в свою очередь, своим контактом замыкает цепь между клеммами 32, 33
станции управления электроприводами машинного отделения по системе «Stand by». Замыкание
клемм 32, 33 приводит к автоматическому включению электроприводов машинного отделения по
заданной временной программе. По истечении времени, определенного значением выдержки реле
К101, происходит размыкание цепи запроса микро-ЭВМ и цепи питания реле К102.
Вопрос 60
СУ СЕЕС типу "Гієпас". Об'єм автоматизації, основні елементи, структура
Микропроцессорная система управления «Гиепас» многофункциональна. Она
осуществляет пуск и остановку вспомогательных дизелей, синхронизацию, подключение и
отключение резервных генераторов, распределяет активную и полную мощность между
параллельно работающими генераторами. Она же поддерживает в сети постоянное значение
частоты, контролирует процесс подключения мощных потребителей электроэнергии, защищает
генераторы от токов короткого замыкания и перегрузки, а также от несимметричных режимов
работы. Микропроцессорная система управления не допускает значительных отклонений
напряжения и чатоты от номинальных значений. Она отключает второстепенные потребители
электроэнергии при перегрузках по току и отклонениях частоты. Помимо того,
микропроцессорная система осуществляет постоянный контроль за исправностью входящих в нее
элементов.
Микропроцессорная система управления «Гиепас» состоит из четырех микро-ЭВМ DSG
822 и одной микро-ЭВМ LSG821.
Микро-ЭВМ DSG 822 («Dieselsteuergerat» микро-ЭВМ управления дизель-генератором)
предназначены для управления дизель-генераторными агрегатами и осуществления контроля над
ними.
Микро-ЭВМ LSG 821 («Lastwachtersteuergerat» – микро-ЭВМ управления режимами
работы) предназначена для управления режимами работы и контроля за работой
электроэнергетической системы.
Каждая из микро-ЭВМ DSG 822 имеет пять плат: микропроцессорную плату ZK 408,
лицевую плату FPL 402, плату ввода-вывода EA 402, плату блока питания NEG и периферийную
соединительную плату PAP 402 (рис. 60.1).
Платы ZK 408, FPL 402, EA 402 и NEG 415 каждой микро-ЭВМ DSG 822 смонтированы в
одном корпусе, который располагается на лицевой части соответствующей панели ГРЩ.
Периферийная соединительная плата PAP 402 размещена на задней части той же панели.
Первые три платы каждой микро-ЭВМ DSG 822 соединены между собой системной шиной
Х1. Плата ввода-вывода соединена двумя плоскими кабелями Х20, Х19 с периферийной
соединительной платой и одним плоским кабелем Х22 – с блоком питания. Блок питания связан
плоским кабелем Х21 с периферийной соединительной платой (рис.1).
Микро-ЭВМ LSG 821 состоит из четырех плат: микропроцессорной платы ZK 408, лицевой
платы FPL 401, платы ввода-вывода EA 401 и периферийной соединительной платы PAP 401 (рис.
60.2).
Платы ZK 408, FPL 401 и EA 401 микро-ЭВМ LSG 821 смонтированы в одном корпусе,
который располагается на лицевой части одной из панелей ГРЩ. Периферийная соединительная
плата размещена рядом на этой же панели ГРЩ.
121
Рисунок 60.1 – Структурная схема микро –
ЭВМ DSG 822
Рисунок 60.2 – Структурная схема микро –
ЭВМ LSG 821
Все микро-ЭВМ через клеммы периферийных соединительных плат связаны между собой
(рис. 60.3).
На этом рисунке Х12 это клеммы плат РАР 402, Х9 – клеммы платы РАР 401. Структурная
схема СУ СЭЭС «Гиепас» представлена на рисунке 3.
Рисунок 60.3 – Структурная схема СУ СЭЭС «Гиепас»
1. Микро-ЭВМ DSG 822
122
1.1. Микропроцессорная плата ZK 408
Состав. На этой микропроцессорной плате расположены следующие элементы:
микропроцессор, запоминающее устройство, регистры, двунаправленные буферные усилители,
логические элементы, триггеры, внешний генератор тактовых импульсов, дешифраторы и
таймеры.
1.2. Лицевая плата FPL 402
Лицевая плата FPL 402 объединяет элементы коммутации и индикации. На передней части
лицевой платы расположены кнопки (некоторые из них снабжены светодиодами), переключатель,
дисплей и светодиоды-индикаторы. Внешний вид лицевой платы приведен на рисунке 60.5.
Рисунок 60.5 – Лицевая плата FPL 402
Всего на лицевой плате семнадцать кнопок и один переключатель. В некоторые кнопки
вмонтированы светодиоды.
Помимо светодиодов, вмонтированных в кнопки, на лицевой плате также присутствуют
отдельные светодиоды, служащие для индикации состояния микро-ЭВМ, дизеля, генератора, для
сигнализации о срабатывании защиты генератора и возникновении аварийной ситуации.
В рабочем состоянии микро-ЭВМ горит светодиод «Stand by». При наличии повреждения
загорается светодиод «Unit fault».Когда дизель и генератор находятся в рабочем состоянии,
светятся следующие светодиоды:
«Ready» – готов;
«Ready to synchron» – готов к синхронизации и т.д.
В том случае, когда срабатывает защита генератора, начинает светиться один из следующих
светодиодов:
«Under voltage» – низкое значение напряжения;
«Reverse power» – обратная мощность и т.д.
1.3. Плата ввода-вывода ЕА 402
Плата ввода-вывода ЕА 402 служит для приема и обработки двоичных сигналов,
поступающих от микропроцессорной платы ZK 408, и аналоговых сигналов – от периферийной
соединительной платы РАР 402.
Плата ЕА 402 соединена с микропроцессорной платой посредством системной шины Х1,
состоящей из шины данных, адресной шины и шины управления. Между ZK 408 и ЕА 402
происходит взаимный обмен информацией по шине данных. На основе обмена данными микроЭВМ управляет судовой электроэнергетической установкой.
Также плата ЕА 402 соединена двумя плоскими кабелями Х20, Х19 с периферийной
соединительной платой РАР 402 и одним плоским кабелем с блоком питания NEG.
123
1.4. Периферийная соединительная плата РАР 402
Периферийная соединительная плата РАР 402 служит для соединения микро-ЭВМ между
собой. К этой плате подключены различные органы управления электроэнергетической
установкой, на нее поступают сигналы о напряжениях и токах генератора, сигналы с датчиков
дизеля. Также на плате РАР 402 расположены электромагнитные реле, служащие для
осуществления контроля и управления ЭЭУ.
Питание к плате РАР 402 поступает через выпрямитель от источника постоянного тока
напряжением 24 В.
На плате РАР 402 расположены два датчика напряжения и три датчика тока.
2.
Микро-ЭВМ LSG 821
2.1. Микропроцессорная плата ZK 408
Состав и функции этой платы такие же, как и в микро-ЭВМ DSG 822, за исключением
различий в диапазоне адресов микросхем памяти в программе.
2.2. Лицевая плата FPL 401
Лицевая плата служит для коммутации и индикации. На ней располжены кнопки,
светодиоды, дисплей. Состав лицевой платы показан на рисунке 60.6.
Рисунок 60.6 – Лицевая плата FPL 401
2.3. Плата ввода-вывода ЕА 401
Служит для приема и обработки сигналов: двоичных с микропроцессорной платы ZK 408,
дискретных и аналоговых – с периферийной платы РАР 401.
2.4. Периферийная соединительная плата РАР 401
Ее функции аналогичны функциям платы РАР 402
3. Режимы работы микро-ЭВМ DSG 822.
Микро-ЭВМ DSG 822 может функционировать в двух режимах работы: ручном и
автоматическом. Режим выбирают нажатием на соответствующую кнопку «Manual» для ручного и
«Auto» для автоматического.
В ручном режиме пуск и остановку дизеля осуществляют путем нажатия на
соответствующие кнопки – «Start» или «Stop». Подобным образом в этом режиме управления
вручную осуществляют синхронизацию, подключение генератора к шинам ГРЩ и распределение
активной мощности. При обесточивании судна автоматический пуск дизеля не происходит.
В автоматическом режиме операции по запуску и остановке дизеля, синхронизация,
подключение генератора к шинам ГРЩ и распределение активной мощности выполняется
автоматически.
Системы контроля и защиты дизеля и генератора функционируют независимо от
выбранного режима работы.
4.
Назначение микро-ЭВМ LSG 821
124
Микро-ЭВМ LSG 821 служит для осуществления контроля за нагрузкой судовой
электростанции. При помощи линий связи эта микро-ЭВМ постоянно получает информацию о
нагрузке каждого работающего генератора.
Помимо контроля за нагрузкой судовой электростанции микро-ЭВМ LSG 821 может
обеспечивать включение шести наиболее мощных установок, имеющих контакторные станции.
На дисплее микро-ЭВМ предусмотрена индикация восьми рабочих величин, а также кодов
и параметров заданных величин и аварийных сигналов. Светодиоды микро-ЭВМ позволяют
контролировать включение кнопок управления и генераторных автоматов, наблюдать за
состоянием дизелей и генераторов, а также следить за работой подруливающего устройства.
Вопрос 61
Система управління і захисту генераторів типу "Сінпол". Об'єм автоматизації,
основні елементи.
1. Назначение системы
Устройство защиты генераторов разработано фирмой ABB специально для судовых
трехфазных сетей. Оно осуществляет защиту и контроль генератора и подключенных к сборной
шине устройств. Устройство формируется на базе электронных элементов и имеет
гальваническую развязку от сети за счет подключения через трансформаторы напряжения и тока.
При разработке устройства особое внимание уделялось его надежности с тем, чтобы в
случае неисправности, обеспечить целенаправленное отключение в электроэнергетической
установке, сохраняя питание наиболее ответственных потребителей.
В судовые электроэнергетические установки, как правило, входит несколько генераторов.
Каждый генератор комплектуется своим устройством защиты.
Для контроля, к устройству подводятся трехфазное напряжение генератора и двухфазное
напряжение сборных шин, а также сигналы трансформаторов тока, включенных в трехфазный
токопровод генератора. Для питания устройства применяется напряжение 220В переменного тока
или же 24В постоянного тока. Возможно применение обоих напряжений одновременно.
В связи с применением устройства, генераторный выключатель не нуждается во
встроенных механизмах защиты. Для его расцепления необходима только катушка минимального
реле на 220В постоянного тока, которая получает питание от устройства СИНПОЛ.
Ниже приведены наиболее важные функции устройства:
1.
Защита от короткого замыкания (КЗ), функционирует также при исчезновении
питающего напряжения устройства.
Защита от повторного включения в связи с ручным взводом после срабатывания.
Селективное отключение при КЗ.
2.
Защита от перегрузки, осуществляемая посредством определения перегрузки по
току. В специальном исполнении предусматривается отключение при плавно изменяющейся
частоте.
3.
Защита от обратной мощности.
4.
Отключение второстепенных потребителей при перегрузке.
5.
Синхронизация генератора с сетью.
6.
Автоматическая подгонка частоты подключаемого агрегата.
7.
Контроль повышенного и пониженного напряжения.
8.
Двухступенчатый контроль пониженной частоты.
9.
Контроль симметричности тока.
10.
Контроль цепей трансформаторов тока на обрыв.
11.
Собственный контроль напряжения питания.
12.
Возможность измерения мощности также при несинусоидальной форме напряжения
и тока, специально для тиристорной нагрузки. Выходной сигнал  10B постоянного тока для
прибора магнитоэлектрической системы.
13.
Непрерывное запоминание и индикация всех функций срабатывания.
14.
Обеспечение катушки минимального расцепителя генераторного выключателя
125
напряжением питания 220В постоянного тока с поддержанием этого питания при провалах
напряжения во время КЗ. Отключение автомата происходит непосредственно от минимального
расцепителя, цепь питания которого смонтирована в устройстве.
15.
Вывод сигналов на внешнюю сигнализацию и для обработки в системе АПС.
16.
Распределение активной нагрузки большого числа параллельно работающих
агрегатов с автоматическим регулированием частоты по астатической или статической
характеристике.
Конструктивно прибор представляет из себя 19-дюймовый блок со штыревыми разъемами
и монтажной печатной платой для соединения отдельных модулей.
Блок (корпус) СМА 50 стандартного исполнения.
Карта синхронизации СМА 32. Выравнивание фаз.
Карта синхронизации СМА 33. Выравнивание частот.
Карта измерения мощности СМА 34.
Карта защиты от КЗ СМА 35, для селективного отключения генератора в случае КЗ.
Карта предельных значений СМА 36, выдает сигнал при достижении предельной
величины:
предельная величина срабатывания при токовой перегрузке для отключения генераторного
выключателя;
предельная величина срабатывания при токовой перегрузке для отключения
второстепенных потребителей;
предельная величина срабатывания по обратной мощности для отключения генераторного
выключателя.
Карта предельных значений СМА 36-2 для плавно изменяющейся частоты
(валогенераторные установки).
Карта контроля СМА 37 со следующими функциями контроля и сигнализации:
1) контроль напряжения питания;
2) контроль цепей трансформаторов тока на обрыв;
3) контроль понижения напряжения;
4) контроль повышенного напряжения;
5) сигнализация КЗ с запоминанием сигнала;
6) сигнализация токовой перегрузки с запоминанием сигнала;
7) сигнализация обратной мощности с запоминанием сигнала;
8) сигнализация уровня снижения частоты A1 с запоминанием сигнала;
9) сигнализация уровня снижения частоты А2 с запоминанием сигнала;
10) контроль отключения второстепенных потребителей при токовой перегрузке с
запоминанием сигнала;
11) сигнализация превышения напряжения с запоминанием сигнала;
12) сигнализация пониженного напряжения без запоминания сигнала;
13) кнопка сброса памяти сигналов неисправности.
Модуль преобразования напряжения генераторов и сети СМА 39
Токовый модуль СМА 40, включает в себя преобразователи тока, выходные реле, а также
цепь питания катушки минимального расцепителя генераторного выключателя (15Вт, 220В
постоянного тока с накопителем энергии для кратковременного удержания);
Карта распределения активной нагрузки параллельно работающих дизель-генераторных
агрегатов СМА 51.
Карта регулирования частоты дизель-генераторных агрегатов СМА 52 (одна на все
генераторы).
2. Описание карты синхронизации СМА 32
Для подключения генератора на сеть обе системы должны быть синхронизированы. Для
синхронизации используются фазы L1и L2 со стороны генератора и сети.
Для проверки синфазности применяются два независимых метода измерения. Это
позволяет значительно увеличить защиту от ошибочной синхронизации.
126
Первый метод - это метод измерения биений. Определяется разность синусоидальных
напряжений сети и генератора.
Результирующее напряжение, при совпадении мгновенных значений в момент
синхронизма, равно нулю. Однако, при этом способе может возникнуть ошибка измерения, если
амплитуды напряжений сети генератора неодинаковы.
Второй метод - это метод регистрации перехода через нуль. В момент перехода через нуль
напряжения сети подготавливается быстродействующее аналоговое запоминающее устройство,
которое отслеживает и запоминает генераторное напряжение.
При подобном методе, разность амплитуд синронизируемых напряжений существенной
роли не играет. Сигнал, сформированный на базе обоих методов, в нужный момент подается на
пороговый выключатель.
Разрешение синхронизации зависит, кроме того, от разности частот генератора и сети
(частоты скольжения). Частота скольжения непрерывно измеряется и регулируется до
установленного значения. Это значение может быть изменено согласно протоколу настройки.
Увеличение установленного значения частоты скольжения позволяет ускорить синхронизацию. В
этом случае, генераторный выключатель с пружинным приводом соответственно должен быть
быстродействующим
Генераторные выключатели фирмы ABB отвечают этим условиям и поэтому наилучшим
образом годятся для быстрой синхронизации.
Величины напряжения сети и генератора контролируются двумя пороговыми элементами с
возможностью настройки. Достижение генераторным напряжением установленной величины
(приблизительно 80% номинального), по истечении выдержки времени (около 2 с), формирует еще
одно условие синхронизации.
Снижение сетевого напряжения относительно установленной величины (приблизительно
на 15 %) вызывает запрещение синхронизации.
Команда на включение генераторного выключателя формируется в виде импульса и длится
около двух секунд.
Угол опережения момента совпадения фаз синхронизируемых напряжений при включении
генератора выбирается по диаграмме, приведенной в протоколе настройки. Причем, угол
опережения выбирается таким образом, чтобы включение происходило несколько раньше момента
совпадения фаз.
При достижении синфазности генератора и сети загораются светодиоды G и L . G - для
контроля одновременности перехода синронизируемых напряжений через нуль, L — для контроля
совпадения фаз по напряжению биений.
Эта сигнализация свидетельствует о достижении момента, благоприятного для включения
генератора по фазе.
Если при вводе в эксплуатацию генератор включается впервые, требуется поступить
следующим образом:
I) отключить с шин все источники (генераторы или питание с берега)
2) включить генераторный выключатель проверяемого генератора через цепь БЛЭК-АУТ
(синхронизация при этом не работает/
3) на карте СМА 32 должны загореться светодиоды G и L .
Если горит один светодиод или вообще ни одного, проверить и привести в порядок
последовательность фаз контролируемых напряжений на устройстве СИНПОЛ.
До загорания светодиодов G и L проверить монтаж и правильность подключения кабелей
(при включенном генераторном выключателе).
4) проверить направление вращения поля на шинах.
Все вышеизложенные мероприятия должны непременно соблюдаться при вводе
генераторов в эксплуатацию.
Включение и тест-режим.
Светодиод М сигнализирует включение генераторного выключателя. Если же
микровыключатель В из среднего положения установлен в нижнее или верхнее положение теста,
127
процесс синхронизации протекает обычным образом, а светодиод М загорается при
формировании сигнала включения генераторного выключателя.
Выходное реле, однако, не срабатывает и генераторный выключатель не может быть
включен (тест-режим). Тест-режим позволяет провести функциональный контроль
синхронизации.
Рисунок 61.1 – Структурная схема карты синхронизации типа СМА-32
Элементы фронтальной планки:
В - выключатель установки тест-режима;
D - гнездо - О В;
Е - гнездо контроля перехода через нуль синхронизируемых напряжений;
F - потенциометр настройки предельных значений элемента контроля перехода через нуль;
G - светодиод контроля условия совпадения перехода через нуль синхронизируемых
напряжений;
Н - гнездо контроля биений;
К - потенциометр установки предельных значений по каналу частоты биений;
L - светодиод контроля совпадения фаз по каналу частоты биений;
М - светодиод индикации команды включения генераторного выключателя;
N - потенциометр установки предельных значений элемента контроля напряжения
генератора;
Р - светодиод индикации условия «напряжение генератора  80% номинальной величины»;
R - потенциометр настройки элемента контроля понижения напряжения сети;
128
S - светодиод индикации условия «напряжение сети 15% номинального значения»;
Т — светодиод контроля соответствия частоты скольжения заданной величине
Вопрос 62
Типова структурна схема автоматизованої СЕЕС та її функції.
Средства автоматизации обеспечивают выполнение наиболее характерных для любой
судовой электростанции операций.
- пуск и остановку генераторных агрегатов (по команде оператора или автоматически при
изменении нагрузки электростанции);
- синхронизацию генераторов и включение их на параллельную работу;
- пропорциональное распределение мощности между параллельно работающими
генераторами;
- стабилизацию напряжения и частоты вращения генераторных агрегатов;
- контроль параметров в процессе работы и защиты генераторов и первичных двигателей.
Рисунок 62.1. Типовая функциональная схема автоматизации СЭС
На рис. 62.1 представлена функциональная схема автоматизации судовой электростанции,
отражающая типовой состав оборудования автоматизированной СЭС переменного тока и
поясняющая взаимосвязь генераторных агрегатов и автоматических устройств. В данном случае в
состав судовой электростанции входят три дизель-генератора и один валогенератор. Всё
устанавливаемое оборудование автоматизации разбито по выполняемым функциям: контроля и
управления (CONTROL), защиты (PROTECTION), сигнализации и мониторинга (MONITORING).
Функции контроля и управления обеспечиваются устройствами, воздействующими на
органы управления первичным двигателем генераторного агрегата и систему самовозбуждения
генератора.
В данном случае каждый дизель-генераторный агрегат снабжён датчиком частоты
вращения (tacho) и устройством дистанционного автоматического управления первичным
двигателем (engine controller), обеспечивающим автоматизацию процессов его пуска и остановки.
Каждый генератор снабжён автоматическим регулятором напряжения (AVR).
Для обеспечения параллельной работы синхронных генераторов применяются устройства
автоматической синхронизации (synchronizing) и устройства автоматического распределения
активной (load sharing) и реактивной (Var load sharing) нагрузок.
Устройства автоматической синхронизации (synchronizing) обеспечивают автоматическое
выполнение условий синхронизации и подключение генераторов к шинам главного
129
распределительного щита посредством дистанционного воздействия на генераторные
автоматические выключатели.
Устройства автоматического распределения активной нагрузки (load sharing) воздействуют
на регулятор частоты вращения первичного двигателя (governor), изменяя подачу топлива, а
устройства автоматического распределения реактивной нагрузки (Var load sharing) воздействуют
на автоматический регулятор напряжения (AVR), изменяя ток возбуждения генераторов
посредством потенциометра с электроприводом (motor potentiometer).
Защиты генераторов (protection) обеспечивают отключение генераторов от шин в случае
короткого замыкания (shirt circuit), перегрузки генераторов по току (over current), обратной
мощности (reverse power) и потери возбуждения генератором (excitation loss). В случае
срабатывания любой из защит обеспечивается одновременное срабатывание аварийнопредупредительной сигнализации (alarm indication).
Помимо этого, устройства автоматизации СЭС обеспечивают дистанционный контроль
основных параметров вырабатываемой электроэнергии: напряжения (voltage monitoring), частоты
(frequency monitoring), потребляемой мощности электростанции (power monitoring), отклонений
частоты (frequency deviation), контроль сопротивления изоляции сети (insulation monitoring). Для
контроля и управления частотой сети используется устройство управления с электронным
таймером (master time controller). Контроль текущего значения частоты производится при помощи
эталонного кварцевого генератора. При необходимости корректировки частоты устройство
одновременно воздействует на все регуляторы частоты генераторных агрегатов (governor) через
устройства распределения активной нагрузки (load sharing).
Устройство автоматизации запуска и остановки резервных генераторов (load depending start
& stop) позволяет по установкам оператора автоматически включать резервные генераторные
агрегаты при существенном возрастании нагрузки или изменении параметров СЭС и отключать их
при снижении нагрузки. С целью минимизации времени обесточивания судна в аварийных
ситуациях применяется система контроля наличия напряжения на шинах ГРЩ (blackout
monitoring), которая обеспечивает подключение к шинам в течение нескольких секунд любого
резервного генератора, напряжение которого достигает в данный момент 90% номинального.
Устройство управления загрузкой судовой электростанции (power reference) используется
при параллельной работе с береговой сетью с целью управления мощностью, потребляемой
судовыми потребителями электроэнергии от береговой сети.
Вопрос 63
Класифікація електроустаткування за умовами безпеки; мережа з ізольованою
нейтраллю, її аналіз, мережа із заземленою нейтраллю, аналіз; освідотство
електроустановок.
Каждая СЭЭС характеризуется, структурой, схемой, состоянием, режимами работы,
параметрами и показателями.
Состояние СЭЭС может быть нормальное или аварийное.
Состояние СЭЭС считается нормальным, когда энергосистема обеспечивает производство
электроэнергии нормального качества от основных или резервных источников и распределение ее
по судовым потребителям при работе их в любом необходимом сочетании.
Состояние СЭЭС считается аварийным, когда энергосистема обеспечивает производство
электроэнергии требуемого качества от аварийных источников и распределение ее только по
некоторым судовым потребителям (ответственным или аварийного назначения); аварийным также
считается состояние, сопровождаемое недопустимым для нормальной работы отклонением
показателей качества электроэнергии, отключением части работающих источников или
потребителей.
Режим работы СЭЭС может быть установившимся или переходным. При установившемся
режиме СЭЭС работает при постоянных параметрах или медленных их изменениях в заданных
пределах. При переходном режиме происходит быстрое изменение параметров, когда система
переходит от одного установившегося режима к другому.
130
Электрические сети выполняют изолированными от корпуса судна. Исключение
составляют электрические сети маломерных судов (небольших буксиров, катеров, мотоботов и
др.), на которых допускается применение корпуса судна в качестве второго провода при
напряжениях до 30 В переменного и 55 В постоянного тока.
Передачу электроэнергии постоянного и 1-фазного переменного тока осуществляют 2проводными линиями электропередачи, а 3-фаз-ного тока - 3-проводными (редко 4-проводными)
линиями электропередачи. В последнем случае линия электропередачи состоит из 3-х фазных и 1го нулевого провода и применяется на плавсредствах (дебаркадерах, брандвахтах и др.),
получающих электроснабжение с берега.
Требования Регистра к системам распределения электроэнергии на судах
В судовых установках допускается применение следующих систем распределения
электрической энергии переменного тока:
1) напряжением до 1000 В (трехфазная, трехпроводная изолированная);
2) дополнительно для напряжений до 500 В включительно:
 трехфазная, четырехпроводная изолированная;
 однофазная, двухпроводная изолированная;
 однофазная, однопроводная с использованием корпуса судна в качестве
обратного провода только для напряжения до 30 В;
В судовых установках постоянного тока:
1) двухпроводная изолированная;
2) однопроводная (только для напряжения до 50 В) с использованием корпуса судна) в
качестве обратного провода:
 на судах валовой вместимостью мене 1600 рег.т,
 на судах валовой вместимостью 1600 peг.т и более для ограниченных и
местно заземленных систем (например, в стартерных системах двигателей внутреннего
сгорания);
Использование других систем является в каждом случае предметом специально
рассмотрения Регистром.
Классификационные общества некоторых зарубежных стран разрешают применение
однопроводной системы без существенных ограничений. На танкерах использовать
однопроводную систему запрещено
Режим работы нейтрали судовых электрических систем
Наибольшее распространение для распределения электроэнергии трехфазного тока на
судах получила схема с изолированной нейтралью.
Трехпроводные схемы с компенсированной нейтралью имеют повышенные свойства
безопасности. Один из возможных вариантов такой схемы представлен на рисунке 63.1 б. В этой
схеме компенсация осуществляется за счет дросселя. Согласно правилам ряда иностранных
классификационных обществ на судах разрешается применение трехпроводных систем с глухим
заземлением нейтрали (рисунок 63.1 в).
Четырехпроводные схемы с изолированной нейтралью (рисунок 1 г) не получили широкого
распространения, хотя и позволяют подключить к сети потребители разных напряжений. Это
можно объяснить следующим образом:
 возникают несимметричные нагрузки, хотя по требованию Регистра нагрузки
отдельных фаз не должны различаться более чем на 15%;
 необходимость использовать в таких схемах четырехжильного кабеля,
имеющего несимметричную нагрузку жил;
 нецелесообразность (по эксплуатационным соображениям) объединения в
единую электрическую сеть силовых потребителей с бытовыми и осветительными, к
изоляции которых в этом случае надо предъявлять такие же требования, как и к силовым
системам более высокого линейного напряжения.
131
Рисунок 63.1 – Режимы работы нейтрали судовых электрических систем
При любых видах схем распределения электроэнергии и способах их исполнения
потребители ответственного назначения получают питание следующим образом:
 по отдельным фидерам от ГРЩ (якорное устройство, пожарные и осушительные
насосы, гирокомпас, холодильные установки грузовых трюмов, щиты основного
освещения, аварийный распределительный щит в нормальных условиях);
 по двум фидерам от ГРЩ и АРЩ (компрессоры и насосы забортной воды
спринклерной системы, щит радиостанции, пульты систем автоматизации ответственных
устройств);
 по отдельно проложенным фидерам от ГРЩ (рулевое устройство, щит
навигационных устройств);
 по двум фидерам от ГРЩ и ближайшего группового щита (пульты систем
автоматизации главных механизмов);
 от фидера, питающего вспомогательный механизм (пульт сисытем
автоматизации этого механизма);
 по трем отдельным фидерам – от ГРЩ или АРЩ (питаемый через ГРЩ), от
ближайшего группового щита и от аккумуляторной батареи (аварийная электростанция и
другие особо ответственные потребители).
Вопрос 64
Алгоритм виведення СЕЕС з обезструмленного стану.
Обесточивание СЭЭС (судна) оценивается ее системой управления по исчезновению
напряжения на шинах ГРЩ и отключению всех генераторных автоматических выключателей.
При обесточивании судна система управления СЭЭС должна обеспечивать экстренный
пуск минимум двух РДГ или заданного их числа в СЭЭС с тремя и четырьмя ДГ.
Первый РДГ, достигший номинальной частоты вращения, получает команду включения на
шины ГРЩ. Если он по каким-либо причинам не включится на шины ГРЩ, он будет; блокирован
и следующий РДГ получит аналогичную команду. Пуск нескольких РДГ предусматривают для
предотвращения неудачного пуска одного из них в условиях обесточивания судна и надежного
обеспечения быстро возрастающей нагрузки после ликвидации обесточивания.
Сигнал на включение АВ РДГ формируется при выполнении следующих условий:
отсутствует блокирование РДГ (нет аварии и переключатель управления РДГ находится в
положении «Работа»); частота вращения РДГ превышает ее минимально допустимое значение; нет
команды на включение АВ других ГА. При этом возможно подключение на обесточенные шины
ГРЩ только одного РДГ, который первым вышел на заданную частоту вращения. Сигнал на
включение его АВ подается в течение определенного времени (0,5 с), по истечении которого
132
включение АВГ блокируется. Если напряжения на шинах ГРЩ нет, то представляется
возможность для подключения следующего из запустившихся РДГ.
Граф-схема алгоритма вывода СЭЭС (имеющей в своем составе три РДГ) из обесточенного
состояния представлена ниже.
133
Граф-схема алгоритма вывода СЭЭС из обесточенного состояния
Sн
Р1
Р2
Р3
Р4
А5
Р6
Р11
Р16
Р7
Р12
Р17
Р8
Р13
Р18
Р9
Р14
Р19
А10
А15
А20
А21
Sк
Р1 – отсутствует напряжение на шинах
ГРЩ;
Р2, Р3, Р4 – АВ 1-го, 2-го и 3-го РДГ
отключены;
А5 – формирование сигнала на
работу минимум двух РДГ;
Р6, Р11, Р16 – частота вращения 1-го,
2-го и 3-го РДГ превышает
минимально допустимое
значение;
Р7, Р12, Р17 – отсутствие
блокирования пуска 1-го,
2-го и 3-го РДГ;
Р8, Р9 – отсутствие команды на
включение АВ 2-го и 3-го
РДГ;
Р13, Р14 – отсутствие команды на
включение АВ 1-го и 3-го
РДГ;
Р18, Р19 – отсутствие команды на
включение АВ 1-го и 2-го
РДГ;
А10, А15, А20 – формирование
сигнала на включение АВ 1го, 2-го и 3-го РДГ;
А21 – формирование сигнала АПС
«Авария системы управления»
134
Перечень вопросов
1. Основні відомості про СЕЕС, класифікація і структурні схеми.
2. Основні параметри СЕЕС - вид струму, частота, напруга. Економічне обґрунтування вибору
параметрів.
3. Суднові генератори змінного та постійного струму та їх характеристики.
4. Технічна експлуатація джерел електроенергії. Поняття технічного використання, технічного
обслуговування та ремонту.
5. Автоматичні вимикачі. Призначення, основні елементи, основні характеристики.
6. Автоматичні вимикачі. Основні параметри. Сучасні автоматичні вимикачі серії "Маstеrрасt",
"Соmрасt", їх основні параметри та застосування.
7. Устрій і принцип дії автоматичних вимикачів серії АМ.
8. Устрій і принцип дії автоматичних вимикачів приймачів електроенергії.
9. Устрій і принцип дії запобіжників
10. Порядок вибору комутаційно-захисної апаратури.
11. Устрій і принцип дії індукційних реле оберненої потужності
12. Призначення, класифікація та конструкція розподільчих устроїв.
13. ГРЩ. Конструкція. Апаратура і прибори, встановлені на ГРЩ.
14. Причини відхилення напруги суднових синхронних генераторів. Вимоги Регістру та СОЛАС
по відновленню напруги.
15. Принципи будови системи автоматичного регулювання напруги. ТФК -устрій, принцип дії.
16. СЗАРН типу МСС. Основні елементи схеми. Початкове збудження.
17. СЗАРН типу МСС. Корекція напруги по струму, коефіцієнту потужності.
18. СЗАРН типу МСС. Робота дроселя відбору потужності в режимах самотній та паралельній
роботі генераторів.
19. СЗАРН типу ГМС. Основні елементи схеми, початкове збудження. Амплітудно-фазове
командування. Робота коректора напруги.
20. СЗАРН безщіткового генератора типу "Тhіrіраrt". Структура, забезпечення початкового
збудження.
21. СЗАРН безщіткового генератора типу " Тhіrіраrt ". Робота контуру регулювання по обуренню
та відхиленню.
22. Методи синхронізації синхронних генераторів.
23. Паралельна робота синхронних генераторів. Умови синхронізації та наслідки їх порушення.
24. Паралельна робота генераторів постійного струму. Умови вмикання та наслідки порушення
цих умов. Розподілення навантаження.
25. Розподіл реактивного навантаження при паралельній роботі синхронних генераторів. Статичні
і астатичні реактивні компенсатори.
26. Розподіл активного навантаження при паралельній роботі СГ. Автоматичний розподіл
навантаження.
27. Основні режими роботи СЕЕС.
28. Визначення потужності СЕЕС табличним методом. Вибір кількості та потужності генераторів.
29. Джерела світла на судах, устрій, принцип дії. Схеми підключення люмінесцентних ламп.
30. Схема комутатора сигнальне - відрізнювальних вогнів КСКП - Б2-3.
31. Суднові прожектори. Призначення, конструкція.
32. Основні електричні параметри, що характеризуються акумуляторні батареї.
33. Кислотні акумулятори. Устрій. Принцип дії. Основні характеристики. Призначення.
34. Лужні акумулятори. Устрій. Принцип дії. Основні характеристики. Призначення.
35. Вибір та розміщення акумуляторів. ТБ при обслуговуванні.
36. Експлуатація кислотних акумуляторів.
37. Експлуатація лужних акумуляторів.
38. Принципова схема устрою програмного управління пуском АДГ.
39. Принципова схема пуску АДГ і вмикання навантаження
135
40. Захист суднових синхронних генераторів.
41. Захист від обриву фази при живленні від берегової мережі.
42. Захист електродвигунів. Трансформаторів, вимірювальних та реєструючих приладів і
контрольних ламп. Вибірковість захисту. Логічна селективність.
43. Опір ізоляції кабелів і проводів. Норми опору ізоляції.
44. Методи контролю опору ізоляції. Мегомметри
45. Автоматизовані методи контролю опору ізоляції. Схема блоку контролю ізоляції БКІ-2.
46. Вибір площі поперечного перерізу жил кабелів.
47. Суднові кабелі і проводи. Методи прокладки кабелю. Перевірка кабелю на втрату напруги.
48. Принципи побудови автоматичних синхронізаторів.
49. Устрій синхронізації УСГ-35. Робота резервного каналу синхронізації.
50. Валогенераторні установки..
51. Устрій синхронізації УСГ-35. Робота блоку підгонки частоти.
52. Блок синхронізації БСГ в системі "Іжора-М".
53. Устрій розподілу активної потужності УРМ-35. Робота блоку УРМ-35ФУ.
54. Блок розподілу активних навантажень генераторів БРНГ.
55. Робота блоку контролю завантаження генераторів БКЗГ. Устрій включення резерву
56. Устрій включення резерву типу УВР.
57. Устрій струмового захисту УТЗ-1 А.
58. Структура мікропроцесорних систем управління
59. Схема контролю пуску потужних приймачів електроенергії в системі «Гієпас».
60. СУ СЕЕС типу "Гієпас". Об'єм автоматизації, основні елементи, структура.
61. Система управління і захисту генераторів типу "Сінпол". Об'єм автоматизації, основні
елементи.
62. Типова структурна схема автоматизованої СЕЕС та її функції.
63. Класифікація електроустаткування за умовами безпеки; мережа з ізольованою нейтраллю, її
аналіз, мережа із заземленою нейтраллю, аналіз; освідотство електроустановок.
64. Алгоритм виведення СЕЕС з обезструмленного стану.
136
Список литературы
1. Сергиенко Л.И., Миронов В.В. Электроэнергетические системы морских судов, - М.:
Транспорт, 1991.
2. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. Учебник
для вузов. – М.: Транспорт, 1988. – 328 с.
3. Баранов А.П. Автоматическое управление судовыми электроэнергетическими
установками. – М.: Транспорт, 1981. – 255 с.
4. Воскобович В.Ю. и др. Электроэнергетические установки и силовая электроника
транспортных средств. Санкт-Петербург, Элмор, 2001 – 284 с.
5. Лейкин В.С. Судовые электрические станции и сети, - М.: Транспорт, 1991.
6. Лемин Л.А. и др. Эксплуатация судовых систем электроснабжения. Санкт-Петербург,
2006. – 182 с.
7. Михайлов В.А. Автоматизированные электроэнергетические системы судов. Л.:
Судостроение, 1977. – 512 с.
8. Никифоровский Н.Н., Норневский Б.И. Судовые электрические станции.– М.:
Транспорт, 1974. – 432 с.
9. Пипченко
А.Н.,
Пономаренко
В.В.
Судовые
автоматизированные
электроэнергетические системы.: Учебное пособие. – Одесса, ЦПАП. 1996 г. – 140 с.
10. Сухарев Е.М. Судовые электрические станции и сети и их эксплуатация, Л.:
Судостроение, 1986.
137
138
139
Автор
lampard-pro
Документ
Категория
Техника
Просмотров
1 055
Размер файла
7 352 Кб
Теги
otvety_na_bilety_sees_2013
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа