Автоматическое регулирование мощности гэд и ограничение переменных.
Функциональная схема канала регулирования мощности ГЭД приведена на рис.9.1 и включает в себя пост управления ПУ, селектор Сел, функциональный преобразователь ФП, задатчик интенсивности ЗИ, блок произведения, фильтр Ф, регулятор мощности РМ, ограничение момента и блокировку.
Задание мощности ГЭД Pg осуществляется рукояткой ПУ. Угловое положение рукоятки преобразуется задатчиком мощности в электрический сигнал в форме 8-ми разрядного цифрового кода Грея, который поступает в регулятор через блоки цифрового входа и преобразуется в знакопостоянный десятичный код от 0 до 255. Сумматоры, добавляя постоянное число (-128), изменяют сигнал, пропорциональный положению рукоятки ПУ, в знакопеременный - -128...0...127. Для сохранения логики управления ГЭД в рулевой рубке и кормовой рулевой рубке так, чтобы при управлении из кормовой рубки перемещение рукояток ПУ от себя соответствовало вращению гребных винтов "назад", знак выходного сигнала сумматоров меняется на противоположный.
Скорость изменения заданной мощности ГЭД должна быть ограничена и зависит от динамических свойств главных турбин, а в режиме резервного хода - вспомогательных дизель-генераторов, от количества включенных генераторов и их технического состояния. Скорость изменения заданной мощности должна быть также разной при увеличении и при уменьшении мощности ГЭД. Поэтому в цепи регулирования установлены задатчики интенсивности ЗИ. В зависимости от режима работы ГЭУ (один или два ГТГ, резервный ход, реверс) допустимая скорость изменения мощности ГЭД устанавливается блоками селекторов. Значение выходного сигнала селектора определяет скорость изменения мощности на выходе задатчиков интенсивности. Так, например, если работают два ГТГ, то увеличение мощности ГЭД происходит со скоростью 1 МВт/с, а уменьшение - 4 МВт/с. Знак изменения мощности определяет блок дифференцирования.
Заданное значение мощности ГЭД далее ограничивается (рис.9.3):
с учетом технического состояния гребной установки переключателем электромеханика на пульте СД11;
системой управления главных турбин Сименс по количеству вырабатываемого пара расходуемого на ГЭУ в блоке 3524;
в зависимости от числа работающих ГЭД и ГТГ в блоке 3535;
с учетом мощности ГТГ в блоке 3537;
с учетом включенных трансформаторов собственных нужд и электродвигателей компрессоров пневмообмыва.
ЗАЩИТА ГЭУ
Для предотвращения повреждений и аномальных режимов работы, последствиями которых могут быть аварии, затрагивающие всю электроэнергетическую систему или ее отдельные части, в ГЭУ используются следующие устройства защиты:
автоматические воздушные выключатели типа DIARC главных генераторов, циклоконверторов и высоковольтных трансформаторов;
вакуумные контакторы типа URC электродвигателей ПОУ;
пироавтоматы (взрывные выключатели) циклоконверторов и ГЭД.
Для контроля параметров электроэнергии и исправности оборудования в электроэнергетической системе ледоколов широко используются многофункциональные статические защитные реле типа SPA. Реле, предназначенные для контроля и защиты по току, обозначаются SPAJ, по напряжению – SPAU, по частоте – SPAF, по обратной мощности – SPAP, дифференциальная защита генераторов – SPAD, по направлению – SPAS.
Автоматические выключатели типа DIARC имеют электромагнитный расцепитель мгновенного действия и независимый расцепитель, который отключает выключатель по сигналам от защитных реле типа SPA, вспомогательных автоматов, кнопок и других органов управления. Автоматы допускают 20000 коммутационных операций без замены частей и 50000 операций с заменой частей.
Пироавтомат типа P11R представляет собой устройство защиты (рис.12.1), в котором для разрыва защищаемой цепи используется пороховой заряд. Сигнал датчика тока, установленного в электрической цепи, сравнивается в пускателе с пороговым значением и, если ток нагрузки превышает ток трогания, то через импульсный трансформатор подается сигнал на подрыв пиропатрона в разъединителе. После разрыва защищаемой цепи в разъединителе электрическая дуга гасится в предохранителе. Время отключения очень мало: 4 – 10 мс, что составляет от ¼ до ½ периода сетевой частоты.
В генераторных панелях 14 и 19 распределительного щита PS1 установлены автоматические выключатели DIARC DRS 7,2 – 50/3150 для защиты и коммутации ГТГ1, 2 и реле SPA, которые подают сигналы на отключение автоматического выключателя при срабатывании следующих видов защиты:
защита от замыкания на землю – реле направления SPAS
время срабатывания tср = 1 с.
защита от перегрузки и короткого замыкания – реле SPAJ
tср = 45 мин при I = Iном = 2660 А
tср = 60 с при I = 1,47 Iном = 3900 А
tср = 0,6 с при I = 2,7 Iном = 7200 А,
кроме того, элемент несимметричности фаз реле служит защитой от обрыва фазы, контроллером чередования фаз и защитой от несимметричной нагрузки
защита от обратной мощности – реле SPAP, tср = 6 с, уставка – 4% Рном
защита от перенапряжения – реле SPAU, tср = 6 с, уставка – 1,2 Uном
дифференциальная защита – реле SPAD.
Если срабатывают дифференциальная защита или защита от замыкания на землю ГТГ, то вместе с отключением автоматического выключателя подается сигнал на срабатывание быстрозапорного клапана (БЗК) главной турбины. Кроме того, если автоматический выключатель ГТГ находится в «выкаченном» положении, то на БЗК также подается сигнал на отключение, что предотвращает пуск ГТГ. Это сделано в связи с тем, что по правилам работы с высоковольтным оборудованием при отключении автоматического выключателя ГТГ его обмотки статора закорачиваются и заземляются.