7.3.5. Цепи собственных нужд

Принципиальная электрическая схема автоматизации собственных нужд электроагрегата АС-804 (см. рис. 33) включает в себя блоки автоматического и ручного управления электрокомпрессором (БУК); вентилятором блока охлаждения (БУВ), если ЭА имеет радиаторное охлаждение; агрегатами подкачки масла и топлива (БПМТ).

Питание силовых цепей собственных нужд переменным током напряжением 380/220 В осуществляется от шин ЭА. При этом каждый блок имеет индивидуальную защиту от коротких замыканий и перегрузок с помощью автоматических выключателей QF1(01), QF3(07), QF4(013) и QF5(018).

Питание цепей управления производится постоянным током напряжением 27 В от выпрямительного устройства, состоящего из трех однофазных понижающих трансформаторов TV5, TV6 и TV7(022Б) напряжением 220/12,5 В, соединенных в звезду, и полупроводникового выпрямителя UZ12(022В), собранного по трехфазной мостовой схеме с выходным напряжением 27 В. Защита выпрямительного устройства осуществляется автоматическим выключателем QF6(022А). Рассмотрим работу схемы применительно к каждому из блоков.

Рис. 33. Принципиальная схема цепей собственных нужд АС-804 (лист 1)

Рис. 33. Принципиальная схема цепей собственных нужд АС-804 (лист 2)

Рис. 33. Принципиальная схема цепей собственных нужд АС-804 (лист 3)

Управление электродвигателями агрегатов подкачки масла и топлива (блок БПМТ) осуществляется в двух режимах. Выбор режима работы блока производится переключателями SA14(016 и 84) и SA15(021 и 90). При переводе переключателя SA14(016) в положение АВТОМАТИЧЕСКОЕ происходит автоматическое управление, и схема работает по сигналам датчиков уровня. Если уровень масла в циркуляционном масляном баке снизится до нижней отметки, то замыкает свой контакт реле уровня SLM1(026). При этом включается реле К38(026), которое самоблокируется контактом К38(027), а контактом К38(017) подает питание на катушку контактора КМ(016). Контактор включается, замыкает свои контакты КМ4(013…015) и включает электродвигатель агрегата подкачки масла М4(014). Одновременно контакт SLM1(026) реле уровня включает реле КТ9(027) времени заполнения масляного бака, имеющее выдержку времени 12 мин. При наполнении циркуляционного бака до верхней отметки размыкается контакт SLM2(026) реле верхнего уровня масла. Реле К38(026) теряет питание и контактом К38(027) отключает реле времени КТ9(027), а контактом К38(017) – контактор КМ4, который останавливает электродвигатель М4(014) насоса подкачки масла.

В случае неисправности в системе подкачки масла уровень масла не поднимается. Поэтому контакты SLM2(026) реле верхнего уровня не разомкнутся через 12 мин после подачи команды на подкачку и не разорвут цепь катушки реле времени КТ9(027). Замкнувшийся контакт КТ9 (цепь (84), см. рис.32) выдает сигнал в цепи сигнализации о неисправности системы смазки, включая реле К35(84) неисправности системы смазки. Реле самоблокируется контактом К35(85) и контактом К35 (026, см. рис. 33) разрывает цепь питания реле К38(026), которое контактом К38(017) отключает контактор КМ4(016), останавливает электродвигатель М4(014) насоса подкачки масла.

Ручное управление электродвигателем насоса подкачки масла является аварийным, поэтому при установке переключателя SА14(016 и 84) в положение РУЧНОЕ через диод VD13(82) в цепях сигнализации (см. рис. 32) включается реле аварии К28(72), что приводит к появлению светового и звукового сигналов аварии. Одновременно поступает сигнал из цепи 83 на ключ SА4(128) для определения аварийного режима 13 – отказ системы подкачки масла.

Аналогично работает система управления электродвигателем насоса в системе подкачки топлива. При снижении уровня топлива в топливном баке до нижней отметки замыкает свои контакты SLТ2(028) реле нижнего уровня топлива. При этом включается реле К39(028) управления подкачкой топлива, которое самоблокируется контактом К39(029), а контактом К39(022) подает питание на контактор КМ5(021), включающий электродвигатель агрегата подкачки топлива М5(019). При наполнении топливного бака до верхней отметки размыкается контакт SLТ3(028) реле верхнего уровня топлива, которое разрывает цепь питания реле К39(028). Электродвигатель М5(019) агрегата подкачки топлива отключается.

В случае неисправности системы пополнения топливного бака уровень топлива продолжает снижаться. Поэтому замыкаются контакты SLТ1(50) реле аварийного нижнего уровня в цепях защиты и сигнализации (см. рис. 32) и включается реле К13(50), которое включает реле защиты К26(63) и К27(64) и разрывает цепь питания реле К39(028). Реле К13 самоблокируется контактом К13(51) и подает сигнал на ключ SА4(124) для идентификации аварийного режима 5 – отсутствует топливо. Реле защиты К26 контактом К26(72) включает реле К28(72), которое обеспечивает световую и звуковую сигнализацию о неисправности в системе автоматизации, а реле К27 контактом К27(36) останавливает дизель-генератор рабочим стоп-устройством УА2(35).

При ручном управлении подкачкой топлива через контакты SA15(90) поступает сигнал на ключ SA4(129) для идентификации аварийного режима 15 –отказ системы подкачки топлива.

Выбор режима работы блока управления электрокомпрессором (БУК) осуществляется переключателем SA11(06 и 80). В автоматическом режиме при снижении давления воздуха в пусковых баллонах до 110 кгс/см² замыкается контакт SPB1(031) первой уставки электроконтактного манометра, и подается питание на реле пуска компрессора К37(030). Реле К37 включается и самоблокируется контактом К37(030). Контактом К37(07) включается контактор КМ1(06). Он включает электродвигатель М1(02) компрессора, а блок-контактами КМ1(032) – счетчики моточасов Ph3(031) и числа пусков Ph4(032). Одновременно поступает питание на катушку реле КТ10(033) времени продувки и электромагнит пневмоклапана УА4(034), управляющий клапанами продувки  и  ступеней компрессора. Размыкающий контакт КМ1(031) выводит из схемы контакт SPB1(031) первой уставки электроконтактного манометра. Компрессор запускается. С выдержкой времени 30 с замыкается контакт КТ10(036), который включает реле-повторитель К46(036). Его контакты К46(038) подают питание на реле К41(038) работы компрессора после пусковой продувки, а контакты К46(031) готовят цепь отключения реле К37(030).

Реле К41включается, самоблокируется контактом К41(037) и контактом К41(033) снимает питание с электромагнита УА4(034) пневмоклапана и реле времени КТ10(033). Реле К46(036) отключается. Контактом К41(041) подготавливается цепь реле К42(041) защиты по понижению давления масла в компрессоре. Продувка прекращается, и начинается подкачка воздуха в пусковой баллон.

При достижении давления воздуха в баллоне 150 кгс/см² замыкается контакт SPB2(039) второй уставки электроконтактного манометра, и включается реле остановки компрессора К40(039). Реле К40 самоблокируется контактом К40(040), а контактом К40(034) вновь включает электромагнит УА4(034) пневмоклапана и реле времени КТ10(033). Одновременно разомкнувшимся контактом К40(030) готовится отключение реле К37(030).

Электромагнит УА4(034) пневмоклапана открывает доступ воздуху к продувочным клапанам  и  ступеней. Происходит продувка. Через 30 с замыкается контакт КТ10(036), и включается реле К46(036), которое контактом К46(031) отключает реле К37(030) пуска компрессора. Его контакт К37(07) отключает цепь управления контактором КМ1(06). Компрессор останавливается. Контактом КМ1(032) отключаются цепи управления компрессором.

Схема блока обеспечивает защиту компрессора в следующих случаях:

при понижении давления масла в системе смазки до 0,5 кгс/см² (по контакту датчика давления SPМ3(041) масла);

при повышении давления воздуха в системе до 170 кгс/см² (по контакту SPВ2-1(043) первой уставки второго электроконтактного манометра);

при повышении температуры воздуха после холодильника  ступени до 70 С (по контакту SК1(045) датчика температуры воздуха);

при понижении давления воздуха в системе до 60 кгс/см² (по контакту SPВ2-2(047) второй уставки второго электроконтактного манометра).

При возникновении этих аварийных ситуаций (кроме последней) включаются, соответственно, реле-повторители К42(041), К43(043) или К44(045), которые самоблокируются и подают питание на выходное реле защит К34(051). При срабатывании защиты по понижению давления воздуха в баллонах до 60 кгс/см² питание на катушку реле К34(051) подается непосредственно через контакт SPВ2-2(047) второго электромагнитного манометра. Реле К34(051) включается, отключая контактом К34(030) реле К37 и электродвигатель М1(02) компрессора. Контактом К34(035) включает пневмоклапан УА4(034) продувки компрессора.

Контакт К34(78) в цепях защиты и сигнализации ЭА (см. рис. 32) подает сигнал на ключ SA4(127) для выявления аварийного режима 11 – отказ компрессора.

Защита по понижению давления масла действует на остановку компрессора без его предварительной продувки.

Ручное управление компрессором применяется при наладке и техническом обслуживании или при отсутствии давления в пусковых баллонах воздуха. Переключатель SA11(06) в этом случае переводится в положение РУЧНОЕ. Питание цепей автоматического управления и защиты предварительно отключается автоматическим выключателем QF6(022F). Включение компрессора в ручном режиме управления выполняется нажатием на кнопку SВ10(06) ПУСК.

Неисправности, возникшие в компрессоре, могут быть установлены с помощью ключа SA9(048) расшифровки аварии, который установлен на панели управления компрессором в СУАС. При возникновении указанных выше аварийных ситуаций через соответствующие контакты SPМ3(041), SPВ2-1(043), SК1(045) или SPВ2-2(047) поступают сигналы на соответствующие зажимы ключа SA9(048). По положению ключа, при котором загорается лампа HL6(048), с помощью таблицы неисправностей устанавливается причина аварии. Проверка исправности сигнальной лампы HL6(048) осуществляется переводом ключа SA9(048) в положение 2.

В электроагрегатах с радиаторным охлаждением выбор режима работы блока управления электродвигателем вентилятора (БУВ) системы охлаждения осуществляется переключателем SA13(011 и 88).

В автоматическом режиме при повышении температуры воды в радиаторе свыше 80С замыкаются контакты SКВ2(024) реле температуры, которые собирают цепь питания катушки К6(024) реле управления вентилятором блока охлаждения дизеля. Контакты SКВ3(024) реле минимальной температуры в этом случае замкнуты. Реле К6(024) включается, становится на самоблокировку через контакт К6(025) и контактом К6(012) включает контактор КМ3(011). Вентилятор включается и продолжает работать, пока температура воздуха в радиаторе не снизится до 40С. При этом размыкается контакт SКВ3(024), и разбирается цепь питания реле К6(024). Контактор КМ3(011) отключается, и вентилятор останавливается. При остановке ЭА контактом KSPM(025) размыкается цепь питания реле К6, и вентилятор останавливается независимо от температуры воды в радиаторе.

Режим ручного управления вентилятором используется при необходимости как вынужденная мера при появлении неисправностей в блоке охлаждения дизеля. Поэтому одновременно с переводом переключателя SA13(88) в положение РУЧНОЕ в цепях сигнализации (см. рис. 32) подается сигнал на ключ SA4(117) расшифровки аварий для идентификации аварийного режима 14 – отказ блока охлаждения. Кроме того, получает питание и включается выходное реле аварии К28(72). Замкнувшийся контакт К28(103) включает лампу HL1(103) АВАРИЯ, а контакт К28(105) замыкает цепь ревуна НА(105), который при замкнутых контактах выключателя SA5 подает звуковой сигнал аварии.

В нормальном режиме работы электроагрегата автоматические выключатели QF1(01), QF3(08), QF4(013) и QF5(018) в силовой части схемы собственных нужд должны быть включены. При их отключении замыкаются блок-контакты QF1(80), QF3(87), QF4(82) и QF5(89) в цепях сигнализации и зашиты (см. рис. 32), что приводит к включению светового и звукового сигналов аварии.

Контроль питания цепей управления собственных нужд осуществляется реле KV2(023). При пропадании напряжения реле KV2(023) отключается. В цепях сигнализации (см. рис. 32) замыкается контакт KV2(95). При этом через точку С(93) поступает сигнал в цепь 86, и включается реле К28(72), обеспечивающее подачу светового и звукового сигналов аварии. Одновременно через контакт KV2(95) подается сигнал на ключ SA4(120) для определения аварийного режима 20 – отсутствует питание собственных нужд.

Заключение

Схемы управления существующих ПИЭЭ в основном обеспечивают оптимальный режим эксплуатации и защиту от наиболее часто возникающих аварийных ситуаций. Однако перечень автоматически выполняемых операций даже у источников, автоматизированных по третьей степени, не всегда является достаточным, что часто создает предпосылки для вывода источника из строя по техническим причинам, в том числе обусловленным неправильными действиями обслуживающего персонала. В большинстве случаев ощущается дефицит контрольных функций.

Дальнейшее увеличение числа функций управления и контроля ПИЭЭ на основе релейно-контактной элементной базы мало перспективно. Поскольку даже современные схемы управления ПИЭЭ критичны, с точки зрения надежности, и привносят основную долю отказов.

Поэтому ощутимый прорыв в области углубления автоматизации ПИЭЭ следует ожидать лишь в направлении использования микроэлектронной элементной базы. Расширение объема функций управления и контроля элементов ПИЭЭ позволяет существенно упростить их эксплуатацию и восстановление, а также снизить требования к обслуживающему персоналу.

САУ существующих ПИЭЭ практически лишены функций диагностики.

Весьма перспективным является использование встроенной реконструктивной диагностики. Под реконструктивной диагностикой понимается функция САУ по выявлению сбоев в информационных каналах и математическая или техническая их коррекция. Она может быть реализована на двух принципах: последовательности или хроноконтроля (временного контроля).

Принцип последовательности разработан для анализа достоверности аргументов функций управления путем контроля последовательности значений аргументов одной физической величины. В основу принципа положено утверждение о том, что при монотонном изменении физической величины появлению сигнала верхней уставки должно предшествовать появление сигнала нижней уставки.

Принцип хроноконтроля разработан для датчиков автоматики с цифровым выходом. Хроноконтроль – функция САУ по выявлению сбоя в измерительном канале путем сравнения приращения результатов измерения физической величины за фиксированный промежуток времени с нормативным приращением.

Оглавление

.

Введение……………………………………………………………….	3
1. Общие сведения об автоматизации передвижных электростанций…...	3
1.1. Передвижные электростанции как объект автоматизации……….	3
1.2. Объем и степени автоматизации ПЭС...…………………………..	6
1.3. Основные технические требования к системам автоматического управления и автоматизированным ПЭС……………………..….……	8
2. Автоматизация основных технологических операций передвижных ЭА и ПЭС ……………………………………………………………………	11
2.1. Алгоритмы пуска и приема нагрузки…………………………….	11
2.2. Алгоритм остановки……………………………………………….	16
2.3. Алгоритм резервирования внешнего источника………………...	19
3. Аппаратура автоматического управления ЭА и ПЭС…………………..	21
3.1. Общие сведения и технические требования……………...……...	21
3.2. Приемные реле и датчики…………………………………………	21
3.3. Механические приемные реле……………………………….……	23
3.4. Реле комбинированные электронные…………………………….	26
3.5. Исполнительные устройства и механизмы………………...…….	30
4. Устройство и работа комплекта реле РК………………………………..	34
4.1. Реле температуры………………………………………………….	34
4.2. Реле давления……………………………………………………...	37
4.3. Реле уровня воды…………………………………………………..	40
4.4. Реле уровня масла и топлива……………………………………...	44
4.5. Реле частоты вращения……………………………………………	46
5. Функциональные устройства автоматики……………………………….	48
5.1. Общие положения………………………………………….………	48
5.2. Реле времени………………………………………………….……	50
5.3. Реле контроля напряжения……………………………………….	53
5.4. Цифровое реле контроля напряжения……………………....……	54
5.5. Реле контроля оперативного напряжения………………………..	57
5.6. Устройство мигающей сигнализации…………………………….	59
6. Типовые схемы управления передвижных источников электроэнергии первой степени автоматизации………………………………………..	60
6.1. Принципиальная электрическая схема управления электроагрегата АД30-Т400-1Р………………………………………………………...	60
6.2. Принципиальная электрическая схема управления электроагрегата АД60-Т400-1РП………………………………………………………	70
6.3. Принципиальная электрическая схема управления электростанции ЭСДА-100-Т/400-IРК………………………………………………	76
6.3.1. Цепи питания схемы и ручного управления…………………...	76
6.3.2. Цепи автоматического управления пуском и приема нагрузки	81

6.3.3. Цепи контроля аварийных параметров, защиты и сигнализации ……………………………………………………………………………	84
6.3.4. Цепи остановки…………………………………………………..	85
7. Типовые схемы управления передвижных источников электроэнергии третьей степени автоматизации…………………………...	87
7.1. Принципиальная электрическая схема управления электростанции ЭД 2х16-Т400-3РК…………………………………………………	87
7.1.1. Общие положения……………………………………………….	87
7.1.2. Цепи пуска……………………………………………………….	87
7.1.3. Цепи приема нагрузки…………………………………………..	99
7.1.4. Цепи контроля аварийных параметров, защиты и сигнализации ……………………………………………………………………………	101
7.1.5. Цепи остановки…………………………………………………..	103
7.1.6. Цепи собственных нужд…............................................................	106
7.1.7. Цепи дистанционного управления……………………………..	107
7.2. Принципиальная электрическая схема управления электроагрегата АСДА-200-Т/400-3Р…………………………………………………	108
7.2.1. Общие положения……………………………………………….	108
7.2.2. Цепи пуска……………………………………………………….	119
7.2.3. Цепи приема нагрузки…………………………………………..	124
7.2.4. Цепи аварийной защиты и сигнализации………………………	125
7.2.5. Цепи остановки ………………………………………………….	135
7.2.6. Цепи дистанционного управления……………………………..	137
7.3. Принципиальная электрическая схема управления электроагрегатов типа АС-800………………………………………………………...	138
7.3.1. Общие положения……………………………………………….	138
7.3.2. Цепи пуска………………………………………………………..	139
7.3.3. Цепи контроля аварийных параметров, защиты и сигнализации…………………………………………………………………	150
7.3.4. Цепи остановки…………………………………………………..	154
7.3.5. Цепи собственных нужд…………………………………………	157
Заключение…………………………………………………………………...	165

Редакционно-издательский отдел

Подписано в печать 16.12.03. Формат 60х84/16

Усл. печ. л. 9,7. Уч.-изд. л. 7,6.

Зак. 763. Бесплатно

Типография НФВИУ

РЕЦЕНЗИЯ

на учебное пособие «Основы автоматизации военных

передвижных источников электрической энергии»,

автор: начальник кафедры электрификации и автоматизации,

доктор технических наук, профессор полковник, В. Г. СУГАКОВ

Учебное пособие предназначено для курсантов специальности «В», изучающих дисциплины «Передвижные источники электрической энергии» и «Устройство и эксплуатация передвижных электростанций». Пособие подготовлено в полном соответствии с учебными программами этих дисциплин и содержит материал для изучения раздела «Автоматическое управление ПЭС». В работе рассмотрены алгоритмы управления, средства автоматизации и типовые схемы передвижных источников электрической энергии мощностью от 30 до 630 кВт автоматизированных по первой и третий степеням, которые нашли наиболее широкое применение в войсках.

Материал хорошо систематизирован, изложен доступным техническим языком с использованием стандартных и устоявшихся терминов.

Учебное пособие может быть использовано в ходе курсового и дипломного проектирования курсантами специальности «В» и для углубленного изучения передвижных источников курсантами других специальностей.

Работа рассмотрена на заседании кафедры № 24, одобрена и рекомендована к изданию и использованию в образовательном процессе.

Вывод: Работа по своему содержанию отвечает требованиям учебной программы и рекомендуется к изданию в качестве учебного пособия и внедрению в образовательный процесс.

Начальник научно-исследовательского отдела

кандидат технических наук доцент

полковник И. Ковалев

ВЫПИСКА

из протокола № 4 от 21 ноября 2003 года

заседания кафедры «Электрификации и автоматизации»

По третьему вопросу

СЛУШАЛИ: полковника Сугакова В. Г. о содержании подготовленной к изданию работы: «Основы автоматизации военных передвижных источников

электрической энергии».

ПОСТАНОВИЛИ: Рекомендовать к изданию и использованию в

образовательном процессе в качестве учебного пособия.

Председатель ПМК № 1 кафедры № 24

кандидат технических наук доцент

А. Борзунов

182