CN111756047A - 一种船用优先脱扣系统 - Google Patents

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Abstract

一种船用优先脱扣系统，包括：控制器、第一发电机、第二发电机、第一发电机开关、第二发电机开关、第一级负载、第二级负载、第三级负载、第一负载开关、第二负载开关和第三负载开关；第一和第二发电机开关安装有功率变送器和线圈，第一级、第二级和第三级负载安装有线圈；第一级、第二级和第三级负载分别经由第一、第二和第三负载开关连接到母排上；第一发电机和第二发电机分别通过电缆连接到母排，为母排上连接的第一级负载、第二级负载和第三级负载供电；第一发电机开关、第二发电机开关的功率变送器分别检测第一发电机和第二发电机的发电机组有功功率，并将检测到的发电机组有功功率发送给控制器以便控制器判定机组的状态和负载的状态。

Description

一种船用优先脱扣系统
技术领域
本发明涉及船舶电气技术领域，尤其涉及一种船用优先脱扣系统。
背景技术
船舶航行时，船舶上配置的大功率发电机组，在较高运转速度之下，难免会有故障出现的时候。船舶电站的集成密集度高，属于较为典型的高集成产品。正因为如此，更加容不得一点小差错，任一环节的故障，都会直接引发发电机组关断，进而触发事故。一般船舶上配置3套主发电机组。当启动2套机组并联一起运行时，中间若有1套发生故障，优先脱扣就必须采取保护措施，必须先脱扣一些负荷，确保没有故障的发电机组可以正常运行。而很重要的一点是需要保证，这些被脱扣的部分，不可以包括那些重要系统、设备的用电负荷，否则将会导致整个电力系统的瘫痪。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种船用优先脱扣系统，能使得船舶电力系统在高运转速度之下能够正常可靠地运行。
根据本发明，提供了一种船用优先脱扣系统，包括：控制器、第一发电机、第二发电机、第一发电机开关、第二发电机开关、第一级负载、第二级负载、第三级负载、第一负载开关、第二负载开关和第三负载开关；其中第一发电机开关、第二发电机开关安装有功率变送器和线圈(例如功率变送器和线圈通过接线端子连接在发电机开关上)，第一级负载、第二级负载和第三级负载安装有线圈；第一级负载、第二级负载和第三级负载分别经由第一负载开关、第二负载开关和第三负载开关连接到母排上；第一发电机和第二发电机分别通过电缆连接到母排，为母排上连接的第一级负载、第二级负载和第三级负载供电；第一发电机开关、第二发电机开关的功率变送器分别检测第一发电机和第二发电机的发电机组有功功率，并将检测到的发电机组有功功率发送给控制器以便控制器判定机组的状态和负载的状态。
优选地，控制器在根据接收到的发电机组有功功率判断第一发电机和第二发电机中的一台发电机发生故障的情况下，判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载的总负荷。
控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载的总负荷的情况下，向第一级负载、第二级负载和第三级负载中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
随后，控制器判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的两个负载的总负荷。
控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的两个负载的总负荷的情况下，向连接的两个负载中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
最后，控制器判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的一个负载的总负荷。
控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的一个负载的总负荷的情况下，向连接的负载的负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
优选地，发电机过电流；并联运行时，任一台发电机主开关因为故障脱扣；并联运行时，任一台发电机的原动机应急停车；并联运行时，台发电机的负荷大于90％。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的船用优先脱扣系统的结构图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的船用优先脱扣系统的结构图。
如图1所示，根据本发明实施例的船用优先脱扣系统包括：控制器100、第一发电机G1、第二发电机G2、第一发电机开关11、第二发电机开关22、第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2、第三级负载LOAD3、第一负载开关10、第二负载开关20和第三负载开关30；其中第一发电机开关11、第二发电机开关22安装有功率变送器和线圈(例如功率变送器和线圈通过接线端子连接在发电机开关上)，第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3安装有线圈；第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3分别经由第一负载开关10、第二负载开关20和第三负载开关30连接到母排上。
第一发电机G1和第二发电机G2分别通过电缆连接到母排，为母排上连接的第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3供电。
第一发电机开关11、第二发电机开关22的功率变送器分别检测第一发电机G1和第二发电机G2的发电机组有功功率，并将检测到的发电机组有功功率发送给控制器100以便控制器100判定机组的状态和负载的状态。
控制器100在根据接收到的发电机组有功功率判断第一发电机G1和第二发电机G2中的一台发电机发生故障的情况下，判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台是否足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3的总负荷。
控制器100在判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台不足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3的总负荷的情况下，向第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
随后，控制器100判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台是否足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3中连接的两个负载的总负荷。
控制器100在判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台不足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3中连接的两个负载的总负荷的情况下，向连接的两个负载中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
最后，控制器100判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台是否足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3中连接的一个负载的总负荷。
控制器100在判断第一发电机G1和第二发电机G2中的另一台不足以承担第一级负载LOAD1、第二级负载LOAD2和第三级负载LOAD3中连接的一个负载的总负荷的情况下，向连接的负载的负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
具体地说，开关配置用于接通各个负载，功率变送器和线圈均安装在各个负载的开关上。线圈会监测到开关的开闭状态，功率变送器检测发电机组有功功率，监测到的结果传输到脱扣系统的控制器100(例如电脑)，控制器100(例如，所装载的软件)会进行计算，根据计算的结果来判定机组的状态和负载的状态。
当两台发电机组中的一台因为故障突然关断，为了避免所有的负荷突然加到一台发电机上，造成这台发电机也关断，优先脱扣系统要能够在一台发电机关断的瞬间发出指令。优先脱扣系统的指令信号主要来自下列故障：发电机过电流；并联运行时，任一台发电机主开关因为故障脱扣；并联运行时，任一台发电机的原动机应急停车并联运行时，任一台发电机的负荷大于90％。
在优先脱扣系统中，首先进行发电机在网判断，然后进行发电机组负荷超载判断，若负荷没有超载，电站没有动作。若负荷超载，进行卸载级别判断。卸荷级别分为一级卸荷、二级卸荷和三级卸荷三个级别。
当任意一台发电机功率超限，或者手动三级卸荷启动，就卸掉第三级负载；当两台机组中任一台停机，或者手动二级卸荷启动，就卸掉二级和三级负载；当两台机组中中任一台停机，或者手动以及负荷启动，就卸掉一级负荷。
1.在每一个负载的开关上安装功率变送器和线圈，通过对功率变送器的检测实现对发电机组有功功率的检测，同时再检测开关的辅助输出节点的工作状态，判定电站连接负载和机组运行的状态。
2.当两台发电机组中的一台因为故障突然关断，为了避免所有的负荷突然加到一台发电机上，造成这台发电机也关断，优先脱扣系统要能够在一台发电机关断的瞬间发出指令。优先脱扣系统的指令信号主要来自下列故障：发电机过电流；并联运行时，任一台发电机主开关因为故障脱扣；并联运行时，任一台发电机的原动机应急停车；并联运行时，任一台发电机的负荷大于90％。
3.在优先脱扣系统中，首先进行发电机在网判断，然后进行发电机组负荷超载判断，若负荷没有超载，电站没有动作。若负荷超载，进行卸载级别判断。卸荷级别分为一级卸荷、二级卸荷和三级卸荷三个级别。
当任意一台发电机功率超限，或者手动三级卸荷启动，就卸掉第三级负载；当三台机组中任一台停机，或者手动二级卸荷启动，就卸掉二级和三级负载；当两台机组中中任一台停机，或者手动以及负荷启动，就卸掉一级负荷。
更具体地说，正常情况下，第一发电机G1和第二发电机G2都连接在母排上，给母排连接的负载供电。假如，一台发电机故障，电路的负荷一下子都由一台发电机来承担了。脱扣系统首先通过安装在发电机开关的功率变送器和线圈来判断发电机的在网状态。失去一台发电机的瞬间，脱扣系统通过发电机开关上的功率变送器和线圈监测到发电机的状态，同时软件计算出剩余的一台发电机是否能承担当前电路中的负载。计算出结果，若剩余的一台发电机不能承受目前的负载，脱扣系统将通过软件给预先安装在负载开关上的线圈发出指令，线圈接受到命令之后，连接在开关上的线圈将即刻动作，将开关断开。假如断开一级负载，发电机的负荷还是很高，将继续断开第二级负载，依次类推，一直到断开第三级负载。将发电机的负荷降下来为止。
需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种船用优先脱扣系统，其特征在于包括：控制器、第一发电机、第二发电机、第一发电机开关、第二发电机开关、第一级负载、第二级负载、第三级负载、第一负载开关、第二负载开关和第三负载开关；其中第一发电机开关、第二发电机开关安装有功率变送器和线圈，第一级负载、第二级负载和第三级负载安装有线圈；第一级负载、第二级负载和第三级负载分别经由第一负载开关、第二负载开关和第三负载开关连接到母排上；第一发电机和第二发电机分别通过电缆连接到母排，为母排上连接的第一级负载、第二级负载和第三级负载供电；第一发电机开关、第二发电机开关的功率变送器分别检测第一发电机和第二发电机的发电机组有功功率，并将检测到的发电机组有功功率发送给控制器以便控制器判定机组的状态和负载的状态。
2.根据权利要求1所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，控制器在根据接收到的发电机组有功功率判断第一发电机和第二发电机中的一台发电机发生故障的情况下，判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载的总负荷。
3.根据权利要求2所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载的总负荷的情况下，向第一级负载、第二级负载和第三级负载中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
4.根据权利要求3所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，，控制器判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的两个负载的总负荷。
5.根据权利要求4所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的两个负载的总负荷的情况下，向连接的两个负载中的一个负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
6.根据权利要求5所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，控制器判断第一发电机和第二发电机中的另一台是否足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的一个负载的总负荷。
7.根据权利要求6所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，控制器在判断第一发电机和第二发电机中的另一台不足以承担第一级负载、第二级负载和第三级负载中连接的一个负载的总负荷的情况下，向连接的负载的负载开关的线圈发出指令，使得相应的负载开关断开连接。
8.根据权利要求1至7之一所述的船用优先脱扣系统，其特征在于，发电机发生的故障包括下述情况中的至少一个：发电机过电流；并联运行时，任一台发电机主开关因为故障脱扣；并联运行时，任一台发电机的原动机应急停车；并联运行时，台发电机的负荷大于90％。
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