RU2295189C1 - Mobile power plant - Google Patents
Mobile power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295189C1 RU2295189C1 RU2005132860/09A RU2005132860A RU2295189C1 RU 2295189 C1 RU2295189 C1 RU 2295189C1 RU 2005132860/09 A RU2005132860/09 A RU 2005132860/09A RU 2005132860 A RU2005132860 A RU 2005132860A RU 2295189 C1 RU2295189 C1 RU 2295189C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- power
- input
- control
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к автономным источникам питания различной аппаратуры, приборов и комплексов связи, требующих для своей работы электрической энергии. Оно может быть использовано в автоматике, системах связи и других отраслях народного хозяйства для электроснабжения переменным трехфазным напряжением 400 В, частотой 50 Гц полевых объектов при отсутствии или выходе из строя проводной электросети.The invention relates to autonomous power supplies of various equipment, devices and communication systems that require electric energy for their operation. It can be used in automation, communication systems and other sectors of the national economy for power supply with an alternating three-phase voltage of 400 V, a frequency of 50 Hz of field objects in the absence or failure of a wired power network.
Известны передвижные электростанции, имеющие в своем составе один или два электроагрегата с генераторным оборудованием, обеспечивающим получение напряжения трехфазного переменного тока различной мощности, смонтированные в кузове-фургоне, установленном на шасси типового автомобиля или на шасси двухосного прицепа [1, 2].Known mobile power plants, incorporating one or two power units with generator equipment, providing three-phase alternating current voltage of different power, mounted in a box body mounted on the chassis of a typical car or on the chassis of a biaxial trailer [1, 2].
Недостатком таких электростанций является недостаточная надежность работы, в их работе появляются перебои в электроснабжении потребителей при изменениях нагрузки и не исключены случаи возникновения аварийных ситуаций.The disadvantage of such power plants is the insufficient reliability of their work, interruptions in the power supply of consumers during changes in load appear in their work and cases of emergency situations are not excluded.
Из известных электростанций наиболее близкой по технической сущности является электростанция типа «Толуол-30», описанная в [3].Of the known power plants, the closest in technical essence is the Toluol-30 type power plant described in [3].
Эта электростанция содержит два электоагрегата, каждый из которых состоит из силовой установки, включающей в себя двигатель, функциональные технологические системы и блок коррекции частоты, блок датчиков и блок исполнительных устройств, генераторного комплекса в составе генератора переменного тока, блока коррекции напряжения и регулятора напряжения, щита управления агрегатом.This power plant contains two power units, each of which consists of a power plant, which includes an engine, functional technological systems and a frequency correction unit, a sensor unit and an actuator unit, a generator complex comprising an alternating current generator, a voltage correction unit and a voltage regulator, a shield control unit.
Такая электростанция является автономным источником электроснабжения потребителей, расположенных вдали от основных электросетей, и обеспечивает питание потребителей по двум сетям.Such a power plant is an autonomous source of power supply to consumers located far from the main power grids and provides power to consumers through two networks.
Основным недостатком данной электростанции является низкая надежность работы и возможные перебои в работе за счет появления непредвиденных аварийных ситуаций в процессе постоянного ее функционирования.The main disadvantage of this power plant is its low reliability and possible interruptions due to the emergence of unforeseen emergency situations in the process of its constant operation.
Целью изобретения является повышение надежности обеспечения питанием потребителей за счет увеличения ресурса безотказности работы электростанции в условиях резких изменений нагрузки и предупреждение возникновения различных аварийных ситуаций при работе электростанции.The aim of the invention is to increase the reliability of providing power to consumers by increasing the uptime resource of the power plant under conditions of sudden changes in load and preventing the occurrence of various emergency situations during operation of the power plant.
Поставленная цель достигается тем, что в передвижную электростанцию, содержащую два электоагрегата, каждый из которых состоит из силовой установки, включающей в себя двигатель, функциональные технологические системы и блок коррекции частоты, блок датчиков и блок исполнительных устройств, генераторного комплекса в составе генератора переменного тока, блока коррекции напряжения и регулятора напряжения, щита управления агрегатом, первые и вторые цепи управления которого соединены соответственно с управляющими цепями двигателя и генератора переменного тока, устройство коммутации в составе первого, второго и третьего коммутаторов, блок шин в составе первой и второй силовой шины, блок контроля сети и блок ввода цепей, к которому подключены первая и вторая линии питания потребителей электроэнергии и линия питания от внешнего источника электроэнергии, при этом первые и вторые выходы функциональных технологических систем каждого электроагрегата подключены соответственно ко входам двигателя силовой установки и блока датчиков, а управляющие входы функциональных технологических систем подключены к управляющим выходам блока исполнительных устройств, выход силовой цепи генератора переменного тока первого электроагрегата подключен ко входу регулятора напряжения, выход которого соединен со входом первого коммутатора устройства коммутации, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому входу первой силовой шины и к первому входу второй силовой шины, выход первой силовой шины соединен с первым входом блока ввода цепей, второй вход которого соединен с выходом второй силовой шины, выход блока ввода цепей подключен параллельно ко входу третьего коммутатора устройства коммутации и ко входу блока контроля сети, управляющий выход которого соединен с управляющим входом третьего коммутатора устройства коммутации, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно первой и второй силовых шин блока шин, информационный выход регулятора напряжения генераторного комплекса первого электроагрегата соединен с входом блока коррекции частоты, управляющий выход которого соединен с входом блока исполнительных устройств первого электроагрегата, а выход силовой цепи генератора переменного тока второго электроагрегата подключен ко входу регулятора напряжения, выход которого соединен с входом второго коммутатора устройства коммутации, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу второй силовой шины и ко второму входу первой силовой шины, информационный выход регулятора напряжения генераторного комплекса второго электроагрегата соединен с входом блока коррекции частоты, управляющий выход которого соединен с входом блока исполнительных устройств второго электроагрегата, введены система автоматизированного противоаварийного управления, включающая в себя блок сбора и обработки информации, блок управления станцией, вычислительный комплекс и блок передачи данных, к которому подключены линии связи от вышестоящей системы управления, а в состав силовой установки каждого электроагрегата введен блок контроля параметров, при этом информационные выходы блока датчиков силовой установки первого электроагрегата соединены с первыми входами блока сбора и обработки информации, ко вторым входам которого подключены выходы блока датчиков силовой установки второго электроагрегата, входы-выходы блока сбора и обработки информации подключены к первым входам-выходам блока управления станцией, вторые и третьи входы-выходы которого подключены соответственно к входам-выходам блоков контроля параметров силовых установок электроагрегатов, входы которых соединены с третьими выходами функциональных технологических систем соответственно первого и второго электроагрегатов, входы-выходы вычислительного комплекса соединены с четвертыми входами-выходами блока управления станцией, пятые входы-выходы которого соединены с входами-выходами блока передачи данных, первые, вторые и третьи управляющие выходы блока управления станцией подключены соответственно к дополнительным входам блока исполнительных устройств, блока коррекции напряжения первого электроагрегата и первого коммутатора устройства коммутации, а четвертые, пятые, шестые и седьмые управляющие выходы блока управления станцией подключены соответственно к дополнительным входам блока исполнительных устройств, блока коррекции напряжения второго электроагрегата, второго и третьего коммутаторов устройства коммутации, дополнительный выход регулятора напряжения первого генераторного комплекса соединен с третьим входом блока сбора и обработки информации, четвертый вход которого подключен к дополнительному выходу регулятора напряжения второго генераторного комплекса.This goal is achieved by the fact that in a mobile power plant containing two power units, each of which consists of a power plant, which includes an engine, functional technological systems and a frequency correction unit, a sensor unit and an actuator unit, a generator complex as part of an alternating current generator, voltage correction unit and voltage regulator, unit control panel, the first and second control circuits of which are connected respectively to the control circuits of the engine and the generator AC torus, a switching device as part of the first, second and third switches, a bus unit as part of the first and second power bus, a network control unit and a circuit input unit, to which the first and second power supply lines of electric consumers are connected and the power line from an external power source while the first and second outputs of the functional technological systems of each electric unit are connected respectively to the inputs of the engine of the power plant and the sensor unit, and the control inputs of the functional technolog systems are connected to the control outputs of the actuator unit, the output of the power circuit of the alternator current generator of the first electric unit is connected to the input of the voltage regulator, the output of which is connected to the input of the first switch of the switching device, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the first power bus and the first the input of the second power bus, the output of the first power bus is connected to the first input of the circuit input unit, the second input of which is connected to the output of the second power bus, the output the input unit of the circuits is connected in parallel to the input of the third switch of the switching device and to the input of the network control unit, the control output of which is connected to the control input of the third switch of the switching device, the first and second outputs of which are connected to the third inputs of the first and second power buses of the bus unit, information output the voltage regulator of the generator complex of the first electric unit is connected to the input of the frequency correction unit, the control output of which is connected to the input of the executor devices of the first electric unit, and the output of the power circuit of the alternator’s alternator of the second electric unit is connected to the input of the voltage regulator, the output of which is connected to the input of the second switch of the switching device, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the second power bus and to the second input of the first power bus , the information output of the voltage regulator of the generator complex of the second power unit is connected to the input of the frequency correction unit, the control output of which is connected with the input of the actuator unit of the second power unit, an automated emergency control system was introduced, which includes an information collection and processing unit, a station control unit, a computer complex and a data transmission unit, to which communication lines from a higher-level control system are connected, and each power plant a unit for controlling the parameters has been introduced, while the information outputs of the sensor unit of the power plant of the first unit are connected to the first inputs of the unit information collection and processing, to the second inputs of which the outputs of the sensor unit of the power plant of the second power unit are connected, the inputs and outputs of the information collection and processing unit are connected to the first inputs and outputs of the station control unit, the second and third inputs and outputs of which are connected respectively to the inputs and outputs of the blocks control parameters of power plants of electrical units, the inputs of which are connected to the third outputs of the functional technological systems of the first and second electrical units, respectively, the inputs and outputs you The simulator complex is connected to the fourth inputs and outputs of the station control unit, the fifth inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the data transmission unit, the first, second and third control outputs of the station control unit are connected respectively to the additional inputs of the actuator unit, the voltage correction unit of the first electrical unit and the first switch of the switching device, and the fourth, fifth, sixth and seventh control outputs of the station control unit are connected respectively to additional To the input inputs of the actuator unit, the voltage correction unit of the second power unit, the second and third switches of the switching device, the additional output of the voltage regulator of the first generator complex is connected to the third input of the information collection and processing unit, the fourth input of which is connected to the additional output of the voltage regulator of the second generator complex.
Поставленная цель достигается тем, что функциональные технологические системы каждого электроагрегата станции включают в себя, по меньшей мере, шесть функциональных технологических систем, в том числе систему охлаждения двигателя, систему смазки, систему питания топливом, систему питания воздухом, систему предпускового подогрева и систему запуска, при этом первые выходы каждой из указанных функциональных технологических систем подключены к соответствующим входам двигателя, вторые выходы каждой из указанных функциональных систем подключены соответственно ко входам соответствующих датчиков блока датчиков, третьи выходы каждой из указанных функциональных технологических систем подключены к соответствующим входам блока контроля параметров, входы каждой из указанных функциональных систем соответственно подключены к соответствующим выходам блока исполнительных устройств.This goal is achieved by the fact that the functional technological systems of each power plant station include at least six functional technological systems, including an engine cooling system, a lubrication system, a fuel supply system, an air supply system, a pre-heating system and a start-up system, the first outputs of each of these functional technological systems are connected to the corresponding inputs of the engine, the second outputs of each of these functional systems are Keys respectively corresponding to the inputs of the sensors of the sensor unit, the third output of each of said functional processing systems are connected to the respective inputs of control unit parameters, inputs of each of these functional systems respectively connected to respective outputs of block actuators.
Поставленная цель достигается тем, что генератор переменного тока генераторного комплекса каждого электроагрегата, являющийся источником питания потребителей напряжением трехфазного переменного тока, содержит статор и ротор, вал которого через муфту механически соединен с коленчатым валом кривошипно-шатунного механизма двигателя, осуществляет преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя в электрическую энергию, при этом напряжение с выхода статора генератора переменного тока через регулятор напряжения поступает на вход первого коммутатора устройства коммутации для первого генераторного комплекса, а с выхода статора генератора переменного тока второго электроагрегата на вход второго коммутатора устройства коммутации станции.This goal is achieved in that the alternator of the generator complex of each electrical unit, which is the power source for consumers with a three-phase alternating current voltage, contains a stator and a rotor, the shaft of which is mechanically connected to the crankshaft of the crank mechanism of the engine, converts the mechanical energy of rotation of the crankshaft motor into electrical energy, while the voltage from the output of the stator of the alternator through the voltage regulator is input to the first switch of the switching device for generating a first complex, and from the output of the alternator stator of the electric plant at the second input of the second switching device switch station.
Поставленная цель достигается тем, что блок управления станцией содержит системный блок в составе микропроцессора, синхронизатора, программного устройства, устройства идентификации, системной шины и выходной схемы, соединенных между собой посредством системной шины, и блок формирования команд управления, который подключен к системной шине, при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые и седьмые выходы блока формирования команд управления являются соответственно первыми, вторыми, третьими, четвертыми, пятыми, шестыми и седьмыми выходами блока управления станцией, а первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы-выходы выходной схемы являются соответственно первыми, вторыми, третьими, четвертыми и пятыми входами-выходами блока управления станцией.This goal is achieved by the fact that the control unit of the station contains a system unit comprising a microprocessor, synchronizer, software device, identification device, system bus and output circuitry, interconnected via a system bus, and a control command generation unit that is connected to the system bus when the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control command generation unit are, respectively, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh E yields station control unit, and the first, second, third, fourth and fifth inputs and outputs of the output circuit are respectively first, second, third, fourth and fifth input-output station control unit.
Поставленная цель достигается тем, что вычислительный комплекс системы автоматизированного противоаварийного управления содержит системный блок в составе микропроцессорного блока, связанного с программным запоминающим устройством и оперативным запоминающим устройством, системной шиной и контроллерами для подключения дисплея и стандартной клавиатуры для реализации функции обмена цифровой информацией с блоком управления станцией, при этом взаимодействие между вычислительным комплексом и блоком управления станцией осуществляется по интерфейсу RS-232.This goal is achieved in that the computer system of the automated emergency control system contains a system unit comprising a microprocessor unit associated with a program memory and random access memory, a system bus and controllers for connecting a display and a standard keyboard to implement the function of exchanging digital information with the station control unit while the interaction between the computing complex and the control unit of the station is RS-232 interface.
Поставленная цель достигается также тем, что система автоматизированного противоаварийного управления, включая и вычислительный комплекс, оснащена специальным программным обеспечением для управления блоками преобразования электрических сигналов датчиков и формирования единого информационного потока, а также ввода в память вычислительного комплекса всего потока информации по управлению станцией и поддержания через блок передачи данных связи с верхним уровнем управления путем передачи информации с электростанции и приема команд дистанционного управления станцией от вышестоящей системы. При этом блок-схема указанного специального программного обеспечения системы автоматизированного противоаварийного управления включает пользовательский интерфейс, блок программ экспертной системы, блок системных программ, драйвер ввода информации, драйвер ввода-вывода команд управления, базу данных и архив, при этом вход пользовательского интерфейса соединен с первым выходом блока программ экспертной системы, соединенного с выходом базы данных, выход пользовательского интерфейса соединен с входом блока системных программ, первый выход которого подключен к драйверу ввода информации, соединенного параллельно со входом базы данных и с первым входом архива, второй вход которого соединен со вторым выходом блока системных программ, третий выход которого подключен к драйверу ввода-вывода команд управления, соединенному с выходом блока экспертных систем, причем основой специального программного обеспечения системы автоматизированного противоаварийного управления является блок программ экспертной системы и блок системных программ, который состоит из модуля инициализации, который инициализирует те или иные программы и обеспечивает их диспетчеризацию с использованием событий и сообщений, обработку прерываний от внешних устройств и команд, причем первой инициализируется программа пользовательского интерфейса управления вычислительным процессом, в которой через меню задаются режим и тип работы, включая автоматический, полуавтоматический, архив данных и тест.This goal is also achieved by the fact that the automated emergency control system, including the computer complex, is equipped with special software for controlling the units for converting the electrical signals of the sensors and forming a single information stream, as well as entering into the memory of the computer complex the entire stream of information on station management and maintaining through unit for transmitting communication data with the upper control level by transmitting information from the power plant and receiving commands for Station management from a superior system. In this case, the block diagram of the specified special software for the automated emergency control system includes a user interface, an expert system program block, a system program block, an information input driver, a control command I / O driver, a database and an archive, while the user interface input is connected to the first the output of the expert system program block connected to the database output, the user interface output is connected to the input of the system program block, the first the output of which is connected to an information input driver connected in parallel with the database input and the first archive input, the second input of which is connected to the second output of the system program unit, the third output of which is connected to the control command input / output driver connected to the output of the expert systems unit, moreover, the basis of the special software for the automated emergency control system is the expert system program block and the system program block, which consists of the initial module a program that initializes certain programs and provides for their dispatching using events and messages, processing interrupts from external devices and commands, the program of the user interface for controlling the computational process being initialized in which the mode and type of work, including automatic, semi-automatic, are set through the menu , data archive and test.
Кроме того, передвижная электростанция, с целью перемещения станции своим ходом или транспортирования ее за автомобилем, размещена в установленном на шасси автомобиля или на шасси двухосного прицепа кузове-фургоне, имеющем по меньшей мере два отсека, включая отсек оператора и агрегатный отсек с задней входной дверью, причем в агрегатном отсеке вдоль одной боковой стенки размещен первый электроагрегат со своими функциональными технологическими системами, генераторным комплексом и щитом управления агрегатом, а вдоль второй боковой стенки расположен второй электроагрегат со своими функциональными технологическими системами, генераторным комплексом и щитом управления агрегатом, а вход в отсек оператора осуществляется через боковую дверь.In addition, the mobile power station, in order to move the station on its own or transporting it behind the car, is placed in a box body mounted on the car chassis or on the chassis of a two-axle trailer, which has at least two compartments, including an operator compartment and an aggregate compartment with a rear entrance door moreover, in the aggregate compartment along one side wall there is a first electric unit with its own functional technological systems, a generator complex and an aggregate control panel, and along the second side wall The second electric unit is located with its functional technological systems, a generator complex and a control panel of the unit, and the entrance to the operator’s compartment is through the side door.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая передвижная электростанция отличается наличием новых блоков: системы автоматизированного противоаварийного управления электростанцией, включающей в себя блок сбора и обработки информации, блок управления станцией, вычислительный комплекс и блок передачи данных, к которому подключены линии связи от вышестоящей системы управления, блока контроля параметров в составе силовой установки каждого электроагрегата, а также их связями с остальными элементами схемы.A comparative analysis with the prototype shows that the proposed mobile power plant is characterized by the presence of new units: an automated emergency control system for the power plant, which includes an information collection and processing unit, a station control unit, a computer complex, and a data transmission unit to which communication lines from a higher-level control system are connected , a parameter control unit as part of the power plant of each power unit, as well as their relationships with other elements of the circuit.
Таким образом, заявляемая передвижная электростанция соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемую электростанцию блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.Thus, the claimed mobile power station meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the units newly introduced into the proposed power plant are realizable, are well known to specialists in this field of technology and additional creativity, given the explanations below, for their reproduction is not required.
Данное решение существенно отличается от известных в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.This solution is significantly different from those known in the art. The claimed solution explicitly does not follow from the prior art and has an inventive step.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".
Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих аппаратуры, приборов и устройств, используемых в электротехнике, и является промышленно применимым.The claimed solution can be implemented using existing equipment, instruments and devices used in electrical engineering, and is industrially applicable.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемой передвижной электростанции; на фиг.2, 3, 4 и 5 приведены структурные схемы соответственно функциональных технологических систем 2, генератора переменного тока 7 из состава генераторного комплекса каждого электроагрегата, блока 32 управления станцией из состава системы автоматизированного противоаварийного управления (САПАУ), вычислительного комплекса 33, а на фиг.6 показана блок-схема специального программного обеспечения системы автоматизированного противоаварийного управления; на фиг.7 приведен вариант схемы размещения оборудования передвижной электростанции в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля.Figure 1 presents the structural electrical diagram of the proposed mobile power station; figure 2, 3, 4 and 5 shows the structural diagrams, respectively, of the functional
Передвижная электростанция (см. фиг.1) содержит первый электроагрегат в составе силовой установки, включающей в себя двигатель 1, функциональные технологические системы 2, блок 3 датчиков, блок 4 исполнительных устройств, блок 5 контроля параметров и блок 6 коррекции частоты, генераторного комплекса в составе генератора 7 переменного тока, регулятора 8 напряжения и блока 9 коррекции напряжения, щита 10 управления агрегатом, устройства коммутации в составе первого 11, второго 12 и третьего 13 коммутаторов, блока шин в составе первой 14 и второй 15 силовой шин, блока 16 ввода цепей, первой 17 и второй 18 линий питания потребителей электроэнергии, линии 19 питания от внешней электросети, блока 20 контроля сети, второй электроагрегат в составе силовой установки, включающей в себя двигатель 21, функциональные технологические системы 22, блок 23 датчиков, блок 24 исполнительных устройств, блок 25 контроля параметров и блок 26 коррекции частоты, генераторного комплекса в составе генератора 27 переменного тока, регулятора 28 напряжения и блока 29 коррекции напряжения, щита 30 управления агрегатом, систему автоматизированного противоаварийного управления в составе блока 31 сбора и обработки информации, блока 32 управления станцией, вычислительного комплекса 33, блока 34 передачи данных и линии связи 35 от вышестоящей системы управления.A mobile power plant (see Fig. 1) contains the first power unit as part of the power plant, which includes an
Функциональные технологические системы 2 первого электроагрегата (см. фиг.2) включают в себя систему охлаждения 36 двигателя, систему смазки 37 двигателя, систему питания 38 топливом двигателя, систему питания воздухом 39, систему предпускового подогрева 40 и систему запуска 41 двигателя, датчик состояния 42 системы охлаждения 36 двигателя, датчик 43 состояния системы смазки 37 двигателя, датчик состояния 44 системы питания топливом 38, датчик состояния 45 системы питания воздухом 39, датчик состояния 46 системы предпускового подогрева 40 двигателя и датчик состояния 47 системы запуска 41 двигателя, а функциональные технологические системы 22 второго электроагрегата содержат систему охлаждения 48 двигателя, систему смазки 49 двигателя, систему питания 50 топливом двигателя, систему питания воздухом 51, систему предпускового подогрева 52 и систему запуска 53 двигателя, датчик состояния 54 системы охлаждения 48 двигателя, датчик 55 состояния системы смазки 49 двигателя, датчик состояния 56 системы питания топливом 50, датчик состояния 57 системы питания воздухом 51, датчик состояния 58 системы предпускового подогрева 52 двигателя и датчик состояния 59 системы запуска 53 двигателя.Functional
Генератор 7 переменного тока (см. фиг.3) генераторного комплекса первого электроагрегата включает в себя статор 60, ротор 61, вал 62 ротора и муфту 63, которая соединена с коленчатым валом 64 кривошипно-шатунного механизма двигателя 1, а генератор 27 переменного тока генераторного комплекса второго электроагрегата включает в себя статор 65, ротор 66, вал 67 ротора и муфту 68, которая соединена с коленчатым валом 69 кривошипно-шатунного механизма двигателя 21.The alternator 7 (see FIG. 3) of the generator complex of the first electric unit includes a
Блок управления 32 станцией (см. фиг.4) системы автоматизированного противоаварийного управления содержит системный блок 70, состоящий из микропроцессорного блока 71, синхронизатора 72, программного устройства 73, устройства 74 идентификации, системной шины 75 и выходной схемы 76, и блок формирования команд 77.The station control unit 32 (see FIG. 4) of the automated emergency control system comprises a
Вычислительный комплекс 33 (см. фиг.5) системы автоматизированного противоаварийного управления содержит системный блок 78, состоящий из центрального процессора 79 (микропроцессорного блока), синхронизатора 80, блока 81 прямого доступа к памяти, программного постоянного запоминающего устройства 82, оперативного запоминающего устройства 83, системной шины 84, контроллера 85 дисков, жесткого диска 86, дисковода 87, адаптера 88 монитора, контроллера 89 клавиатуры и адаптера 90 портов, а также содержит монитор 91 и стандартную клавиатуру 92.The computer complex 33 (see FIG. 5) of the automated emergency control system comprises a
Блок-схема специального программного обеспечения системы автоматизированного противоаварийного управления (см. фиг.6) включает в себя пользовательский интерфейс 93, блок 94 программ экспертной системы, блок 95 системных программ, драйвер 96 ввода информации, драйвер 97 ввода-вывода команд управления, базу данных 98 и архив 99.The block diagram of special software for an automated emergency control system (see Fig. 6) includes a
На фиг.7 приведен вариант схемы размещения оборудования передвижной станции в кузове-фургоне 100, установленном на шасси 101 автомобиля и имеющем два отсека: отсек оператора 102 и агрегатный отсек 103, в котором расположены вдоль боковых стенок первый электроагрегат в составе двигателя 1, функциональных технологических систем (ФТС) 2, блока 3 датчиков, блока 4 исполнительных устройств, блока 5 контроля параметров, блока 6 коррекции частоты и генератора 7 переменного тока генераторного комплекса, а также второй электроагрегат в составе двигателя 21, функциональных технологических систем (ФТС) 22, блока 23 датчиков, блока 24 исполнительных устройств, блока 25 контроля параметров, блока 26 коррекции частоты и генератора 27 переменного тока генераторного комплекса второго электроагрегата.Figure 7 shows a variant of the layout of the equipment of a mobile station in a
В отсеке оператора 102 размещены щиты управления агрегатами 10 и 30, устройство коммутации в составе первого 11, второго 12 и третьего 13 коммутаторов, блок 16 ввода цепей, линии 17 и 18 питания, линия 19 от внешней сети, блок 20 контроля сети, система автоматизированного противоаварийного управления в составе блока 31 сбора и обработки информации, блока 32 управления станцией, вычислительный комплекс 33, блок 34 передачи данных и линии связи 35 от вышестоящей системы управления.The
Передвижная электростанция содержит первый электроагрегат в составе силовой установки, включающей в себя двигатель 1, входы которого соединены с первыми выходами функциональных технологических систем 2, вторые и третьи выходы которых подключены соответственно к входам блока 3 датчиков и блока 5 контроля параметров, а управляющие входы функциональных технологических систем 2 соединены с управляющими выходами блока 4 исполнительных устройств, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока 6 коррекции частоты. Генераторный комплекс первого электроагрегата включает в себя генератор 7 переменного тока, выход силовой цепи которого подключен ко входу регулятора напряжения 8, соединенного с выходом блока 9 коррекции напряжения, а информационный выход регулятора напряжения 8 генераторного комплекса первого электроагрегата соединен с входом блока 6 коррекции частоты.A mobile power station contains a first power unit as part of a power plant including an
Первые и вторые цепи управления щита 10 управления агрегатом соединены соответственно с управляющими цепями двигателя 1 силовой установки и генератора 7 переменного тока, соединенного с двигателем 1. Выход регулятора напряжения 8 соединен со входом первого 11 коммутатора устройства коммутации электростанции, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому входу первой 14 силовой шины и к первому входу второй 15 силовой шины. Первый и второй выходы второго 12 коммутатора устройства подключены соответственно ко второму входу второй 15 силовой шины и ко второму входу первой 14 силовой шины блока шин. Выход первой 14 силовой шины соединен с первым входом блока 16 ввода цепей, второй вход которого соединен с выходом второй 15 силовой шины. К блоку 16 ввода цепей подключены первая 17 и вторая 18 линии питания потребителей электроэнергии и линия питания 19 от внешнего источника электроэнергии. Выход блока 16 ввода цепей подключен параллельно ко входу третьего 13 коммутатора устройства коммутации и ко входу блока 20 контроля сети, управляющий выход которого соединен с управляющим входом третьего 13 коммутатора устройства коммутации, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно первой 14 и второй 15 силовых шин блока шин.The first and second control circuits of the
Входы двигателя 21 силовой установки второго электроагрегата соединены с первыми выходами функциональных технологических систем 22, вторые и третьи выходы которых подключены соответственно ко входам блока 23 датчиков и блока 25 контроля параметров, а управляющие входы функциональных технологических систем 22 соединены с управляющими выходами блока 24 исполнительных устройств, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока 26 коррекции частоты. Генераторный комплекс второго электроагрегата включает в себя генератор 27 переменного тока, выход силовой цепи которого подключен ко входу регулятора напряжения 28, соединенного с выходом блока 29 коррекции частоты, а информационный выход регулятора напряжения 28 генераторного комплекса второго электроагрегата соединен с входом блока 26 коррекции частоты.The inputs of the
Первые и вторые цепи управления щита 30 управления вторым электроагрегатом соединены соответственно с управляющими цепями двигателя 21 силовой установки и генератора 27 переменного тока, соединенного с двигателем 21, а выход регулятора напряжения 28 соединен с входом второго 12 коммутатора устройства коммутации.The first and second control circuits of the
Информационные выходы блока 3 датчиков силовой установки первого электроагрегата соединены с первыми входами блока 31 сбора и обработки информации, ко вторым входам которого подключены информационные выходы блока 23 датчиков силовой установки второго электроагрегата, входы-выходы блока 31 сбора и обработки информации подключены к первым входам-выходам блока 32 управления станцией, вторые и третьи входы-выходы которого подключены соответственно к входам-выходам блоков 5 и 25 контроля параметров силовых установок электроагрегатов, входы которых соединены с третьими выходами функциональных технологических систем соответственно первого 2 и второго 22 электроагрегатов, входы-выходы вычислительного комплекса 33 соединены с четвертыми входами-выходами блока 32 управления станцией, пятые входы-выходы которого соединены с входами-выходами блока 34 передачи данных, к которому подключены линии связи 35 от вышестоящей системы управления, первые, вторые и третьи управляющие выходы блока 32 управления станцией подключены соответственно к дополнительным входам блока 4 исполнительных устройств, блока 9 коррекции напряжения первого электроагрегата и первого 11 коммутатора устройства коммутации, а четвертые, пятые, шестые и седьмые управляющие выходы блока 32 управления станцией подключены соответственно к дополнительным входам 24 блока исполнительных устройств, блока 29 коррекции напряжения второго электроагрегата, второго 12 и третьего 13 коммутатора устройства коммутации, дополнительный выход регулятора напряжения 8 генераторного комплекса первого электроагрегата соединен с третьим входом блока 31 сбора и обработки информации, четвертый вход которого подключен к дополнительному выходу регулятора напряжения 28 генераторного комплекса второго электроагрегата.The information outputs of the
Первые выходы системы охлаждения 36 двигателя 1, системы смазки 37, системы питания топливом 38, системы питания воздухом 39, системы предпускового подогрева 40 и системы запуска 41 функциональных технологических систем 2 первого электроагрегата подключены соответственно к соответствующим входам двигателя 1, вторые выходы каждой из указанных систем 36, 37, 38, 39, 40 и 41 подключены соответственно ко входам соответствующих датчиков 42, 43, 44, 45, 46 и 47 блока 3 датчиков, а третьи выходы каждой из указанных систем 36, 37, 38, 39, 40 и 41 подключены к соответствующим входам блока 5 контроля параметров, входы каждой из указанных систем 36, 37, 38, 39, 40 и 41 подключены соответственно к выходам соответствующих исполнительных устройств блока 4 исполнительных устройств первого электроагрегата, а выходы каждого из указанных датчиков 42, 43, 44, 45, 46 и 47 блока 3 датчиков подключены соответственно к первым входам блока 31 сбора и обработки информации системы автоматизированного противоаварийного управления.The first outputs of the
Первые выходы системы охлаждения 48 двигателя 21, системы смазки 49, системы питания топливом 50, системы питания воздухом 51, системы предпускового подогрева 52 и системы запуска 53 функциональных технологических систем 22 второго электроагрегата подключены соответственно к соответствующим входам двигателя 21, вторые выходы каждой из указанных систем 48, 49, 50, 51, 52 и 53 подключены соответственно ко входам соответствующих датчиков 54, 55, 56, 57, 58 и 59 блока 23 датчиков, а третьи выходы каждой из указанных систем 48, 49, 50, 51, 52 и 53 подключены к соответствующим входам блока 25 контроля параметров, входы каждой из указанных систем 48, 49, 50, 51, 52 и 53 подключены соответственно к выходам соответствующих исполнительных устройств блока 24 исполнительных устройств первого электроагрегата, а выходы каждого из указанных датчиков 54, 55, 56, 57, 58 и 59 блока 23 датчиков подключены соответственно ко вторым входам блока 31 сбора и обработки информации системы автоматизированного противоаварийного управления.The first outputs of the
Генератор 7 переменного тока генераторного комплекса первого электроагрегата содержит статор 60 и ротор 61, вал 62 которого через муфту 63 механически соединен с коленчатым валом 64 кривошипно-шатунного механизма двигателя 1, осуществляет преобразование механической энергии вращения коленчатого вала 64 двигателя 1 в электрическую энергию, при этом напряжение с выхода статора 60 генератора 7 переменного тока через регулятор напряжения 8 поступает на вход первого 11 коммутатора устройства коммутации для первого генераторного комплекса.The
Генератор 27 переменного тока генераторного комплекса второго электроагрегата содержит статор 65 и ротор 66, вал 67 которого через муфту 68 механически соединен с коленчатым валом 69 кривошипно-шатунного механизма двигателя 21, осуществляет преобразование механической энергии вращения коленчатого вала 69 двигателя 21 в электрическую энергию, при этом напряжение с выхода статора 65 генератора 27 переменного тока через регулятор напряжения 28 поступает на вход второго 12 коммутатора устройства коммутации станции.The
Блок 32 управления станцией системы автоматизированного противоаварийного управления содержит системный блок 70 в составе микропроцессора 71, синхронизатора 72, программного устройства 73, устройства идентификации 74, системной шины 75 и выходной схемы 76, соединенных между собой посредством системной шины 75, и блок 77 формирования команд управления, который подключен к системной шине 75, при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые и седьмые выходы блока 77 формирования команд управления являются соответственно первыми, вторыми, третьими, четвертыми, пятыми, шестыми и седьмыми выходами блока 32 управления станцией, а первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы-выходы выходной схемы 76 являются соответственно первыми, вторыми, третьими, четвертыми и пятыми входами-выходами блока 32 управления станцией.The
Вычислительный комплекс 33 системы автоматизированного противоаварийного управления электростанции содержит системный блок 78, состоящий из центрального процессора 79 (микропроцессорного блока), синхронизатора 80, блока 81 прямого доступа к памяти, программного постоянного запоминающего устройства 82, оперативного запоминающего устройства 83, системной шины 84, контроллера 85 дисков, жесткого диска 86, дисковода 87, адаптера 88 монитора, контроллера 89 клавиатуры и адаптера 90 портов, а также содержит монитор 91 и стандартную клавиатуру 92 для реализации функции обмена цифровой информацией с блоком управления станцией, при этом центральный процессор 79 соединен через системную шину 84 с синхронизатором 80, блоком 81 прямого доступа к памяти, программным постоянным запоминающим устройством 82, оперативным запоминающим устройством 83, а взаимодействие между вычислительным комплексом 33 и блоком 32 управления электростанцией осуществляется по интерфейсу RS-232.The
Вход пользовательского интерфейса 93 соединен с первым выходом блока 94 программ экспертной системы, соединенного с выходом базы данных 98, выход пользовательского интерфейса 93 соединен с входом блока 95 системных программ, первый выход которого подключен к драйверу 96 ввода информации, соединенному параллельно со входом базы данных 98 и с первым входом архива 99, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 95 системных программ, третий выход которого подключен к драйверу 96 ввода-вывода команд управления, соединенному со вторым выходом блока 94 программ экспертной системы, при этом основой специального программного обеспечения системы автоматизированного противоаварийного управления является блок 94 программ экспертной системы и блок 95 системных программ, который состоит из модуля инициализации, который инициализирует те или иные программы и обеспечивает их диспетчеризацию с использованием событий и сообщений, обработку прерываний от внешних устройств и команд, причем первой инициализируется программа пользовательского интерфейса 93 управления вычислительным процессом, в которой через меню задаются режим и тип работы, включая автоматический, полуавтоматический, архив данных и тест.The input of the
Двигатель 1 и генератор 7 первого электроагрегата соединены между собой в единый блок (двигатель-генератор) через соединительную муфту 63.The
Регулирование напряжения генератора 7 производится автоматически блоком 9 коррекции напряжения.The voltage regulation of the
Двигатель 21 и генератор 27 второго электроагрегата соединены между собой в единый блок (двигатель-генератор) через соединительную муфту 68.The
Регулирование напряжения генератора 27 производится автоматически блоком 29 коррекции напряжения.The voltage regulation of the
Источником электрической энергии в электроагрегатах являются синхронные генераторы 7 и 27, в качестве которого может быть использован известный генератор серии ГС-8.The source of electrical energy in electrical units are
При переходных процессах в генераторах, особенно при резких изменениях нагрузки и коротких замыканиях, на зажимах обмотки возбуждения возникают значительные перенапряжения. Чтобы предохранить угольный столб регуляторов напряжения 8 и 28 от подгара при перенапряжениях, параллельно обмотке возбуждения генератора включен селеновый выпрямитель, через который разряжается возникающая в шунтовой обмотке возбудителя электродвижущая сила самоиндукции. При установившемся режиме работы генератора ток через указанный выпрямитель не протекает. Этим обеспечивается защита генератора от перегрузок и тем самым исключается возможность сбоев в его работе, что также способствует повышению надежности работы электроагрегатов и станции в целом.During transients in generators, especially during sudden changes in load and short circuits, significant overvoltages occur at the terminals of the field winding. To protect the carbon pillar of
Контроль параметров в функциональных технологических системах 2 и 22 первого и второго электроагрегатов обеспечивается датчиками блоков 3 и 23 датчиков, сигналы с выхода которых поступают на входы блока 31 сбора и обработки информации системы САПАУ. В указанной САПАУ производится анализ полученных сигналов и на основе полученных данных формируются команды управления системами 2 и 22 электроагрегатов, обеспечивается защита и сигнализация при недопустимом отклонении параметров от нормы.The control of parameters in the functional
Контроль параметров силовых цепей электроагрегатов обеспечивается с помощью блоков 5 и 25 контроля параметров, датчиков состояния блоков 3 и 23 датчиков, блока 31 сбора и обработки информации, блока 32 управления станцией системы автоматизированного противоаварийного управления. Система САПАУ производит анализ значений параметров и обеспечивает сигнализацию и защиту при недопустимом отклонении параметров от нормы, а также производит регулирование напряжения и частоты электроагрегатов, воздействуя на блоки коррекции 9 и 29 напряжения, блоки 6 и 26 коррекции частоты.Control of the parameters of power circuits of electric units is ensured by
Работа системы САПАУ основана на том, что датчики блоков 3 и 23, контролируя параметры узлов силовых установок и генераторов, преобразуют физические параметры в электрические сигналы, которые поступают на входы блока 31 сбора и обработки информации. Электрические сигналы датчиков и сигналы с блоков 5 и 25 контроля параметров в цифровом виде через блок 32 управления станцией поступают в вычислительный комплекс 33, который обрабатывает их, вырабатывает рекомендации оператору станции и команды управления узлами и системами электростанции.The operation of the SAPAU system is based on the fact that the sensors of
Блоки 6 и 26 коррекции частоты вращения вала двигателей 1 и 21 первого и второго электроагрегатов предназначены для поддержания с заданной точностью частоты переменного напряжения, вырабатываемого соответственно генераторами 7 и 27 генераторных комплексов первого и второго электроагрегатов. Блоки 6 и 26 осуществляют измерение частоты контролируемого напряжения, сравнение ее с эталонной частотой, выделение сигнала рассогласования и подачу команды на подгонку частоты в блоки управления двигателями 1 и 21, если отклонение частоты от нормы сохраняется дольше заданного времени.Blocks 6 and 26 of the correction of the rotational speed of the shaft of the
Щиты 10 и 30 предназначены для управления соответственно первым и вторым электроагрегатами. В щите управления смонтированы индикаторное устройство, индикаторы, выключатели, предохранители, блоки преобразования сигнала и счетчик времени наработки. При этом управление электроагрегатом обеспечивается посредством воздействия на механизм регулирования оборотов коленчатого вала двигателя.
Для обеспечения постоянного контроля сопротивления изоляции при работе электроагрегата в составе щита управления агрегатом имеется блок контроля изоляции, состоящий из релейного устройства и индикаторного устройства. Релейное устройство срабатывает и замыкает свои выходные контакты при недопустимом снижении сопротивления изоляции силовых цепей. Индикаторное устройство имеет на лицевой панели три индикатора, соответствующие трем интервалам контролируемого сопротивления изоляции и позволяющие визуально оценивать его значение.To ensure constant monitoring of insulation resistance during operation of the electrical unit as part of the control panel of the unit there is an insulation control unit consisting of a relay device and an indicator device. The relay device operates and closes its output contacts with an unacceptable decrease in the insulation resistance of power circuits. The indicator device has three indicators on the front panel, corresponding to three intervals of controlled insulation resistance and allowing to visually evaluate its value.
Устройство коммутации в составе первого 11, второго 12 и третьего 13 коммутаторов предназначено для коммутации, распределения вырабатываемого генераторами 7 и 27 напряжения трехфазного переменного тока и защиты цепей генераторов. Устройство содержит трансформаторы тока, контакторы, реле, предохранители и сигнальные индикаторы.The switching device as part of the first 11, second 12 and third 13 switches is intended for switching, distribution of the three-phase alternating current voltage generated by the
Блок 16 ввода цепей предназначен для подключения первой 17 и второй 18 линий питания потребителей и линии питания 19 от внешней электросети. Блок содержит соединители, панели с контактными зажимами и выключатели.
Блок 20 контроля сети предназначен для контроля порядка чередования фаз и наличия напряжения в линии 19 питания от внешней электросети. При подключении к линии 19 сети источника питания с неправильным чередованием фаз или при обрыве фаз линии 19 сети блок 20 контроля сети обеспечивает подачу сигнала неисправности линии на вход блока 32 управления станцией системы САПАУ и осуществляет через третий 13 коммутатор отключение сети от станции.The network control unit 20 is designed to control the phase sequence and the presence of voltage in the
Вычислительный комплекс 33 предназначен для обработки информации, циркулирующей в системе управления электростанцией, хранения и выдачи необходимых данных в линии связи 35 к вышестоящей системе управления посредством блока 34 передачи данных.
Системы 36 и 48 охлаждения двигателей 1 и 21 электроагрегатов предназначены для обеспечения нормального функционирования двигателей в процессе их непрерывной работы. Они включают в себя входные и выходные люки, а также вентиляторы.Cooling
Системы 37 и 49 смазки двигателей 1 и 21 электроагрегатов предназначены для подачи к трущимся поверхностям двигателей необходимого количества масла с целью обеспечения работы двигателя и включают в себя маслозаправочные насосы, масляные баки, установленные на генераторах 7 и 27, дозаторы и масляные подсистемы двигателей 1 и 21.
Системы питания 38 и 50 топливом двигателей 1 и 21 электроагрегатов предназначены для подачи в цилиндры двигателей в строго определенные моменты времени необходимого количества топлива с целью обеспечения работы двигателя. Они включают в себя фильтры грубой и тонкой очистки, насосы высокого и низкого давления, топливоподкачивающий насос, топливоприводы низкого и высокого давления, форсунки и топливные баки.The
Системы питания 39 и 51 воздухом двигателей 1 и 21 электроагрегатов предназначены для подачи воздуха в агрегатный отсек, очистки его от пыли и включают в себя воздушные фильтры, воздушные заслонки и воздухоочиститель. Воздухоочиститель через воздушную заслонку соединен с воздушным коллектором двигателя. Воздушная заслонка служит для экстренной остановки двигателя.The
Системы предпускового подогрева 40 и 52 электроагрегатов предназначены для обеспечения работы двигателей 1 и 21 в холодное время года и включают в себя отопительно-вентиляционные установки с блоком управления, поддоны и воздуховоды, в их состав входят также котлы, электрические двигатели и электрические клапаны. Нагретый воздух, выходящий из отопительной установки, по воздуховоду попадает в поддон для подогрева масла двигателя.
Системы запуска 41 и 53 двигателей 1 и 21 электроагрегатов предназначены для осуществления запуска и остановки электроагрегатов в различных условиях их эксплуатации. В состав каждой из систем входят электрический стартер и пусковой аппарат.Starting
Основой программного обеспечения является блок программ экспертной системы и блок системных программ.The basis of the software is the expert system program block and the system program block.
Блок системных программ состоит из модуля инициализации, который инициализирует те или иные программы и обеспечивает их диспетчеризацию с использованием событий и сообщений, обработку прерываний от внешних устройств и команд, причем первой инициализируется программа пользовательского интерфейса управления вычислительным процессом, в которой через меню задаются режим и тип работы, включая автоматический, полуавтоматический, архив данных и тест.The system program block consists of an initialization module that initializes certain programs and provides for their dispatching using events and messages, processing interrupts from external devices and commands, the first is the user interface of the computational process control program, in which the mode and type are set via the menu works, including automatic, semi-automatic, data archive and test.
После выбора любого типа работы программа переходит в режим «Тест», при котором проверяется готовность к работе программного обеспечения, готовность к работе блока управления станцией и блока формирования команд управления коммутаторами устройства коммутации электростанции. При положительном завершении тестирования диспетчер программ переходит к выполнению программ в одном из выбранных режимов. При отрицательных результатах тестирования аппаратура переводится в режим диагностики неисправной системы для выявления и устранения неисправности.After selecting any type of work, the program switches to the “Test” mode, in which the readiness for the software to work, the readiness for operation of the station control unit and the unit for generating control commands for the switches of the power plant switching device are checked. If the test is completed successfully, the program manager proceeds to run the programs in one of the selected modes. If the test results are negative, the equipment switches to the diagnostic mode of the malfunctioning system to identify and eliminate the malfunction.
При рабочем режиме программа диспетчеризации запускает драйвер ввода данных, собираемых блоком сбора и обработки информации. Драйвер ввода с определенной периодичностью (например, с частотой 10 раз в секунду) обновляет данные в буфере памяти блока управления станцией. Программа формирования базы данных с таким же периодом считывает информацию и формирует базу данных экспертной системы, а также формирует архив системы САПАУ. После заполнения базы данных и архива все ресурсы передаются блоку программ экспертной системы для принятия решения. После принятия решения экспертной системой на монитор с помощью пользовательского интерфейса выводятся рекомендации оператору и формируется блок команд для управления автоматикой электростанции.In operating mode, the dispatch program starts the driver for entering data collected by the information collection and processing unit. The input driver updates the data in the memory buffer of the station control unit with a certain frequency (for example, with a frequency of 10 times per second). A database forming program with the same period reads out information and forms a database of an expert system, and also forms an archive of the SAPAU system. After filling in the database and archive, all resources are transferred to the expert program block for decision making. After a decision is made by an expert system, recommendations for the operator are displayed on the monitor using the user interface and a command block is formed to control the automation of the power plant.
Если ситуация является аварийной, то команды немедленно передаются в блок формирования команд для исполнения устройствами коммутации. Если ситуация не аварийная, то в режиме полуавтоматического управления решение об исполнении блока команд принимает оператор. В автоматическом режиме блок команд, сформированный экспертной системой, выполняется сразу после его формирования, а оператору на экран выводится сообщение об исполнении этих команд.If the situation is emergency, then the commands are immediately transmitted to the command generation unit for execution by the switching devices. If the situation is not emergency, then in the semi-automatic control mode the decision on the execution of the command block is made by the operator. In automatic mode, the block of commands formed by the expert system is executed immediately after its formation, and a message on the execution of these commands is displayed on the screen to the operator.
Для обмена с верхним уровнем одновременно с переходом в рабочий режим запускается драйвер ввода-вывода информации блока передачи данных. На верхний уровень непрерывно передается архивируемая информация. В случае приема с верхнего уровня команд и сообщений они выводятся на экран оператору электростанции. В автоматическом режиме команды исполняются немедленно, а в полуавтоматическом режиме команды верхнего уровня выполняются после принятия решения оператором.To exchange with the upper level, simultaneously with the transition to the operating mode, the driver for input-output of information of the data transmission unit is launched. Archived information is continuously transmitted to the upper level. In the case of receiving commands and messages from the top level, they are displayed on the screen to the operator of the power plant. In automatic mode, commands are executed immediately, and in semi-automatic mode, top-level commands are executed after the operator makes a decision.
Система управления электростанции обеспечивает длительную параллельную работу электроагрегатов между собой и с однотипными электроагрегатами, а также кратковременную параллельную работу с внешней сетью на время перевода нагрузки с одного источника на другой. Автоматическое включение электроагрегатов на параллельную работу и автоматическое распределение нагрузки при параллельной работе обеспечивается САПАУ.The power plant control system ensures long-term parallel operation of electrical units between themselves and with the same type of electrical units, as well as short-term parallel operation with an external network during the transfer of load from one source to another. Automatic inclusion of electrical units for parallel operation and automatic load distribution during parallel operation is provided by SAPAU.
Система управления электростанции предусматривает возможность ее использования в следующих режимах:The power plant control system provides for the possibility of its use in the following modes:
поочередная и одновременная работа электроагрегатов на раздельные нагрузки;alternate and simultaneous operation of electrical units for separate loads;
длительная параллельная работа электроагрегатов между собой;long parallel operation of electrical units among themselves;
резервирование одного электроагрегата другим;redundancy of one power unit to another;
кратковременная параллельная работа электроагрегата с внешней электросетью на время перевода нагрузки;short-term parallel operation of the power unit with an external power supply network for the duration of the load transfer;
питание потребителей от сети напряжением 380 В, частотой 50 Гц через устройство коммутации;power supply to consumers from a network voltage of 380 V,
питание потребителей от сети напряжением 380 В, частотой 50 Гц через блок ввода цепей (от внешней электросети).power supply to consumers from a network voltage of 380 V,
Включение электроагрегатов на параллельную работу между собой и с внешней сетью производится по командам САПАУ.The inclusion of electrical units for parallel operation between themselves and with the external network is carried out according to the commands of SAPAU.
Система автоматизированного противоаварийного управления электростанции обеспечивает:The automated emergency control system of a power plant provides:
автоматический объективный контроль состояния функциональных устройств электростанции;automatic objective monitoring of the state of the functional devices of the power plant;
прогнозирование аварийных ситуаций и рекомендации по их предупреждению;emergency forecasting and recommendations for their prevention;
автоматическое управление функциональными технологическими системами (ФТС) по согласованной программе;automatic control of functional technological systems (FCS) according to an agreed program;
контроль действий экипажа по управлению электростанцией и автоматическую блокировку действий, которые могут привести к аварийным ситуациям функциональных устройств;control of crew actions to control the power plant and automatic blocking of actions that may lead to emergency situations of functional devices;
поиск неисправностей в системе до уровня ФТС и рекомендации экипажу по устранению неисправностей;troubleshooting in the system to the FCS level and recommendations to the crew on troubleshooting;
сохранение работоспособности электростанции при частичных отказах технических средств управления и одновременном уменьшении уровня автоматизации управления.maintaining the operability of the power plant with partial failures of technical controls and at the same time reducing the level of automation of control.
При возникновении аварийной ситуации в любой функциональной технологической системе электростанции САПАУ выполняет следующие действия:In the event of an emergency in any functional technological system of a power plant, SAPAU performs the following actions:
определяет факт возникновения нештатной ситуации и выдает на монитор 91 вычислительного комплекса 33 сообщение;determines the occurrence of an emergency and issues a message to the
выдает сигнал автоматического управления на ФТС через исполнительные устройства блоков 4 и 24 исполнительных устройств;issues an automatic control signal to the FCS through actuators of
выдает на монитор сообщение с анализом возникшей ситуации;gives a message to the monitor with an analysis of the situation;
выдает на монитор указание по устранению аварийной ситуации.issues an indication to the monitor to rectify the emergency.
САПАУ обеспечивает контроль технического состояния двигателей и генераторов по параметрам, включающим:SAPAU provides control of the technical condition of engines and generators by parameters, including:
температуру головок цилиндров в районе выхлопа;cylinder head temperature in the exhaust area;
температуру масла двигателя;engine oil temperature;
температуру воздуха в агрегатном отсеке;air temperature in the aggregate compartment;
температуру воздуха на выходе системы охлаждения двигателя;air temperature at the exit of the engine cooling system;
температуру подшипников генератора;generator bearing temperature;
уровень масла в картере двигателя;oil level in the crankcase;
уровень масла в баке двигателя;oil level in the engine tank;
уровень топлива в баке;fuel level in the tank;
давление масла в смазочной системе двигателя;oil pressure in the engine lubrication system;
давление газов в картере двигателя;gas pressure in the crankcase;
давление топлива на входе в топливный насос;fuel pressure at the inlet to the fuel pump;
степень засорения топливного фильтра;fuel filter clogging degree;
степень засоренности масляного фильтра;clogged oil filter;
степень засоренности воздухоочистителя;the degree of clogging of the air cleaner;
наличие воды в топливном фильтре;the presence of water in the fuel filter;
наличие воды в топливном баке;the presence of water in the fuel tank;
частоту вращения коленчатого вала двигателя;engine speed;
напряжение генератора по фазам;generator voltage in phases;
ток нагрузки генератора по фазам;generator load current in phases;
активную мощность генератора;active power of the generator;
частоту напряжения генератора;generator voltage frequency;
напряжения компаундирующих трансформаторов генераторов;voltage of compounding transformers of generators;
ток статора возбудителя;exciter stator current;
напряжение статора возбудителя;the stator voltage of the pathogen;
напряжение в линии сети;line voltage;
ток заряда аккумуляторных батарей;battery charge current;
ток отопителей, установленных на электроагрегатах;current of heaters installed on electrical units;
контрольные сигналы положения входных и выходных жалюзи;control signals of the position of the input and output blinds;
температуру окружающего воздуха;Ambient temperature
скважность выходных импульсов блоков коррекции напряжения.duty cycle of output pulses of voltage correction blocks.
САПАУ обеспечивает выдачу сигналов на автоматическое выполнение следующих операций:SAPAU provides the issuance of signals for the automatic execution of the following operations:
запуск резервного электроагрегата при возникновении предаварийного состояния на работающем электроагрегате или по команде оператора;start-up of a backup power unit in the event of a pre-emergency condition at a working power plant or at the command of an operator;
ввод резервного электроагрегата на режим и включение его под нагрузку при остановках основного электроагрегата;putting the backup power unit into operation and turning it on under load when the main power plant stops;
отключение электроагрегата от нагрузки и остановку дизеля при возникновении неисправностей;disconnecting the power unit from the load and stopping the diesel engine in case of malfunctions;
включение электроагрегатов на параллельную работу и равномерное распределение нагрузки между ними;inclusion of electrical units for parallel operation and uniform distribution of load between them;
поддержание оптимального теплового режима работающего и резервного электроагрегатов;maintaining optimal thermal conditions of the operating and backup power units;
дозаправку расходного бака электростанции при подключенной внешней емкости.refueling the power plant’s supply tank with an external tank connected.
При этом в электростанции обеспечивает выполнение следующих операций:At the same time, the power plant ensures the following operations:
пуск электроагрегатов;start-up of electric units;
прием нагрузки;load reception;
контроль за допустимыми значениями рабочих параметров, защиту и сигнализацию при возникновении неисправностей;monitoring of permissible values of operating parameters, protection and alarm in case of malfunctions;
остановку электроагрегатов.power unit shutdown.
В электростанции обеспечивается автоматический и ручной пуски электроагрегатов. Автоматический пуск электроагрегата производится по команде из системы САПАУ. При необходимости электроагрегаты могут быть запущены без САПАУ в режиме ручного управления непосредственно со щитов управления 10 и 30, находящихся в операторском отсеке.The power plant provides automatic and manual start-up of power units. Automatic start-up of the power unit is carried out by command from the SAPAU system. If necessary, electrical units can be started without automatic control system in manual control mode directly from
В режиме приема нагрузки питание потребителей осуществляется через коммутаторы 11 и 12 устройства коммутации по линиям питания 17 и 18, подключенным к блоку 16 ввода цепей.In the load receiving mode, consumers are powered through
В электростанции обеспечивается остановка электроагрегатов в режиме автоматического и ручного управления. Остановка электроагрегата при работе на автоматическом управлении производится по командам САПАУ, а при работе на ручном управлении остановка электроагрегата обеспечивается с помощью выключателя СТОП, расположенного на каждом из двух (10 и 30) щитов управления агрегатом. Предварительно следует отключить нагрузку и охладить двигатель электроагрегата.The power plant provides stopping of electric units in automatic and manual control mode. The shutdown of the power plant during automatic control is performed according to the CAEPA commands, and during manual control, the power plant is stopped using the STOP switch located on each of the two (10 and 30) control panels of the unit. First, disconnect the load and cool the engine of the electric unit.
В экстренных случаях остановка электроагрегатов может быть произведена нажатием кнопки ЭКСТРЕННЫЙ ОСТАНОВ на щите управления. При этом система управления обеспечивает отключение нагрузки и остановку электроагрегатов прекращением подачи топлива и воздуха.In emergency cases, the power units can be stopped by pressing the EMERGENCY STOP button on the control panel. At the same time, the control system provides load shedding and power units shutdown by stopping the supply of fuel and air.
Рассмотрим работу предлагаемой передвижной электростанции.Consider the work of the proposed mobile power station.
При запуске первого электроагрегата двигатель 1 преобразует энергию топлива в механическую энергию, которая приводит в движение коленчатый вал 64 кривошипно-шатунного механизма двигателя 1, под действием которого через муфту 63 приводится во вращение вал 62 ротора. При вращении ротора 61 на обмотках статора 60 генератора 7 переменного тока возникает электродвижущаяся сила, создающая на вторичных обмотках напряжение трехфазного переменного тока. Напряжение с выхода статора 60 генератора 7 переменного тока через регулятор напряжения 8 поступает на вход первого 11 коммутатора устройства коммутации и далее через первую 14 силовую шину блока шин, блок 16 ввода цепей передается в линию 17 питания потребителей при работе генераторного комплекса первого электроагрегата.When starting the first electric unit, the
При запуске второго электроагрегата двигатель 21 преобразует энергию топлива в механическую энергию, которая приводит в движение коленчатый вал 69 кривошипно-шатунного механизма двигателя 21, под действием которого через муфту 68 приводится во вращение вал 67 ротора. При вращении ротора 66 на обмотках статора 65 генератора 27 переменного тока возникает электродвижущаяся сила, создающая на вторичных обмотках напряжение трехфазного переменного тока. Напряжение с выхода статора 65 генератора 27 переменного тока через регулятор напряжения 28 поступает на вход второго 12 коммутатора устройства коммутации и далее через вторую 15 силовую шину блока шин, блок 16 ввода цепей передается в линию 18 питания потребителей при работе генераторного комплекса второго электроагрегата.When the second electric unit is started, the
Питание нагрузки от внешней сети осуществляется через устройство коммутации электростанции. Для этого необходимо подключить нагрузку к линии 17 питания потребителей или к линии 18 питания с помощью кабельных линий из комплекта электростанции. Включить выключатель и автоматы защиты внешней сети на блоке оперативного питания. Подать трехфазное напряжение 380 В переменного тока частотой 50 Гц от внешней сети на контакты вилки СЕТЬ, расположенной на блоке выводов 16 электростанции. Включить выключатель СЕТЬ, расположенный в операторском отсеке кузова. Проверить функционирование автоматического защитно-отключающего устройства и включить соответствующие контакторы в третьем коммутаторе 13 устройства коммутации. Контакторы включаются по команде САПАУ.The load is supplied from the external network through the switching device of the power plant. For this, it is necessary to connect the load to the
При увеличении нагрузки в электростанции обеспечивается постоянство выходной мощности за счет цепи регулирования напряжения путем воздействия информации, поступающей с выхода блока датчиков 3 (23) первого или второго электроагрегата через блок 31 сбора и обработки на вход блока 32 управления станции. В блоке 32 по принятой информации вырабатываются сигналы управления, поступающие на вход блока 9 коррекции напряжения, с выхода которого управляющие сигналы воздействуют на регулятор напряжения 8 и поддерживают в нем постоянное напряжение, что способствует сохранению постоянства мощности, вырабатываемой генератором 7 переменного тока. Одновременно с информационного выхода регулятора 8 сигнал поступает на блок б коррекции частоты, который осуществляет измерение частоты контролируемого напряжения, сравнение ее с эталонной частотой, выделение сигнала рассогласования и подачу команды на вход блока 4 исполнительных устройств, на управляющий вход которого с выхода блока 32 поступает управляющий сигнал, под действием которого осуществляется влияние на систему регулирования частоты оборотов коленчатого вала двигателя 1 и соответственно на частоту генерируемого напряжения. При этом происходит увеличение оборотов вала двигателя и соответственно изменяется скорость вращения вала ротора генератора 7 переменного тока, что приводит к изменению частоты генерируемого им напряжения.When the load in the power plant increases, the output power is constant due to the voltage control circuit by exposure to information from the output of the sensor unit 3 (23) of the first or second power unit through the collection and
Остановка электроагрегата.Power unit shutdown.
Остановка электроагрегата при работе на автоматическом управлении производится по командам САПАУ.The shutdown of the power unit during operation on automatic control is performed according to the commands of SAPAU.
При работе на ручном управлении остановка электроагрегата обеспечивается с помощью выключателя СТОП, расположенного на щите управления агрегатом. Предварительно следует отключить нагрузку выключателем, расположенным на том же щите управления электроагрегата, и охладить двигатель работой на холостом ходу в течение определенного времени. В этом случае система управления обеспечивает остановку электроагрегата прекращением подачи топлива. В экстренных случаях остановка электроагрегатов может быть произведена нажатием кнопки ЭКСТРЕННЫЙ ОСТАНОВ. При этом система управления обеспечивает отключение нагрузки и остановку электроагрегатов прекращением подачи топлива и воздуха. После срабатывания стоп-устройства, перекрывающего подачу воздуха, необходимо взвести его вручную.When working on manual control, the stop of the power unit is ensured by the STOP switch located on the unit control panel. First, disconnect the load with a switch located on the same control panel of the electric unit, and cool the engine by idling for a certain time. In this case, the control system ensures that the power unit is stopped by stopping the supply of fuel. In emergency cases, the power units can be stopped by pressing the EMERGENCY STOP button. At the same time, the control system provides load shedding and power units shutdown by stopping the supply of fuel and air. After triggering the stop device, blocking the air supply, you must cock it manually.
Технико-экономический эффект предлагаемой передвижной электростанции заключается в повышении надежности обеспечения питанием потребителей за счет увеличения ресурса безотказности работы электростанции в условиях резких изменений нагрузки и предупреждении возникновения различных аварийных ситуаций при работе электростанции.The technical and economic effect of the proposed mobile power plant is to increase the reliability of supplying consumers with food by increasing the service life of the power plant under conditions of sudden changes in load and preventing various emergency situations during operation of the power plant.
Наличие в предлагаемой электростанции системы автоматизированного противоаварийного управления, обеспечивающей автоматический объективный контроль состояния функциональных технологических систем по многим показателям и автоматическое управление ими, контроль действий экипажа по управлению электростанцией и автоматическое блокирование действий, которые могут привести к аварийным ситуациям, сохранение работоспособности в различных ситуациях, прогноз аварийных ситуаций, автоматическое противодействие аварийным процессам с использованием исполнительных устройств и выдачу рекомендаций экипажу по способам их предупреждения в ситуациях, когда необходимы вмешательства человека в процесс реализации решения по управлению функциональными технологическими системами, ручное управление исполнительными устройствами ФТС при отказе вычислительного комплекса, способствует поддержанию постоянства параметров двигателей и генераторных комплексов, приводит к увеличению ресурса безотказности работы электростанции и обеспечению непрерывности питания потребителей в различных ситуациях.The presence in the proposed power plant of an automated emergency control system that provides automatic objective monitoring of the state of functional technological systems according to many indicators and their automatic control, control of crew actions to control the power plant and automatic blocking of actions that can lead to emergency situations, maintaining operability in various situations, forecast emergency situations, automatic response to emergency processes using using executive devices and issuing recommendations to the crew on ways to prevent them in situations when human intervention is necessary in the process of implementing a decision to manage functional technological systems, manual control of FCS executive devices in the event of a computer complex failure helps to maintain the constancy of the parameters of engines and generator complexes, leading to an increase resource reliability of the power plant and ensuring the continuity of power supply to consumers in in different situations.
Кроме того, в предлагаемой передвижной электростанции за счет реализации функционального контроля, автоматического тестирования и диагностирования программными способами состояния оборудования и ее управляющих устройств обеспечиваются автоматический поиск и замена вышедших из строя блоков, поддержание работоспособности станции, что также приводит к снижению отказов в работе электростанции и повышению ее надежности.In addition, in the proposed mobile power station, due to the implementation of functional control, automatic testing and software diagnostics of the condition of the equipment and its control devices, automatic search and replacement of failed units is ensured, the station is operational, which also leads to a decrease in the failure of the power plant and an increase its reliability.
Испытания изготовленного опытного образца передвижной электростанции показали ее преимущества по сравнению с прототипом, в том числе по надежности ее работы в 2,5 раза. При этом наработка на отказ предлагаемой электростанции увеличилась с 600 до 1500 часов.Tests of the manufactured prototype of the mobile power station showed its advantages compared to the prototype, including 2.5 times the reliability of its operation. Moreover, the mean time between failures of the proposed power plant increased from 600 to 1,500 hours.
Источники информацииInformation sources
1. Китаев В.Е. и др. Электропитание устройств связи. - М.: Связь, 1975.1. Kitaev V.E. and others. Power supply of communication devices. - M.: Communication, 1975.
2. Электротехнические средства инженерного вооружения. Под ред. канд. техн. наук П.В.Янкаускаса. - М.: Воениздат, 1989, с.216-219.2. Electrical engineering weapons. Ed. Cand. tech. Sciences of P.V. Yankauskas. - M .: Military Publishing House, 1989, p. 216-219.
3. Электростанция «Толуол-30» (прототип).3. Power plant "Toluene-30" (prototype).
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132860/09A RU2295189C1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Mobile power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132860/09A RU2295189C1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Mobile power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2295189C1 true RU2295189C1 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=37992589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005132860/09A RU2295189C1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Mobile power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2295189C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666792C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-09-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method and device for protection of the network of the autonomous power plant |
| RU2681201C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-03-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method for protecting mains of stand-alone power plant |
| RU2681522C1 (en) * | 2018-03-07 | 2019-03-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method of protection of the ship electric power system |
| RU2687290C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method of protecting an autonomous power plant network |
| RU2723544C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-06-15 | Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") | Automatic emergency load control system in isolated power system |
| RU2815985C1 (en) * | 2023-04-14 | 2024-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Микросистема" | Power plant equipment fault diagnosis system |
-
2005
- 2005-10-26 RU RU2005132860/09A patent/RU2295189C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666792C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-09-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method and device for protection of the network of the autonomous power plant |
| RU2681522C1 (en) * | 2018-03-07 | 2019-03-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method of protection of the ship electric power system |
| RU2681201C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-03-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method for protecting mains of stand-alone power plant |
| RU2687290C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method of protecting an autonomous power plant network |
| RU2723544C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-06-15 | Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") | Automatic emergency load control system in isolated power system |
| RU2815985C1 (en) * | 2023-04-14 | 2024-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Микросистема" | Power plant equipment fault diagnosis system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8102077B2 (en) | Power generation and distribution system configured to provide power to a motor | |
| CN100367623C (en) | Electrical system for a ship | |
| US7980905B2 (en) | Method and apparatus for providing power to a marine vessel | |
| US7262516B2 (en) | Methods and systems for operating engine generator sets | |
| US7122916B2 (en) | Multi-unit power generation system for stand-alone and grid connected operation | |
| RU2295189C1 (en) | Mobile power plant | |
| US11322267B2 (en) | Fault tolerant turbine speed control system | |
| CN111668940B (en) | Power station control system and control method | |
| CN105584614A (en) | Ship energy management system based on hot redundancy controllers | |
| CN112636459A (en) | Unmanned aerial vehicle intelligence power supply and distribution system | |
| CN109088395A (en) | Protection equipment for generator based on closed loop Ship Electrical Power System | |
| Ilyushin | Analysis of the specifics of selecting relay protection and automatic (RPA) equipment in distributed networks with auxiliary low-power generating facilities | |
| GB2052185A (en) | Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation | |
| Buaphan et al. | Development of expert system for fault diagnosis of an 8-MW bulb turbine downstream irrigation hydro power plant | |
| JP3892547B2 (en) | Grid-connected distributed power system | |
| RU2318282C1 (en) | Computerized no-break power supply system | |
| RU2345465C1 (en) | Conveyor-design diesel power plant | |
| RU2756390C1 (en) | Electric power supply system | |
| CN217590342U (en) | Diesel engine unit of LLS (liquid level indicator) system of nuclear power plant and control cabinet thereof | |
| Pacheco et al. | Power management system in an industrial plant | |
| Zhang et al. | Generator Automatic Control System | |
| RU2218587C2 (en) | Complex of automatization means of gas-piston electric plant | |
| CN114323378B (en) | Electric power dynamometer system and electric power dynamometer method | |
| RU106400U1 (en) | CONTROL UNIT FOR DIESEL ELECTRIC UNITS | |
| Jaleel et al. | Power management system in vessel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091027 |