RU2681940C1

RU2681940C1 - Method of protection of the ship electric power system

Info

Publication number: RU2681940C1
Application number: RU2018110027A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Широков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис"
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2019-03-14

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: use in the field of electrical engineering for the protection of ship and other autonomous electric power systems (SEPS) with parallel operating GU in case of failure of one or several of them. Method allows to solve the problem of protecting the SEPS by running the emergency generating unit (EGU) until the disappearance of the voltage in the network in the case of operation of any number of GU. According to the method of protection of the ship electric power system when one or several GUs go into a faulty state before they are turned off, they form a command to launch the EGU, provided that the SEPS is in operation mode, where disabling this (these) faulty GU(s) will lead to the disappearance of the mains voltage.EFFECT: ensuring the launch of ADG in the event that any numbers of GUs work on the network.5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты судовых электроэнергетических систем (СЭЭС).The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect marine electrical power systems (SEES).

Известен способ защиты сети СЭЭС (А.П. Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. -, 440 с.), заключающийся в том, что при исчезновении напряжения в сети запускается аварийный дизель генераторный агрегат (АДГ).There is a method of protecting the SEES network (A.P. Baranov. Ship automated electric power systems: Textbook for universities. 2nd ed., Revised and revised / SPb .: Sudostroenie, 2005. -, 440 pp.), Which consists in the fact that when the voltage disappears in the network, an emergency diesel generator unit (ADG) is launched.

Этот способ позволяет восстановить электроснабжение ответственных приемников электроэнергии (ПЭ), работающих в аварийном режиме, до момента запуска резервного генераторного агрегата (ГА).This method allows you to restore power to critical power receivers (PE), operating in emergency mode, until the start of the backup generator unit (GA).

Недостаток способа заключается в том, что на запуск АДГ необходимо время, в течение которого не работает рулевое управление судна, пожарный и осушительные насосы, главная двигательная установка судна и другие ПЭ, от работы которых зависит безопасность судна и экипажа.The disadvantage of this method is that it takes time for the ADG to start, during which the steering system of the vessel, the fire engine and dehumidification pumps, the main propulsion system of the vessel and other PEs, the operation of which depends on the safety of the vessel and crew, do not work.

Наиболее близким к предложенному является способ защиты СЭЭС, реализованный в устройстве (AC SU N1709463 A1, Н02J 9/06 от 30.01.1992), согласно которому команда на запуск АДГ подается только при одиночной работе ГА, если хотя бы один из параметров, характеризующих его техническое состояние отклонился за пределы допкска.Closest to the proposed one is the SEES protection method implemented in the device (AC SU N1709463 A1, Н02J 9/06 of 01/30/1992), according to which the command to start the ADH is given only during single operation of the GA, if at least one of the parameters characterizing it technical condition deviated beyond dopskska.

Данный способ позволяет заранее запустить АДГ и избежать перерыва в электроснабжении ответственный ПЭ судна, но только в одном режиме работы СЭЭС - когда на сеть работает только один ГА.This method allows you to start the ADG in advance and to avoid a break in the power supply of the responsible PE of the vessel, but only in one mode of operation of the SEES - when only one GA operates on the network.

В случае, когда работают несколько ГА и возникает неисправность, которая приводит к исчезновению напряжения в сети, этот способ не работает, команда на запуск АДГ своевременно не подается, что на практике вызывает перерыв в электроснабжении судна.In the case when several GAs work and a malfunction occurs that leads to the disappearance of the voltage in the network, this method does not work, the command to start the ADH is not given in a timely manner, which in practice causes a break in the ship's power supply.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения способа за счет возможности запуска АДГ в случае, когда на сеть работает любое количество ГА.The aim of the present invention is to expand the scope of the method due to the ability to run ADH in the case when any number of HAs operate on the network.

Под генераторным агрегатом будем понимать техническую установку, состоящую из первичного двигателя (на судах, как правило это дизель, паровая или газовая турбина), генератора (обычно применяется синхронный генератор переменного тока или генератор постоянного тока независимого или смешанного возбуждения) и средств автоматизации, обеспечивающих автоматический пуск и остановку ГА, синхронизацию, распределение нагрузок и стабилизацию частоты сети.By a generating set we mean a technical installation consisting of a primary engine (on ships, usually a diesel, steam or gas turbine), a generator (usually a synchronous alternating current generator or a direct current generator of independent or mixed excitation) and automation means providing automatic start and stop the GA, synchronization, load distribution and stabilization of the network frequency.

Заявляемый способ позволяет решить проблему своевременного запуска АДГ при возникновении неисправности, которая приводит к исчезновению напряжения в сети при любом количестве работающих ГА.The inventive method allows to solve the problem of the timely start of the ADH in the event of a malfunction, which leads to the disappearance of the voltage in the network for any number of working GA.

Для решения указанной проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в способе защиты судовой электроэнергетической системы при переходе одного или нескольких ГА в несправное состояние, формируют команду на запуск АДГ, при условии, что СЭЭС находится в режиме функционирования, при котором отключение этого (этих) неисправного (неисправных) ГА приведет к исчезновению напряжения в сети.To solve this problem, the following set of essential features is used: in the method of protecting the ship’s electric power system when one or several power generators go into an invalid state, they form a command to start the ADH, provided that the SEES is in operation mode, in which the shutdown of this (these) faulty (faulty) GA will lead to the disappearance of voltage in the network.

Сущность изобретения заключается в том, что в здесь как и в прототипе запуск АГА осуществляют до момента исчезновения напряжения в сети, но в отличие от прототипа, для любого количества работающих ГА, для чего контролируют параметры, характеризующие техническое состояние (ТС) каждого из ГА, определяют момент выхода хотя бы одного из этих параметров за пределы допуска, то есть момент перехода соответствующего ГА в неисправное состояние, и если, исходя из режима работы СЭЭС, отключение неисправного (неисправных) ГА приведет к исчезновению напряжения в сети, то подают команду на запуск АГА. Применение способа основано на том, что ГА имеют достаточно большую инерционность и даже тогда, когда они переходят в неисправное состояние в течение некоторого времени могут выполнять свои функции в некоторых режимах работы. В дальнейшем при ухудшении параметров, характеризующих ТС, эти неисправные агрегаты перестают работать, отключаются защитой, что может привести к исчезновению напряжение в сети, обесточиванию судна, но может и не привести, что определяется режимом работы СЭЭС в момент отключения. Именно по этой причине запуск АДГ осуществляется не при каждом отключении неисправного ГА, а только тогда, когда СЭЭС находится в таком режиме функционирования, при котором это отключение приведет к исчезновению напряжения в сети, например, после срабатывания средств защиты. Тем более что АГА для сокращения времени имеет упрощенный алгоритм пуска, а это негативно сказывается на ресурсе двигателя и слишком частые пуски не желательны. В качестве аварийного источника электроэнергии на судах обычно используют аварийный дизель генератор - АДГ.The essence of the invention lies in the fact that here, as in the prototype, the AGA is launched until the voltage disappears in the network, but unlike the prototype, for any number of operating GAs, for which parameters characterizing the technical condition (TS) of each GA are controlled, determine the moment when at least one of these parameters goes beyond the tolerance, that is, the moment the corresponding GA switches to a faulty state, and if, based on the SEES operating mode, disconnecting the faulty (faulty) GA will lead to Costumed in a network, then gives the command to start the AHA. The application of the method is based on the fact that GAs have a sufficiently large inertia and even when they become malfunctioning for some time they can perform their functions in some operating modes. In the future, when the parameters characterizing the vehicle deteriorate, these faulty units cease to work, are switched off by the protection, which can lead to the disappearance of the voltage in the network, power failure to the vessel, but may not result, which is determined by the operation mode of the SEES at the time of shutdown. It is for this reason that the ADG is launched not every time a faulty GA is turned off, but only when the SEES is in a mode of operation in which this shutdown will lead to the disappearance of voltage in the network, for example, after the operation of protective equipment. Moreover, the AGA has a simplified start algorithm to reduce time, and this negatively affects the engine resource and too frequent starts are not desirable. As an emergency source of electricity on ships usually use an emergency diesel generator - ADG.

Рассмотрим несколько режимов работы СЭЭС, при которых произойдет исчезновение напряжения в сети при отключении ГА, перешедшего (перешедших) в неисправное состояние.Consider several modes of operation of the SEES, in which there will be a disappearance of voltage in the network when the GA is switched off, which has passed (has passed) into a faulty state.

1. Если нагрузка СЭЭС такова что отключение неисправного (неисправных) ГА, то есть ГА, параметры, характеризующие ТС которых вышли за значения допуска, приведет к перегрузке ГА, оставшихся исправными, то есть если нагрузка любого из оставшихся исправными ГА окажется выше допустимой величины, определяемой его перегрузочной способностью (Р перегр.). В этом случае первичные двигатели (например, дизели) не смогут работать с требуемой частотой вращения и остановятся, что приведет к исчезновению напряжения в сети. Для того, чтобы этого не произошло, предлагается до момента отключения неисправного (неисправных) ГА запустить АГА.1. If the load of the SEES is such that the shutdown of the faulty (faulty) GA, that is, the GA, the parameters characterizing the vehicles of which are beyond the tolerance values, will lead to the overload of the GAs remaining operational, that is, if the load of any of the remaining operational GAs is higher than the permissible value, determined by its overload capacity (P overload.). In this case, the primary engines (for example, diesel engines) will not be able to operate at the required speed and will stop, which will lead to the disappearance of the voltage in the network. In order to prevent this from happening, it is proposed to start the AGA until the faulty (faulty) GA is turned off.

2. Если все работающие ГА перешли в неисправное состояние. Допустим, что на сеть параллельно работает несколько ГА и в каждом из них одновременно (например, вследствие техногенных факторов) произошло отклонение параметров, характеризующих их ТС, например, повысилась выше значения некритической АПС (А.П. Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. -, 461 с, табл. 16.1), температура охлаждающей воды. До тех пор, пока температура охлаждающей воды не превысит значения критической АПС, ГА продолжат работать и снабжать электроэнергией СЭЭС, а затем будут отключены защитой, что приведет к исчезновению напряжения в сети. Чтобы этого избежать предлагается заблаговременно запустить АГА, до того как температура охлаждающей воды достигнет значения критической АПС.2. If all operating GAs have fallen into a malfunctioning state. Suppose that several GAs operate in parallel with the network and in each of them simultaneously (for example, due to technogenic factors) the parameters characterizing their TS deviate, for example, they increase above the value of the non-critical APS (AP Baranov. Ship automated electric power systems: Training . for universities. 2 ed., revised and add. / SPb .: Sudostroenie, 2005.-, 461 s, table 16.1), temperature of cooling water. Until the temperature of the cooling water exceeds the critical APS value, the gas generators will continue to work and supply electric power to the SEES, and then they will be turned off by the protection, which will lead to the disappearance of the voltage in the network. To avoid this, it is proposed to start the AGA in advance before the temperature of the cooling water reaches the critical APS value.

Оба этих жима являются универсальными и могут возникнуть в любой СЭЭС. Однако существуют и частные случаи, например, если система распределения активных нагрузок и стабилизации частоты сети при параллельной работе ГА организована по принципу использования базового (ведущего) ГА (А.П. Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. -, с. 261, рис. 9.10.) В этом случае режимом функционирования СЭЭС при котором произойдет исчезновение напряжения в сети после отключения неисправного ГА является режим, при котором в неисправное состояние переходит базовый (ведущий) ГА, так как его отключение приведет к остановке всех работающих ГА. В этом случае предлагается запустить АГА в случае перехода в неисправное состояние базового (ведущего) ГА.Both of these presses are universal and can occur in any SEES. However, there are special cases, for example, if the system of distribution of active loads and stabilization of the network frequency during parallel operation of the GA is organized according to the principle of using a basic (leading) GA (A.P. Baranov. Ship automated electric power systems: Textbook for universities. 2 nd ed., revised and revised / SPb .: Sudostroenie, 2005. -, p. 261, Fig. 9.10.) In this case, the mode of operation of the SEES in which there will be a disappearance of voltage in the network after disconnecting a faulty GA is a mode in which faulty condition moves the base (master) GA, as disabling it will stop all working GA. In this case, it is proposed to start the AGA in the event of a transition to the malfunctioning state of the base (leading) GA.

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - расширение области применения способа за счет возможности запуска АДГ в случае, когда на сеть работает любое количество ГА - решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed method and the prototype showed that the task is to expand the scope of the method due to the ability to run ADH in the case when any number of GAs work on the network - it is solved as a result of a new set of features, which proves the conformity of the proposed invention with the patentability criterion of “novelty”.

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электроснабжения не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the information search in the field of power supply did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the method meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 2 представлена одна из возможных функциональных схем блока идентификации режима запуска АДГ для случая параллельной работы двух ГА.The invention is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 presents a functional diagram of a device that implements the proposed method; in FIG. Figure 2 presents one of the possible functional diagrams of the unit for identifying the ADG start-up mode for the case of parallel operation of two GAs.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (Фиг. 1), содержит по числу ГА: 1.1, 1.2 … 1.n - датчики активной нагрузки, 2.1, 2.2 … 2.n - блоки контроля технического состояния ГА, 3.1, 3.2 … 3.n - датчики работы ГА, а так же 4 - блок идентификации режима запуска АДГ и 5 - блок запуска АДГ, при этом выходы датчиков активной нагрузки 1.1, 1.2 … 1.n соединены с первыми соответствующими входами блока идентификации режима запуска АДГ 4, выходы блоков контроля технического состояния ГА 2.1, 2.2 … 2.n соединены с соответствующими вторыми входами блока идентификации режима запуска АДГ 4, выходы датчиков работы 3.1, 3.2 … 3.n - соединены с третьими соответствующими входами блока идентификации режима запуска АДГ 4, выход которого соединен с входом блока запуска АДГ 5.A device that implements the proposed method (Fig. 1) contains, according to the number of GAs: 1.1, 1.2 ... 1.n - active load sensors, 2.1, 2.2 ... 2.n - control units for the technical condition of GA, 3.1, 3.2 ... 3.n - GA operation sensors, as well as 4 - an ADG start-up identification block and 5 - an ADG start-up block, while the outputs of the active load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n are connected to the first corresponding inputs of the ADG 4 start-up identification block, the outputs of the technical control units GA states 2.1, 2.2 ... 2.n are connected to the corresponding second inputs of the launch mode identification block ADG 4, the outputs of the operation sensors 3.1, 3.2 ... 3.n are connected to the third corresponding inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode, the output of which is connected to the input of the ADG 5 start-up block.

Датчик активной нагрузки - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал в виде напряжения, пропорционального активной нагрузке соответствующего ГА; блок контроля технического состояния - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», когда хотя бы один из параметров, характеризующих работоспособное состояние ГА вышел за пределы допуска, блок аналогичный применяемому в устройстве, реализующем способ, принятый за прототип; датчик работы ГА - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», когда данный ГА работает, в качестве этого блока можно использовать, например, блок контакты автоматического выключателя соответствующего генератора; блок идентификации режима запуска АДГ - новый функциональный блок, обеспечивающий идентификацию режима работы СЭЭС с любым количеством работающих ГА, при котором отключение неработоспособного (неработоспособных) ГА приведет к исчезновению напряжения в сети и в случае перехода в это время одного или нескольких ГА в неработоспособное состояние, формирует сигнал на запуск АДГ, одна из возможных функциональных схем блока идентификации режима запуска АДГ 4 для случая параллельной работы двух ГА представлена на Фиг. 2; блок запуска АДГ - известный функциональный блок, обеспечивающий запуск АДГ, когда на его вход поступает сигнал логической «1», блок аналогичный применяемому в устройстве, реализующем способ, принятый за прототип.Active load sensor - a known functional unit that generates a signal in its output in the form of a voltage proportional to the active load of the corresponding GA; technical condition control unit — a known functional unit that generates a logical “1” signal at its output when at least one of the parameters characterizing the operational state of the GA has exceeded the tolerance, a block similar to that used in the device that implements the method adopted for the prototype; GA operation sensor - a well-known functional unit that generates a logical “1” signal at its output when this GA operates, for example, you can use, for example, the contacts block of the circuit breaker of the corresponding generator; ADG start-up identification unit - a new functional unit that provides identification of the SEES operating mode with any number of operating GAs, in which disconnecting an inoperative (inoperative) GA will lead to the disappearance of voltage in the network and in the event of one or more GAs becoming inoperative, generates a signal to start the ADH, one of the possible functional circuits of the identification block of the start-up mode of the ADH 4 for the case of parallel operation of two HA is shown in FIG. 2; ADG start-up block is a well-known functional block that ensures the start of ADG when a logical “1” signal is received at its input, a block similar to that used in a device that implements the method adopted for the prototype.

На Фиг. 2 представлена одна из возможных функциональных схем блока идентификации режима запуска АДГ 4 для случая параллельной работы двух ГА. Блок 4 содержит блок сложения 6, пороговый блок 7, первый логический элемент «И» 8, второй логический элемент «И» 9, третий логический элемент «И» 10, логический элемент «НЕ» 11, четвертый логический элемент «И» 12, пятый логический элемент «И» 13, первый логический элемент «ИЛИ» 14, второй логический элемент «ИЛИ» 15, причем первый и второй из первых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соединены с первым и вторым входом блока сложения 6 соответственно, выход которого соединен с входом порогового блока 7, выход порогового блока 7 соединен с первым входом первого логического элемента «И» 8, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента «ИЛИ» 15, первый из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соединен с первым входом второго логического элемента «И» 9, первым входом четвертого логического элемента «И» 12 и первым входом первого логического элемента «ИЛИ» 14, второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соединен со вторым входом второго логического элемента «И» 9, первым входом пятого логического элемента «И» 13 и вторым входом первого логического элемента «ИЛИ» 14, выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента «И» 8, выход второго логического элемента «И» 9 соединен с вторым входом второго логического элемента «ИЛИ» 15, первый из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соединен с первым входом третьего логического элемента «И» 10 и вторым входом четвертого логического элемента «И» 12,второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соединен с вторым входом третьего логического элемента «И» 10 и вторым входом пятого логического элемента «И» 13, выход третьего логического элемента «И» 10 соединен с третьим входом второго логического элемента «И» 9 и входом логического элемента «НЕ» 11, выход которого соединен с третьими входами четвертого и пятого логических элементов «И» 12 и 13, выход четвертого логического элемента «И» 12 соединен с третьим входом второго логического элемента «ИЛИ» 15, выход пятого логического элемента «И» 13 соединен с четвертым входом второго логического элемента «ИЛИ» 15, выход которого соединен с выходом блока идентификации режима запуска АДГ 4.In FIG. Figure 2 presents one of the possible functional diagrams of the unit for identifying the ADG 4 launch mode for the case of parallel operation of two HA. Block 4 contains addition block 6, threshold block 7, the first logical element "AND" 8, the second logical element "AND" 9, the third logical element "AND" 10, the logical element "NOT" 11, the fourth logical element "AND" 12, the fifth logical element "AND" 13, the first logical element "OR" 14, the second logical element "OR" 15, and the first and second of the first inputs of the identification block of the startup mode ADG 4 are connected to the first and second input of the addition unit 6, respectively, the output of which connected to the input of the threshold block 7, the output of the threshold block 7 is connected to the first input of the first logical element "AND" 8, the output of which is connected to the first input of the second logical element "OR" 15, the first of the second inputs of the identification block of the startup mode ADG 4 is connected to the first input of the second logical element "AND" 9, the first input of the fourth logical the "And" element 12 and the first input of the first logical element "OR" 14, the second of the second inputs of the identification block of the startup mode ADG 4 is connected to the second input of the second logical element "And" 9, the first input of the fifth logical element "And" 13 and the second the course of the first logical element "OR" 14, the output of which is connected to the second input of the first logical element "AND" 8, the output of the second logical element "AND" 9 is connected to the second input of the second logical element "OR" 15, the first of the third inputs of the mode identification block the ADG 4 start-up is connected to the first input of the third logical element “AND” 10 and the second input of the fourth logical element “AND” 12, the second of the third inputs of the identification block of the identification mode of the ADG 4 start-up is connected to the second input of the third logic element “10” and the second the house of the fifth logical element "AND" 13, the output of the third logical element "AND" 10 is connected to the third input of the second logical element "AND" 9 and the input of the logical element "NOT" 11, the output of which is connected to the third inputs of the fourth and fifth logical elements "AND" "12 and 13, the output of the fourth logical element" AND "12 is connected to the third input of the second logical element" OR "15, the output of the fifth logical element" AND "13 is connected to the fourth input of the second logical element" OR "15, the output of which is connected to the output identification block Startup Mode 4 ADH.

Блок идентификации режима запуска АДГ 4, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2, работает следующим образом.The ADG 4 launch mode identification block, the functional diagram of which is shown in FIG. 2, works as follows.

На первый и второй входы блока сложения 6 (первый и второй из первых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4) поступают сигналы, пропорциональный величине активной нагрузки первого (Р1) и второго (Р2) ГА соответственно. На выходе блока 6 формируется сигнал, пропорциональный сумме этих нагрузок Рсум.=Р1+Р2 и поступает на вход порогового блока 7, где сравнивается с пороговым значением, равным величине нагрузки, определяемой перегрузочной способностью одного ГА, при загрузке выше которой данный ГА работать не сможет (Рперегр.). Если будет выполнено условие Рсум.>Рперегр., то на выходе порогового блока 7 появится сигнал логической «1», появление которого означает, что режим работы СЭЭС идентифицирован как режим, при котором отключение одного из ГА приведет к исчезновению напряжения в сети. Сигнал логической «1» с выхода порогового блока 7 поступит на первый вход первого логического элемента «И» 8. Если при этом хотя бы один из параметров, характеризующих работоспособное состояние первого или второго ГА вышел за значение допуска, то соответственно на первый или второй вход первого логического элемента «ИЛИ» 14 (первый или второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 соответственно) поступит сигнал логической «1» и на его выходе появится сигнал логической «1», который поступит на второй вход первого логического элемента «И» 8. Так как на первый и второй входы первого логического элемента «И» 8 поступил сигнал логической «1», то на его выходе формируется сигнал логической «1», информирующий о том, что оба условия для запуска АГА - хотя бы один из работающих ГА перешел в неисправное состояние и СЭЭС находится в таком режиме работы, когда отключение неисправного ГА приведет к исчезновению напряжения в сети, выполнены. Сигнал логической «1» с выхода первого логического элемента «И» 8 поступает на первый вход второго логического элемента «ИЛИ» 15, на выходе которого появляется сигнал на запуск АГА в виде логической «1», который поступает на выход блока идентификации режима запуска АДГ 4.The first and second inputs of addition block 6 (the first and second of the first inputs of the identification block of the ADG start mode 4) receive signals proportional to the active load of the first (P1) and second (P2) GA, respectively. At the output of block 6, a signal is generated proportional to the sum of these loads Psum. = P1 + P2 and is fed to the input of threshold block 7, where it is compared with a threshold value equal to the value of the load determined by the overload capacity of one GA, when loading above which this GA will not be able to work (Repreg.). If the condition Рсум.> Рпредр. Is fulfilled, then the logical 1 signal will appear at the output of threshold block 7, the appearance of which means that the operation mode of the SEES is identified as a mode in which disconnection of one of the GA will lead to the disappearance of voltage in the network. Logical signal “1” from the output of threshold block 7 will go to the first input of the first logical element “AND” 8. If at the same time at least one of the parameters characterizing the operational state of the first or second GA has exceeded the tolerance value, then respectively the first or second input the first logical element "OR" 14 (the first or second of the second inputs of the identification block of the start mode of the ADG 4, respectively) will receive a logical signal "1" and its output will display a logical signal "1", which will go to the second input of the first logical th element “I” 8. Since the logical “1” signal was received at the first and second inputs of the first logical element “And” 8, a logical “1” signal is generated at its output, informing that both conditions for triggering the AGA are at least one of the operating GAs has fallen into a faulty state and the SEPS is in such a mode of operation when disconnecting a faulty GA will lead to the disappearance of voltage in the network, have been completed. Logical signal "1" from the output of the first logical element "AND" 8 is fed to the first input of the second logical element "OR" 15, the output of which appears a signal to start the AGA in the form of a logical "1", which goes to the output of the identification block of the ADG start mode identification block four.

В случае если работают два ГА и при этом хотя бы один из параметров, характеризующих работоспособное состояние первого и второго ГА, одновременно вышел за значение допуска, то соответственно на первый и второй вход второго логического элемента «И» 9 (первый и второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4) поступит сигнал логической «1». Так как оба ГА работают, то сигнал об этом в виде логической «1» поступает на первый и второй входы третьего логического элемента «И» 10 (первый и второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4), на выходе которого появляется сигнал логической «1» и поступает на третий вход второго логического элемента «И» 9, на выходе которого появляется сигнал логической «1», информирующий о том, что работают все (оба) ГА и все они (оба) неработоспособны и о том, что в этом режиме работы СЭЭС выполнены условия формирования команды на запуск АГА - параметры, характеризующие работоспособное состояние хотя бы одного из работающих ГА, вышли за пределы допуска и отключение неисправных ГА приведет к исчезновению напряжения в сети. Сигнал логической «1» с выхода второго логического элемента «И» 9 поступает на второй вход второго логического элемента «ИЛИ» 15, на его выходе появляется сигнал на запуск АГА в виде логической «1», который поступает на выход блока идентификации режима запуска АДГ 4.If two GAs are working and at least one of the parameters characterizing the operational state of the first and second GAs is simultaneously outside the tolerance value, then the first and second inputs of the second logical element “AND” 9 (the first and second of the second inputs block identification mode start mode ADG 4) will receive a logical signal "1". Since both GAs work, the signal about it in the form of a logical “1” is fed to the first and second inputs of the third logical element “AND” 10 (the first and second of the third inputs of the identification block of the ADG 4 launch mode identification block), at the output of which a logical signal appears “1” and goes to the third input of the second logical element “AND” 9, at the output of which a signal of logical “1” appears, informing that all (both) GAs are working and all (both) are inoperative and that In this mode of operation of the SEES, the conditions for the formation of the team to start the AG - parameters characterizing the operating state of at least one working GA, have gone beyond the tolerance and disabling faulty HA will lead to the disappearance of the supply voltage. Logical signal "1" from the output of the second logical element "AND" 9 is fed to the second input of the second logical element "OR" 15, the signal to start the AGA in the form of logical "1" appears at its output, which goes to the output of the identification block of the ADG start mode identification block four.

Если работает только один ГА, например, первый, то сигнал о его работе в виде логической «1» поступает через первый из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 на второй вход четвертого логического элемента «И» 12. Так как второй ГА не работает, то на второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 поступает сигнал логического «0» и передается на второй вход третьего логического элемента «И» 10, на выходе которого - сигнал логического «0». Этот сигнал поступает на вход логического элемента «НЕ» 11, на его выходе формируется сигнал логической «1» и поступает на третий вход четвертого логического элемента «И» 12. Если при этом первый ГА перейдет в неработоспособное состояние, то через первый из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 сигнал логической «1» поступит на первый вход четвертого логического элемента «И» 12, на выходе которого появляется сигнал логической «1», информирующий о том, что в этом режиме работы СЭЭС выполнены условия формирования команды на запуск АГА - параметры, характеризующие работоспособное состояние хотя бы одного из работающих ГА вышли за пределы допуска и отключение неисправного ГА приведет к исчезновению напряжения в сети.If only one GA is working, for example, the first, then the signal about its operation in the form of a logical “1” comes through the first of the third inputs of the identification block of the ADG 4 launch mode identification block to the second input of the fourth logical element “I” 12. Since the second GA does not work then the logical “0” signal is input to the second of the third inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode and transmitted to the second input of the third logic element “I” 10, the output of which is the logical “0” signal. This signal is fed to the input of the logical element “NOT” 11, a signal of logical “1” is generated at its output and fed to the third input of the fourth logical element “I” 12. If the first GA goes into an inoperative state, then through the first of the second inputs the identification block of the ADG 4 start-up mode, the logic signal “1” will go to the first input of the fourth logical element “I” 12, the output of which will display a logic signal “1” informing that the conditions for forming the accele AGA - the parameters characterizing the operational state of at least one of the operating GAs went beyond the tolerance and disconnecting the faulty GA will lead to the disappearance of the voltage in the network.

Если работает только второй ГА то сигнал о его работе в виде логической «1» поступает через второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 на второй вход пятого логического элемента «И» 13. Так как первый ГА не работает, то на первый из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 поступает сигнал логического «0» и передается на первый вход третьего логического элемента «И» 10, на выходе которого - сигнал логического «0». Этот сигнал поступает на вход логического элемента «НЕ» 11, на его выходе формируется сигнал логической «1» и поступает на третий вход пятого логического элемента «И» 13. Если при этом второй ГА перейдет в неработоспособное состояние, то через второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 сигнал логической «1» поступит на первый вход пятого логического элемента «И» 13, на выходе которого появляется сигнал логической «1», информирующий о том, что в этом режиме работы СЭЭС выполнены условия формирования команды на запуск АГА - параметры, характеризующие работоспособное состояние хотя бы одного из работающих ГА вышли за пределы допуска и отключение неисправного ГА приведет к исчезновению напряжения в сети.If only the second GA is working, then the signal about its operation in the form of a logical “1” comes through the second of the third inputs of the identification block of the ADG 4 launch mode identification unit to the second input of the fifth logical element “I” 13. Since the first GA does not work, then the first of of the third inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode, a logical “0” signal is received and transmitted to the first input of the third logical element “I” 10, the output of which is a logical “0” signal. This signal is fed to the input of the logical element “NOT” 11, a signal of logical “1” is generated at its output and fed to the third input of the fifth logical element “AND” 13. If the second GA goes into an inoperative state, then through the second of the second inputs the identification block of the ADG start-up mode 4, the logic signal “1” will go to the first input of the fifth logical element “I” 13, the output of which appears a logic signal “1”, informing that in this mode of operation of the SEES the conditions for the formation of the command to launch the AGA are fulfilled - the parameters characterizing the operational state of at least one of the operating GAs are out of tolerance and disconnecting a faulty GA will lead to the disappearance of the voltage in the network.

Таким образом, блок идентификации режима запуска АДГ (Фиг. 2) обеспечивает идентификацию режима работы СЭЭС, при котором отключение неработоспособного (неработоспособных) ГА приведет к исчезновению напряжения в сети и в случае перехода в это время одного или нескольких ГА в неработоспособное состояние, формирует сигнал на запуск АДГ.Thus, the unit for identifying the ADG start-up mode (Fig. 2) provides the identification of the SEES operating mode, in which the shutdown of the inoperative (inoperative) GA will lead to the disappearance of the voltage in the network and if one or several GAs go into an inoperative state at this time, it generates a signal to launch ADH.

Устройство, реализующее предложенный способ защиты СЭЭС, функциональная схема которого представлена на Фиг. 1 работает следующим образом.A device that implements the proposed method for protecting the SEES, the functional diagram of which is presented in FIG. 1 works as follows.

При работе нескольких, например п, ГА датчики работы ГА 3.1, 3.2 … 3.n на своих выходах формируют сигналы логической «1», которые поступают на соответствующие из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4. Сигналы, пропорциональные загрузке каждого ГА с выходов датчиков активной нагрузки 1.1, 1.2 … 1.n поступают на соответствующие из первых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4. В случае если хотя бы один из параметров характеризующих работоспособное состояние ГА вышел за пределы допуска, например у m ГА, то на выходах m блоков контроля технического состояния сформируется сигнал логической «1» и поступит на m соответствующих из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4. Если m=n, то блок 4 однозначно идентифицирует возникшую ситуацию как режим запуска АДГ и сформирует на своем выходе сигнал логической «1», которая поступит на вход блока запуска АДГ 5 и он запустит АДГ. Если m<n, то блок идентификации режима запуска АДГ 4 определит загрузку каждого из m-n оставшихся исправными ГА, сравнит ее с предельно допустимой для каждого ГА и в случае, если загрузка хотя бы одного их ГА, оставшихся работоспособными окажется больше, чем предельно допустимая величина Рперегр., то сформирует команду на запуск АДГ в виде сигнала логической «1» на выходе блока 4. В противном случае, если загрузка каждого из ГА оставшихся исправными окажется меньше Рперегр., то сигнал на запуск АДГ не подается.When several, for example, n, GA, operation sensors, GA 3.1, 3.2 ... 3.n, at their outputs generate logical “1” signals, which are fed to the corresponding from the third inputs of the identification block of the ADG start-up mode identification block 4. Signals proportional to the loading of each GA from the outputs active load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n are supplied to the corresponding from the first inputs of the identification block of the ADH 4 start-up mode identification block. If at least one of the parameters characterizing the operational state of the GA is out of tolerance, for example, for m GAs, then m blocks will have outputsmonitoring the technical state, a logical “1” signal will be generated and will be sent to m corresponding from the second inputs of the identification block of the ADH start mode 4. If m = n, then block 4 will uniquely identify the situation as the ADG start mode and will generate a logical “1” signal at its output , which will go to the input of the ADG 5 launch unit and it will start the ADG. If m <n, then the ADG 4 launch mode identification block will determine the load of each of the mn remaining operational GAs, compare it with the maximum permissible for each GA, and if the loading of at least one of their GAs remaining operational is more than the maximum permissible value Reregr., Then it will form a command to start the ADH in the form of a logical “1” signal at the output of block 4. Otherwise, if the load of each of the remaining GAs is serviceable will be less than Reregr., Then the signal to start the ADG is not given.

Примеры реализации способаMethod implementation examples

Допустим, что в составе СЭЭС работают два ГА - ДГ1 и ДГ2 с номинальной мощностью по 100 кВт каждый, то есть Р1=Р2=100 кВт. Пусть перегрузочная способность агрегатов такова, что каждый из них может выдержать нагрузку в 130 кВт (Рперегр.=130 кВт), в случае, если нагрузка любого из ДГ окажется больше, чем Рперегр., то этот ГА не сможет работать и остановится.Suppose that two gas generators are operating in the SEES - DG1 and DG2 with a rated power of 100 kW each, that is, P1 = P2 = 100 kW. Let the overload capacity of the units be such that each of them can withstand a load of 130 kW (Rperegr. = 130 kW), if the load of any of the diesel engines is greater than Rperegr., Then this GA will not be able to work and stop.

Предположим, что нагрузка ДГ1 составляет 80 кВт (Р1=80 кВт), а нагрузка ДГ2 - 75 кВт (Р2=75 кВт). При этом с датчика активной нагрузки 1.1 устройства (Фиг. 1) на первый из первых входов блока идентификации режима запуска АДГ4 поступает сигнал в виде напряжения, соответствующего 80 кВт, например, 8 В, а на второй из его входов поступает сигнал, соответствующий 75 кВт, соответственно 7,5 В. Оба эти сигнала поступают на первый и второй входы блока сложения 6 (Фиг. 2), на выходе которого формируется сигнал (Р1+Р2=Рсум.), соответствующий 155 кВт (15,5 В) и поступает на вход порогового блока 7. Пороговый блок 7 сравнивает входной сигнал с пороговым значением, величина которого выбирается равной Рперегр.=130 кВт (13 В), и так как Рсум.>Рперегр., то на выходе порогового блока 7 появляется сигнал логической «1» и поступает на первый вход первого логического элемента «И» 8, на выходе которого сохраняется сигнал логического «0», так как на его второй вход поступает сигнал логического «0». Допустим, что в ДГ2 произошел разрыв трубопровода смазочного масла, при этом давление смазочного масла дизеля ДГ2 начнет резко падать и достигнет значения некритической АПС, например, 0,2 МПа. На выходе блока контроля технического состояния 2.1 (Фиг. 1) появляется сигнал логической «1» и поступит на второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, откуда поступит на второй вход первого логического элемента «ИЛИ» 14 (Фиг. 2), на выходе которого сформируется сигнал логической «1» и поступит на второй вход первого логического элемента «И» 8. Так как на первый и второй входы первого логического элемента «И» 8 поступил сигнал логической «1», то на его выходе - сигнал логической «1», который поступает на первый вход второго логического элемента «ИЛИ» 15. На выходе второго логического элемента «ИЛИ» 15 появляется сигнал логической «1» и поступает на выход блока идентификации режима запуска АДГ 4, формируется сигнал на запуск АДГ и поступает на вход блока запуска АДГ 5, осуществляется запуск АДГ. После того, как давление смазочного масла дизеля ДГ2 опустится ниже, чем значение критической АПС, например, 0,1 МПа, произойдет отключение ДГ2 от сети и вся нагрузка в 155 кВт перейдет на ДГ1. Так как нагрузка ДГ1 окажется больше, чем Рперегр., ДГ1 остановится и произойдет исчезновение напряжения в сети СЭЭС, однако АДГ уже будет запущен и мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.Suppose that the load of DG1 is 80 kW (P1 = 80 kW), and the load of DG2 is 75 kW (P2 = 75 kW). At the same time, a signal in the form of a voltage corresponding to 80 kW, for example, 8 V, is received from the active load sensor 1.1 of the device (Fig. 1) to the first of the first inputs of the identification module of the ADG4 start-up mode, and a signal corresponding to 75 kW is supplied to the second of its inputs , respectively, 7.5 V. Both of these signals are fed to the first and second inputs of addition block 6 (Fig. 2), at the output of which a signal is generated (P1 + P2 = Psum.), corresponding to 155 kW (15.5 V) and received to the input of the threshold block 7. The threshold block 7 compares the input signal with a threshold value, led whose value is chosen equal to Peregr. = 130 kW (13 V), and since Pcum.> Peregere., then at the output of threshold block 7 a logic signal “1” appears and goes to the first input of the first logic element “AND” 8, at the output which stores a logical "0" signal, since a logical "0" signal is received at its second input. Suppose that in LNG2 a breakdown of the lubricating oil pipeline occurred, while the pressure of the lubricating oil of the DG2 diesel engine begins to drop sharply and reaches a non-critical APS value, for example, 0.2 MPa. At the output of the technical condition monitoring unit 2.1 (Fig. 1), a logical “1” signal appears and will go to the second of the second inputs of the ADG start mode identification block 4, from where it will go to the second input of the first OR gate 14 (Fig. 2), at the output of which a logical “1” signal is generated and goes to the second input of the first logical element “AND” 8. Since the logical “1” signal was received at the first and second inputs of the first logical element “And” 8, then the logical signal is output "1", which goes to the first input of the second log logical element “OR” 15. At the output of the second logical element “OR” 15, a logic signal “1” appears and is fed to the output of the identification block of the ADG 4 start-up mode, a signal is generated to start the ADG and goes to the input of the ADG 5 start block, the ADG is launched . After the pressure of the lubricating oil of the DG2 diesel engine drops below the critical APS value, for example, 0.1 MPa, DG2 is disconnected from the mains and the entire load of 155 kW goes to DG1. Since the load of DG1 turns out to be greater than Rperegr., DG1 will stop and the voltage in the SEES network will disappear, however, the ADG will already be launched and will immediately turn on to power the power receivers, ensuring the vessel’s movement, its controllability and crew safety.

Так как в данном режиме работают более одного (два) ГА, применение способа, принятого за прототип приведет к тому, что АДГ не будет запущен и на судне сложится аварийная ситуация, связанная с исчезновением напряжения в сети СЭЭС.Since more than one (two) GAs operate in this mode, the application of the method adopted as a prototype will cause ADG to not start and an emergency will occur on the vessel due to the disappearance of voltage in the SEES network.

Если суммарная нагрузка ДГ1 и ДГ2 окажется меньше, чем Рперегр., то на выходе порогового блока 7 сохранится сигнал логического «0», поступит на первый вход первого логического элемента «И» 8 и на его выходе сохранится сигнал логического «0» даже тогда, когда один из ДГ выйдет из строя, АДГ не запустится. Но в этом случае, после отключения неработоспособного, ГА, оставшийся работоспособным, примет на себя нагрузку и останется работать.If the total load of DG1 and DG2 turns out to be less than Peregr., Then the output of the threshold block 7 will store the logic signal “0”, will go to the first input of the first logic element “And” 8 and the signal will be stored at its output, the logic signal “0” even then when one of the DG fails, the ADG will not start. But in this case, after shutting down the inoperative, the GA, which remains operational, will take over the load and will remain working.

Допустим, что при параллельной работе ДГ1 и ДГ2 произошел, например, пожар в машинном отделении и температура окружающей среды существенно повысилась. При этом температура охлаждающей воды дизелей обоих ГА превысила, например, значение некритической АПС в 80 град. На выходах блоков контроля технического состояния 2.1 и 2.2 (Фиг. 1) появятся сигналы логической «1» и поступят на первый и второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 и на первый и второй входы второго логического элемента «И» 9 (Фиг. 2). Так как работают два ГА, то на выходах датчиков работы ГА 3.1 и 3.2 (Фиг. 1) сформированы сигналы логической «1», эти сигналы через первый и второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 поступают на первый и второй входы третьего логического элемента «И» 10 соответственно, на его выходе появляется сигнал логической «1» и поступает на третий вход второго логического элемента «И» 9. Так как на все три входа второго логического элемента «И» 9 поступили сигналы логической «1», то на его выходе формируется сигнал логической «1», поступает на второй вход второго логического элемента «ИЛИ» 15, на выходе которого (выходе блока идентификации режима запуска АДГ 4) появляется сигнал логической «1», формируя команду на запуск АДГ, которая поступает на вход блока запуска АДГ 5, осуществляется запуск АДГ. Когда температура охлаждающей воды дизелей ДГ1 и ДГ2 достигнет значения критической АПС, например, 85 градусов Цельсия, то сработает защита от перегрева и отключит оба ДГ от сети, произойдет исчезновение напряжения в сети СЭЭС, однако АДГ уже будет запущен и мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.Suppose that during parallel operation of DG1 and DG2, for example, a fire occurred in the engine room and the ambient temperature increased significantly. At the same time, the temperature of the cooling water of the diesel engines of both GA exceeded, for example, the value of the non-critical APS of 80 degrees. Logic “1” signals will appear at the outputs of the control units for technical condition 2.1 and 2.2 (Fig. 1) and will go to the first and second of the second inputs of the identification block of the ADG start mode 4 and to the first and second inputs of the second logic element “I” 9 (Fig. . 2). Since two GAs work, logical “1” signals are generated at the outputs of the GA 3.1 and 3.2 operation sensors (Fig. 1), these signals through the first and second of the third inputs of the identification block of the ADG 4 launch mode identification block are fed to the first and second inputs of the third logical of the “And” element 10, respectively, a logical “1” signal appears at its output and goes to the third input of the second “And” logical element 9. Since all the three inputs of the second “And” 9 logical element received logical “1” signals, then a logic 1 signal is generated at its output, falls on the second input of the second logical element "OR" 15, at the output of which (the output of the identification block of the ADG 4 start-up mode identification block), the logical 1 signal appears, forming the command to start the ADG, which is fed to the input of the ADG 5 start block, the ADG is started. When the cooling water temperature of the DG1 and DG2 diesels reaches the critical APS value, for example, 85 degrees Celsius, the overheat protection will work and disconnect both DGs from the network, the voltage in the SEES network will disappear, however, the ADG will already be launched and will immediately turn on to power the power receivers ensuring the movement of the vessel, its controllability and crew safety.

В случае, если в составе СЭЭС работает только один ГА, например ДГ1, то в случае отклонения хотя бы одного из параметров, характеризующих работоспособное состояние ГА, например, повышение температуры охлаждающей жидкости дизеля, выше чем значение допуска 80 град, (например, вследствие неисправности холодильника), то с выхода блока контроля технического состояния 2.1 (Фиг. 1) сигнал логической «1» поступит на первый из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, с которого поступит на первый вход четвертого логического элемента «И» 12 (Фиг. 2). Так как ДГ1 работает, то на выходе датчика работы 3.1 (Фиг. 1) сформирован сигнал логической «1», который поступает на первый из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, а от туда поступает на второй вход четвертого логического элемента «И» 12 (Фиг. 2). Так как ДГ2 не работает, то на выходе датчика работы 3.2 - сигнал логического «0», который через второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 поступает на второй вход третьего логического элемента «И» 10 (Фиг. 2), на выходе которого сохраняется сигнал логического «0» и поступает на вход логического элемента «НЕ» 11. На выходе логического элемента «НЕ»11 формируется сигнал логической «1», который поступает на третий вход четвертого логического элемента «И» 12. Так как на все три входа четвертого логического элемента «И» 12 поступил сигнал логической «1», то на его выходе формируется сигнал логической «1» и поступает на третий вход второго логического элемента «ИЛИ» 15, формируя команду на запуск АДГ, которая поступает на вход блока запуска АДГ 5, осуществляется запуск АДГ. В момент, когда температура охлаждающей воды дизеля ДГ1 достигнет значения критической АПС, 85 град, защита отключит ДГ1 от сети, напряжение в сети исчезнет, но АДГ уже будет запущен и мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.If only one GA operates in the SEEA, for example, DG1, then in case of deviation of at least one of the parameters characterizing the operational state of the GA, for example, an increase in the temperature of the diesel coolant is higher than the tolerance value of 80 degrees (for example, due to a malfunction refrigerator), then from the output of the technical condition control unit 2.1 (Fig. 1), the logical 1 signal will go to the first of the second inputs of the ADG 4 startup mode identification block, from which it will go to the first input of the fourth AND gate 12 (Fig. 2). Since DG1 is operating, a logical “1” signal is generated at the output of the operation sensor 3.1 (Fig. 1), which is fed to the first of the third inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode, and from there it goes to the second input of the fourth logical element “AND” 12 (Fig. 2). Since DG2 does not work, then at the output of the operation sensor 3.2 there is a logic “0” signal, which, through the second of the third inputs of the identification block of the start-up mode ADG 4, goes to the second input of the third logic element “I” 10 (Fig. 2), at the output of which the logical signal “0” is stored and fed to the input of the logical element “NOT” 11. At the output of the logical element “NOT” 11 a logical signal “1” is generated, which is fed to the third input of the fourth logical element “AND” 12. Since all three inputs of the fourth logical element "And" 12 steps l is a logical signal “1”, then a logical “1” signal is generated at its output and goes to the third input of the second logical element “OR” 15, forming a command to start the ADG, which is fed to the input of the ADG 5 start block, the ADG is launched. At the moment when the temperature of the cooling water of the DG1 diesel engine reaches a critical APS value of 85 degrees, the protection will disconnect the DG1 from the mains, the voltage will disappear, but the ADG will already be started and will immediately turn on to power the power receivers, ensuring the vessel’s movement, its controllability and crew safety .

В случае, если в составе СЭЭС работает только ДГ2, то в случае отклонения хотя бы одного из параметров, характеризующих работоспособное состояние ГА, например, повышение температуры охлаждающей жидкости дизеля, выше чем значение допуска в 80 град, то с выхода блока контроля технического состояния 2.2 (Фиг. 1) сигнал логической «1» поступит на второй из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, с которого поступит на первый вход пятого логического элемента «И» 13 (Фиг. 2). Так как ДГ2 работает, то на выходе датчика работы 3.2 (Фиг. 1) сформирован сигнал логической «1», который поступает на второй из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, а от туда поступает на второй вход пятого логического элемента «И» 13 (Фиг. 2). Так как ДГ1 не работает, то на выходе датчика работы 3.1 - сигнал логического «0», который через первый из третьих входов блока идентификации режима запуска АДГ 4 поступает на первый вход третьего логического элемента «И» 10 (Фиг. 2), на выходе которого сохраняется сигнал логического «0» и поступает на вход логического элемента «НЕ» 11. На выходе логического элемента «НЕ» 11 формируется сигнал логической «1», который поступает на третий вход четвертого логического элемента «И» 12. Так как на все три входа пятого логического элемента «И» 13 поступил сигнал логической «1», то на его выходе формируется сигнал логической «1» и поступает на четвертый вход второго логического элемента «ИЛИ» 15, формируя команду на запуск АДГ, которая поступает на вход блока запуска АДГ 5, осуществляется запуск АДГ. В момент, когда температура охлаждающей воды дизеля ДГ2 достигнет значения критической АПС, например, 85 град, защита отключит ДГ2 от сети, напряжение в сети исчезнет, но АДГ уже будет запущен и мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.If only DG2 works as part of the SEES, then in case of deviation of at least one of the parameters characterizing the operational state of the engine, for example, an increase in the temperature of the diesel coolant is higher than the tolerance of 80 degrees, then the technical condition control unit 2.2 will exit (Fig. 1) a logical “1” signal will be supplied to the second of the second inputs of the identification block of the ADG start mode 4, from which it will be fed to the first input of the fifth logical element “And” 13 (Fig. 2). Since DG2 works, a logical “1” signal is generated at the output of the operation sensor 3.2 (Fig. 1), which is fed to the second of the third inputs of the identification block of the ADG 4 startup mode, and from there it goes to the second input of the fifth logical element “AND” 13 (Fig. 2). Since DG1 does not work, then at the output of the operation sensor 3.1 there is a logic signal “0”, which, through the first of the third inputs of the identification block of the start-up mode ADG 4, is fed to the first input of the third logic element “I” 10 (Fig. 2), at the output of which the logical signal “0” is stored and fed to the input of the logical element “NOT” 11. At the output of the logical element “NOT” 11 a logical signal “1” is generated, which is fed to the third input of the fourth logical element “AND” 12. Since all three inputs of the fifth logical element "AND" 13 entered si logic 1, then a logic 1 signal is generated at its output and goes to the fourth input of the second logical element OR 15, forming a command to start the ADG, which is fed to the input of the ADG 5 start block, the ADG is launched. At the moment when the temperature of the cooling water of the DG2 diesel engine reaches a critical APS value, for example, 85 degrees, the protection will disconnect the DG2 from the network, the voltage will disappear, but the ADG will already be started and will immediately turn on to power the power receivers that provide the vessel with movement, its controllability and crew safety.

В случае работы на сеть СЭЭС только одного ГА устройство, реализующее способ, принятый за прототип, так же заблаговременно осуществит запуск АДГ.If only one GA is operated on the SEES network, a device that implements the method adopted as a prototype will also launch ADH in advance.

Рассмотрим режим работы СЭЭС с тремя аналогичными ГА. Допустим, что ДГ1 нагружен на 85 кВт (Р1=85 кВт), ДГ2 нагружен на 88 кВт (Р2=88 кВт), а ДГ3 - на 94 кВт (Р3=94 кВт).Consider the mode of operation of the SEES with three similar GA. Suppose that DG1 is loaded at 85 kW (P1 = 85 kW), DG2 is loaded at 88 kW (P2 = 88 kW), and DG3 is 94 kW (P3 = 94 kW).

Допустим, что в результате выхода из строя системы смазки (например, вышел из строя масляный насос) перестало поступать смазочное масло в дизель ДГЗ. Давление масла в дизеле ДГЗ начнет снижаться и достигнет величины допуска по давлению смазочного масла, равной, например, величине некритической АПС (например, 0.2 МПа). В этот момент сигнал логической «1» сформируется на выходе соответствующего блока контроля технического состояния 2.3 (Фиг. 1) и поступит на третий из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4. На выходах датчиков активной нагрузки 1.1, 1.2 и 1.3 формируются сигналы, пропорциональные нагрузки ДГ1, ДГ2 и ДГ3 соответственно, например, в виде напряжения постоянного тока 8,5 В, 8,8 В и 9,4 В. Эти сигналы поступают на первый, второй и третий из первых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4. Блок идентификации режима запуска АДГ 4 определяет нагрузку, которая поступит на каждый из ГА после того как неисправный ДГ3 будет отключен и, так как в данном случае нагрузка ДГ1 окажется равной 132 кВт, что больше, чем предельно допустимая нагрузка в 130 кВт а нагрузка ДГ2 - 135 кВт, что тоже больше, чем 130 кВт, то на выходе блока идентификации режима запуска АДГ 4появится сигнал логической «1» и поступит на вход блока запуска АДГ5. АДГ запустится и после отключения ДГ3, а затем ДГ2 и ДГ1 мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.Suppose that as a result of a failure of the lubrication system (for example, an oil pump is out of order), lubricating oil is no longer supplied to the diesel engine. The oil pressure in the DGZ diesel engine will begin to decrease and will reach the tolerance on the pressure of the lubricating oil, equal, for example, to the value of the non-critical APS (for example, 0.2 MPa). At this moment, a logical “1” signal will be generated at the output of the corresponding technical state control unit 2.3 (Fig. 1) and will be sent to the third of the second inputs of the ADG 4 start-up identification unit; at the outputs of the active load sensors 1.1, 1.2 and 1.3, signals proportional to load DG1, DG2 and DG3, respectively, for example, in the form of DC voltage 8.5 V, 8.8 V and 9.4 V. These signals are fed to the first, second and third of the first inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode identification unit. Block identification of the start-up mode ADG 4 determines the load that will arrive at each of the GAs after the faulty DG3 is turned off and, since in this case the DG1 load is 132 kW, which is more than the maximum permissible load of 130 kW and the DG2 load is 135 kW, which is also higher, than 130 kW, then at the output of the identification block of the ADG 4 start-up mode, a logical “1” signal will appear and will go to the input of the ADG5 start-up block. ADG will start after DG3 is turned off, and then DG2 and DG1 will instantly turn on to power the electric power receivers, ensuring the vessel’s movement, its controllability and crew safety.

Так как в данном режиме работают более одного (три) ГА, то применение способа, принятого за прототип приведет к тому, что АДГ не будет запущен и на судне сложится аварийная ситуация, связанная с исчезновением напряжения в сети СЭЭС.Since more than one (three) GAs operate in this mode, the application of the method adopted as a prototype will cause the ADG to not start and an emergency will occur on the vessel due to the disappearance of voltage in the SEES network.

Предположим, что в составе СЭЭС параллельно работают четыре ГА - ДГ1, ДГ2, ДГ3 и ДГ4, причем ДГ1 - базовый (ведущий) (А.П. Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. -, с. 261, рис. 9.10) Если в процессе эксплуатации вышла из строя система стабилизации частоты сети, (например, вышел из строя датчик частоты сети) приводной двигатель ДГ1, а за ним и остальные - ДГ2, ДГ3 и ДГ4 начнут снижать обороты, частота напряжения, вырабатываемая генераторами (частота сети) будет снижаться и когда она опустится ниже величины допуска, например, станет меньше, чем 47.5 Гц, то на выходах всех четырех блоков контроля технического состояния 21, 2.2, 2.3 и 2.4 появится сигнал логической «1» и поступит на первый, второй, третий и четвертый из вторых входов блока идентификации режима запуска АДГ 4, который определит, что при отключении всех неработоспособных ГА произойдет исчезновение напряжения в сети и на его выходе появится сигнал логической «1», который поступит на вход блока запуска АДГ 5. АДГ запустится и после того как частота сети снизится ниже предельно допустимого значения, например 46,5 Гц через выдержку времени в 4-5 с блок защиты по частоте отключит все ГА, работающие на сеть, то есть ДГ1, ДГ2, ДГ3 и ДГ4. Произойдет исчезновение напряжения в сети, так как АДГ уже запустился, то он мгновенно включится для питания приемников электроэнергии, обеспечивающих движение судна, его управляемость и безопасность экипажа.Assume that four GAs — DG1, DG2, DG3 and DG4 — work simultaneously in the SEES structure, with DG1 being the base (leader) (AP Baranov. Ship Automated Electric Power Systems: Textbook for High Schools. 2nd ed., Revised) . and add. / SPb .: Sudostroenie, 2005. -, p. 261, Fig. 9.10) If the network frequency stabilization system fails during operation (for example, the network frequency sensor fails) the DG1 drive motor, and beyond him and the rest - DG2, DG3 and DG4 will begin to reduce speed, the frequency of the voltage generated by the generators (mains frequency) will decrease and when it falls below the tolerance value, for example, becomes less than 47.5 Hz, then at the outputs of all four technical condition monitoring units 21, 2.2, 2.3 and 2.4 a logical “1” signal will appear and will go to the first, second, third and fourth of the second inputs of the identification block of the ADG 4 start-up mode identification, which will determine that when all inoperative GAs are turned off, the network will disappear and a logical signal “1” will appear at its output, which will go to the input of the ADG 5 start block. The ADG will start even after the frequency reduce networks below the maximum permissible value, for example, 46.5 Hz, after a time delay of 4-5 s, the frequency protection unit will disconnect all GAs operating on the network, i.e. DG1, DG2, DG3 and DG4. There will be a disappearance of the voltage in the network, since the ADG has already started, it will immediately turn on to power the power receivers, ensuring the movement of the vessel, its controllability and crew safety.

Так как в данном режиме работают более одного (четыре) ГА, применение способа, принятого за прототип приведет к тому, что АДГ не будет запущен и на судне сложится аварийная ситуация, связанная с исчезновением напряжения в сети СЭЭС.Since more than one (four) GAs operate in this mode, the application of the method adopted as a prototype will cause the ADG to not start and there will be an emergency on the vessel related to the disappearance of voltage in the SEES network.

Предлагаемое изобретение было создано в процессе разработки опытного образца блока защиты судовой электроэнергетической системы, проводимой ООО «Форпик Стандарт Сервис». Были проведены расчеты и изготовлена действующая модель устройства, реализующего заявляемый способ, лабораторные испытания которой показали возможность использования данного способа в судовых электроэнергетических системах, что с учетом вышеизложенного позволяет сделать вывод о возможности его промышленного применения.The present invention was created in the process of developing a prototype unit for the protection of the ship's electric power system, conducted by Forpik Standard Service LLC. Calculations were made and a working model of a device that implements the inventive method was manufactured, laboratory tests of which showed the possibility of using this method in ship electric power systems, which, taking into account the foregoing, allows us to conclude that it can be used industrially.

Claims

1. A method of protecting a ship’s electric power system (SEES) by starting an emergency generator set (AGA), characterized in that when one or more of the working generator sets (GA) goes into a malfunctioning state, a command is issued to start the AGA before shutting down a faulty (malfunctioning) GA provided that the SEES is in operation mode, in which the shutdown of a working faulty (working faulty) GA will lead to the disappearance of voltage in the network.

2. The method of protection of the ship’s electric power system (SEES) according to claim 1, characterized in that the condition for the SEES to be in the operating mode, in which the shutdown of a working faulty (working faulty) GA leads to the disappearance of voltage in the network, is defined as the mode in which the load any of the remaining operational GA will be higher than the permissible value after disconnecting the failed GA.

3. The method of protection of the ship’s electric power system (SEES) according to claim 1, characterized in that the condition for the SEES to be in the operating mode, in which the shutdown of a working faulty (working faulty) GA leads to the disappearance of voltage in the network, is defined as a mode in which all working GAs went into a faulty state.

4. The method of protection of the ship’s electric power system (SEES) according to claim 1, characterized in that the condition for the SEES to be in the operating mode, in which a shutdown of a working faulty (working faulty) GA leads to the disappearance of voltage in the network, is defined as the mode in which in the malfunctioning state of the base (leading) GA.

5. A method of protecting a ship’s electric power system (SEES) according to claim 1, characterized in that for its implementation a device is used that contains, according to the number of GAs: active load sensors, GA technical condition monitoring units, GA operation sensors, and also a launch mode identification unit AGA and the AGA start-up block, while the outputs of the active load sensors are connected to the first corresponding inputs of the identification block of the AGA start-up identification block, the outputs of the GA technical condition control units are connected to the corresponding second inputs of As for identification of the AGA start-up mode, the outputs of the operation sensors are connected to the third corresponding inputs of the AGA start-up identification block, the output of which is connected to the input of the AGA start-up block.