RU2739364C1 - Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой - Google Patents

Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой Download PDF

Info

Publication number
RU2739364C1
RU2739364C1 RU2020129531A RU2020129531A RU2739364C1 RU 2739364 C1 RU2739364 C1 RU 2739364C1 RU 2020129531 A RU2020129531 A RU 2020129531A RU 2020129531 A RU2020129531 A RU 2020129531A RU 2739364 C1 RU2739364 C1 RU 2739364C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
logical
input
output
block
Prior art date
Application number
RU2020129531A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Викторович Широков
Original Assignee
Николай Викторович Широков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Викторович Широков filed Critical Николай Викторович Широков
Priority to RU2020129531A priority Critical patent/RU2739364C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2739364C1 publication Critical patent/RU2739364C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники для предупредительного управления судовыми электроэнергетическими системами (СЭЭС). Технический результат - повышение достоверности предупредительного управления. Согласно способу определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние, уменьшают нагрузку СЭЭС, определяют ГА, загрузка которого при уменьшении нагрузки СЭЭС увеличивается, и отключают этот ГА. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для предупредительного управления судовыми электроэнергетическими системами (СЭЭС).
Известен способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА) (патент RU 2 653 361, опубл. 08.05.2018. Бюл. №13), согласно которому измеряют величины активной нагрузки каждого ГА (Pi), вычисляют суммарную активную нагрузку всей электроэнергетической системы (Рсумм.i), вычисляют величину суммарной допустимой активной нагрузки электроэнергетической системы (Рсум.доп.откл.) для случаев отключения неработоспособного или неработоспособных ГА, сравнивают вычисленную величину Рсуммл с допустимой величиной Рсум.доп.откл. и при Рсумм.i > Рсум.доп.откл. формируют сигнал на отключение выбранных потребителей электроэнергии до момента отключения неработоспособных ГА.
Данный способ относится к предупредительному управлению СЭЭС, так как позволяет разгрузить сеть до момента отключения неработоспособного, но продолжающего выполнять свои функции ГА и тем самым избежать перегрузки и отключения работоспособных агрегатов.
Недостаток способа - невозможность эффективного применения в случае отказа системы управления (СУ) СЭЭС при котором СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА. В этом случае отключение выбранной группы потребителей приведет лишь к снижению загрузки разгружаемых ГА, более быстрому переходу их в двигательный режим и отключению защитой с последующим отключением ГА с максимальной подачей топлива по превышению частоты сети.
Наиболее близким и выбранным автором за прототип является способ предупредительного управления СЭЭС (Широков Н.В. Предупредительное управление судовой электроэнергетической системой при отказе источников электроэнергии /Н.В. Широков// Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2019. - №2(54). - С. 396-405. DOI: 10/21821/2309-5180-2019-11-2-396-405), согласно которому отключение неработоспособного ГА осуществляется непосредственно в момент его перехода в двигательный режим работы при условии, что в электроэнергетической системе не происходят процессы, при которых работоспособный агрегат на время может перейти в двигательный режим работы (например, включение одного из ГА на параллельную работу или рекуперативное торможение при опускании груза).
Этот способ предполагает отключение неработоспособного ГА без выдержки времени, что позволяет исключить перегрузку СЭЭС обратной мощностью. В данном случае условие, согласно которому в электроэнергетической системе не происходят процессы, при которых работоспособный агрегат на время может перейти в двигательный режим работы в момент, когда ГА переходит в двигательный режим, является диагностическим признаком неработоспособного состояния ГА и одновременно предупредительным сигналом о том, что с этого момента генератор начнет работать как электродвигатель. Отключение неработоспособного агрегата по предупредительному сигналу позволяет исключить перегрузку оставшихся работоспособными машин и предотвратить возникновение аварийной ситуации, вызванной обесточиванием судна вследствие отключения по перегрузке работоспособных ГА. При этом согласно ГОСТ (ГОСТ 19176-85. Системы управления техническими средствами корабля. Термины и определения) предупредительным называется управление по предупредительным сигналам отклонения параметров от их номинальных значений и предназначенное для предотвращения аварийной ситуации. Предупредительное управление предназначено для изменения состояния и режимов работы установки до вступления в действие аварийного управления. Это определение предупредительного управления с точки зрения его назначения. В прототипе дано определение предупредительного управления как процесса. Предупредительное управление - это процесс формирования такого воздействия на СЭЭС, в результате которого техническое состояние системы после срабатывания защиты будет принадлежать усеченной области правильного функционирования. При этом аварийный режим работы исключается.
Недостаток способа - низкая достоверность предупредительного управления, вызванная тем, что в процессе принятия решения не учитывается возможность отказа системы управления (СУ) СЭЭС. На практике это может привести к ошибочным действиям, не способным предотвратить аварийную ситуацию. При этом под достоверностью предупредительного управления будем понимать степень объективного соответствия сформированного воздействия на СЭЭС ее техническому состоянию. В качестве примера рассмотрим ситуацию параллельной работы двух ГА (ГА1 и ГА2). Допустим, что в процессе работы произошел отказ СУ СЭЭС типа замыкание (мгновенный отказ), при котором СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель ГА1 (например, произошло «залипание» контакта контактора увеличения подачи топлива). В данном случае ГА1 начнет принимать на себя всю нагрузку, разгружая ГА2 и переводя его в двигательный режим. При этом реализация способа, принятого за прототип приведет к ошибочному отключению ГА2. Так как ГА1 примет на себя всю нагрузку он окажется перегруженным и через выдержку времени защита от перегрузки отключит его от сети. Произойдет обесточивание СЭЭС. Если будет применена разгрузка СЭЭС, например, способом, представленным в патенте RU 2 653 361, то вследствие большого количества топлива, поступающего в первичный двигатель ГА1 (его количество будет максимально возможным), и снижения нагрузки при одиночной работе агрегата резко вырастут обороты дизеля и частота генерируемого напряжения. В этом случае сработает защита по оборотам первичного двигателя или по превышению частоты сети и отключит ГА1, что также приведет к обесточиванию судна и возникновению аварийной ситуации, связанной с потерей его управления (электропривод рулевого устройства не будет получать питание).
Целью изобретение является повышение достоверности предупредительного управления.
Для решения указанной проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в способе предупредительного управления СЭЭС с параллельно работающими ГА, определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние, уменьшают нагрузку СЭЭС, определяют ГА, загрузка которого при уменьшении нагрузки СЭЭС увеличивается и отключают этот ГА.
Сущность изобретения заключается в том, что в случае внезапного отказа СУ СЭЭС, при котором СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА при его параллельной работе с хотя бы одним из других генераторных агрегатов, его загрузка постоянно увеличивается до достижения максимально возможной величины и не зависит от изменения нагрузки. В этой связи при уменьшении нагрузки СЭЭС его загрузка продолжит увеличиваться, что является предупредительным сигналом для отключения данного агрегата. При исправной СУ снижение нагрузки сети приводит к снижению загрузки ГА. Особенность предлагаемого решения в том, что при отключении работоспособного ГА СЭЭС переходит в режим правильного функционирования, при котором оставшиеся в работе машины принимают на себя нагрузку. Вследствие разгрузки сети агрегаты работают без перегрузки, обесточивание судна не происходит. Применение способа, принятого за прототип, при данной неисправности приведет к перерыву в электроснабжении ответственных потребителей судна и аварийной ситуации. Практическая реализация предлагаемого изобретения позволяет избежать ошибок при принятии решения и повысить достоверность предупредительного управления.
Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - повышение достоверности предупредительного управления СЭЭС в случае ее внезапного отказа, при котором СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
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».
Сущность предложенного способа поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на примере параллельной работы «n» ГА. Устройство предупредительного управления СЭЭС (Фиг. 1) содержит: по числу ГА датчики загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n, блоки контроля увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n, блоки контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n, а также первый логический элемент «ИЛИ» 4 и блок контроля разности загрузок ГА 5, по числу ГА первые логические элементы «И» 6.1, 6.2, … 6.n, а также второй логический элемент «ИЛИ» 7, ждущий одновибратор с задержкой формирования импульса 8, блок отключения потребителей 9, по числу ГА: вторые логические элементы «И» 10.1, 10.2 … 10.n и блоки отключения ГА 11.1, 11.2 … 11.n; причем выход каждого из датчиков загрузки 1.1, 1.2 … 1.n соединен с входом соответствующего блока контроля увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n, с входом соответствующего блока контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n и соответствующим входом блока контроля разности загрузок ГА 5, выход каждого из блоков контроля увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n соединен со вторым входом соответствующего из первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n и первым входом соответствующего из вторых логических элементов «И» 10.1, 10.2 … 10.n, выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n соединен с соответствующим входом первого логического элемента «ИЛИ» 4, выход первого логического элемента «ИЛИ» 4 соединен с первыми входами всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n, выход блока контроля разности загрузок ГА 5 соединен с третьими входами всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n, выход каждого из первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n соединен с соответствующим входом второго логического элемента «ИЛИ» 7, выход которого соединен с входом ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 и входом блока отключения потребителей 9, выход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 соединен со вторыми входами всех вторых логических элементов «И» 10.1, 10.2 … 10.n, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока отключения ГА 11.1, 11.2 … 11.n.
Датчики загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n - известные функциональные блоки, формирующие на своем выходе сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального загрузке ГА (нагрузке сети, которую принимает на себя данный ГА).
Блоки контроля увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигнал логической «1», когда сигнал в виде напряжения на их входах увеличивается и сигнал логического «0» в обратном случае.
Блоки контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигнал логической «1», когда сигнал в виде напряжения на их входах уменьшается и сигнал логического «0» в обратном случае.
Первые и вторые логические элементы «И» 6.1, 6.2, … 6n и 10.1, 10.2 … 10.n - известные функциональные блоки, которые формируют на своих выходах сигналы логической «1», если на все их входы поступили сигналы логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае.
Первый и второй логические элементы «ИЛИ» 4, 7 - известные функциональные блоки, которые формируют на своих выходах сигналы логической «1», если хотя бы на один из его входов поступил сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае.
Блок контроля разности загрузок ГА 5 - функциональный блок (имеющий n входов и один выход), на выходе которого появляется сигнал логической «1», если разность загрузок хотя бы одной из пар ГА из числа n превысит допустимое значение и будет увеличиваться. Для реализации данной функции все n ГА разбиты на возможное число пар (k) и вычисляется разность загрузок в каждой паре ГА. Вычисляется абсолютная величина разности загрузок каждой пары и контролируется ее увеличение. Если абсолютная величина хотя бы одной пары будет увеличиваться и при этом превысит допустимое значение разности загрузок ГА, то на выходе блока 5 сформируется сигнал логической «1».
На Фиг. 2 представлена одна из возможных схем практической реализации блока контроля разности загрузок ГА 5 для случая, когда число ГА равно четырем (n=4, а k=6).
Блок контроля разности загрузок ГА 5 для случая четырех параллельно работающих ГА, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2, содержит шесть блоков вычитания 12.1, 12.2 … 12.6; шесть блоков вычисления абсолютной величины 13.1, 13.2 … 13.6, шесть блоков контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1, 14.2 … 14.6, шесть пороговых блоков 15.1, 15.2 … 15.6, шесть логических элементов «И» 16.1, 16.2 … 16.6 и логический элемент «ИЛИ» 17, причем первый вход блока 6 соединен с первыми входами блоков вычитания 12.1, 12.2, 12.3, второй вход блока 6 соединен со вторым входом первого блока вычитания 12.1 и первыми входами четвертого и пятого блоков вычитания 12.4 и 12.5, третий вход блока 6 соединен со вторыми входами второго и четвертого блоков вычитания 12.2 и 12.4 и первым входом шестого блока вычитания 12.6, четвертый вход блока 6 соединен со вторыми входами третьего, пятого и шестого блоков вычитания 12.3, 12.5 и 12.6, выход каждого из блоков вычитания 12.1, 12.2 … 12.6 соединен с входом соответствующего блока вычисления абсолютной величины 13.1, 13.2 … 13.6, выход каждого из блоков вычисления абсолютной величины 13.1, 13.2 … 13.6 соединен с входом соответствующего блока контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1, 14.2 … 14.6 и входом соответствующего порогового блока 15.1, 15.2 … 15.6, выход каждого из блоков контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1, 14.2 … 14.6 соединен с первым входом соответствующего логического элемента «И» 16.1, 16.2 … 16.6, выход каждого из пороговых блоков 15.1, 15.2 … 15.6 соединен со вторым входом соответствующего логического элемента «И» 16.1, 16.2 … 16.6, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом логического элемента «ИЛИ» 17, выход логического блока 17 является выходом блока контроля разности загрузок ГА5 (Фиг. 1).
Блоки вычитания 12.1, 12.2 … 12.6 - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигналы, пропорциональные разности сигналов на первом и втором входах, могут быть выполнены на базе операционных усилителей.
Блоки вычисления абсолютной величины 13.1, 13.2 … 13.6 - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигналы, пропорциональные абсолютной величине входных сигналов, соответствующих неравномерности загрузки соответствующих пар ГА, могут быть выполнены на базе операционных усилителей.
Блоки контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1, 14.2 … 14.6 известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигнал логической «1», когда сигнал в виде напряжения на их входах увеличивается и сигнал логического «0» в обратном случае, аналогичны блокам контроля увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n.
Пороговые блоки 15.1, 15.2 … 15.6 - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигналы логической «1», если сигналы на их входах превышают заданное пороговое значение, величина которого соответствует максимально допустимой величине разности загрузок ГА (ΔРдоп), могут быть выполнены на базе операционных усилителей.
Блок контроля разности загрузок ГА 5, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2, работает следующим образом. Сигналы, пропорциональные загрузке четырех генераторов (P1, Р2, Р3, Р4 соответственно) поступают на соответствующие входы блока 5 и входы блоков вычитания 12.1, 12.2 … 12.6. При этом на выходе первого блока вычитания 12.1 формируется сигнал, пропорциональный разности загрузок первого и второго ГА: Р1-Р2=ΔР1 и поступает на вход блока вычисления абсолютной величины 13.1, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный абсолютной величине разности загрузок первого и второго ГА: |ΔР1|=|Р1-Р2|. Этот сигнал поступает на вход блока контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1 и на вход порогового блока 15.1. Если разность загрузок первого и второго ГА увеличивается, то на выходе блока контроля увеличения неравномерности загрузки ГА 14.1 появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «И» 16.1. Величина порога срабатывания блока 15.1 равна максимально допустимой величине разности загрузок ГА (ΔРдоп), поэтому если разность загрузок ГА превысит допустимое значение (будет выполнено условие |ДР1|>ΔРдоп), то на выходе порогового блока 15.1 появится сигнал логической «1» и поступит на второй вход логического элемента «И» 16.1. Так как на оба входа логического элемента «И» 16.1 поступит сигнал логической «1», то на его выходе тоже появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «ИЛИ» 17. При поступлении сигнала логической «1» на первый вход логического элемента «ИЛИ» 17 на его выходе и выходе блока контроля разности загрузок ГА 5 формируется сигнал логической «1», информирующий о том, что разность загрузок по крайней мере одной из пар ГА превысила допустимое значение и продолжает увеличиваться.
Аналогично работают и все остальные каналы обработки информации блока 5, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2. При увеличении числа входов до произвольного числа n, равного количеству ГА, работа схемы не меняется, только число каналов обработки информации увеличивается до количества пар ГА k.
Ждущий одновибратор с задержкой формирования импульса 8 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1» определенной длительности (tимп) через выдержку времени (tвыд) после появления сигнала логической «1» на его входе. Может быть выполнен на базе обычного ждущего одновибратора с цепью задержки на входе или на базе микросхемы LM 555 (m.grz.ru).
Блок отключения потребителей 9 - известный функциональный блок, обеспечивающий отключение соответствующих потребителей (групп потребителей) электроэнергии при поступлении сигнала логической «1» на его вход. В качестве такого блока может быть использовано обычное электромагнитное реле, размыкающие контакты которого включены в цепь катушки нулевой защиты автоматического выключателя соответствующего потребителя (группы потребителей) электрической энергии.
Блоки отключения ГА 11.1, 11.2 … 11.n - известные функциональные блоки, каждый из которых обеспечивает отключение соответствующего ГА при поступлении сигнала логической «1» на его вход. В качестве такого блока может быть использовано обычное электромагнитное реле, размыкающие контакты которого включены в цепь катушки нулевой защиты автоматического выключателя соответствующего генератора.
Устройство предупредительного управления СЭЭС (Фиг. 1) работает следующим образом. В случае внезапного отказа СЭЭС, при котором СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА, например, g -го, загрузка g -го агрегата начнет увеличиваться. Тогда увеличивается значение выходного сигнала на выходе соответствующего датчика загрузки 1.g. Этот сигнал поступает на вход соответствующего блока контроля увеличения загрузки 2.g и g - ый вход блока контроля разности загрузок ГА 5. На выходе блока контроля увеличения загрузки 2.g формируется сигнал логической «1» и поступает на второй вход g -го из первых логических элементов «И» 6.g и первый вход g -го из вторых логических элементов «И» 10.g. Так как загрузка g -го агрегата увеличивается, а общая нагрузка сети остается неизменной, то загрузка оставшихся ГА начнет уменьшаться. При этом сигналы на выходах всех датчиков загрузки соответствующих ГА 1.1, 1.2 … 1.n, кроме 1.g, начнут уменьшаться. Эти сигналы поступают на входы соответствующих блоков контроля уменьшения загрузки и соответствующие входы блока контроля разности загрузок ГА 5. На выходах блоков контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n, кроме 3.g, появится сигнал логической «1» и поступит на соответствующий вход первого логического элемента «ИЛИ» 4, на выходе которого также появится сигнал логической «1» и поступит на первые входы всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n. Так как сигнал на g- ом входе блока 5 увеличивается, а на остальных его входах уменьшается, то разность загрузок g -го ГА и остальных растет и в момент, когда она превысит допустимое значение на выходе блока контроля разности загрузок ГА 5 появится сигнал логической «1» и поступит на третьи входы всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n. При этом на все входы g -го из первых логических элементов «И» 6.g поступит сигнал логической «1», на его выходе появится сигнал логической «1», который поступит на g-ый вход второго логического элемента «ИЛИ» 7. Так как на один из входов второго логического элемента «ИЛИ» 7 поступит сигнал логической «1» на его выходе тоже появится сигнал логической «1», свидетельствующий о неработоспособном техническом состоянии СЭЭС (В данном случае СЭЭС признается неработоспособной, если один (одни) из ГА увеличивают свою загрузку, в то время как другой (другие) уменьшают свою загрузку и при этом разность загрузок превышает допустимое значение и увеличивается).
Сигнал логической «1» с выхода блока 7 поступает на вход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 и на вход блока отключения потребителей 9, который отключает выбранные группы потребителей электроэнергии. Нагрузка сети уменьшается. Через время tвыд, равное времени отключения потребителей электроэнергии, на выходе ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 появится короткий сигнал логической «1», длительность которого tимп несколько больше, чем время срабатывания топливного регулятора (tcpa6) данной СУ. Этот сигнал поступит на вторые входы всех вторых логических элементов «И» 10.1, 10.2 … 10.n. Так как на оба входа g -го из вторых логических элементов «И» 10.g поступят сигналы логической «1», то на его выходе - тоже появится короткий сигнал логической «1», который поступит на вход g -го блока отключения ГА 11.g. Блок 11.g отключит g-ый ГА, что предотвратит наступление аварийной ситуации на судне.
В соответствие с предлагаемым способом предупредительного управления СЭЭС устройство (Фиг. 1) осуществляет следующие действия:
блоки 1.1, 1.2 … 1.n, 2.1, 2.2 … 2.n, 3.1, 3.2 … 3.n, 4, 5, 6.1, 6.2 … 6.n и 7 -определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние;
блок 9 - уменьшает нагрузку СЭЭС;
блоки 3.1, 3.2 … 3.n, 8 и 10.1, 10.2 … 10.n - определяют ГА, загрузка которого при уменьшении нагрузки СЭЭС увеличивается;
блоки 11.1, 11.2 … 11.n - отключают ГА, загрузка которого при уменьшении нагрузки СЭЭС увеличивается.
Пример реализации способа.
Рассмотрим в качестве примера СЭЭС с двумя параллельно работающими ГА (ГА1 и ГА2 соответственно). Предположим, что номинальная мощность каждого из них - 100кВт (Рн1=Рн2=100кВт), точность распределения нагрузок-10%Рн(ΔРраспр=10%Рн=10кВт), время срабатывания топливного регулятора равно 0,5 с (tсраб=0,5c), время отключения потребителей электроэнергии (tотк) равно 0,3 с. Для данной СЭЭС установим допустимое значение разности загрузок (ΔРдоп > ΔРраспр) ГА равным 15%Рн (ΔРдоп=15%Рн=15кВт), время задержки (выдержки) ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса равным 0,3 с (tвыд=tотк=0,3c), длительность сигнала логической «1» ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса равным 0,7 с (tимп=0,7c>tcpаб=0,5c). Предположим, что загрузка ГА1 составила 65%Рн (Р1=65кВт), а загрузка ГА2 составила 60%Рн (Р2=60кВт). Допустим, что в процессе эксплуатации произошла неисправность СУ СЭЭС, при которой СУ сформировала постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель ГА1. При этом ГА1 начал принимать на себя нагрузку, его загрузка начала увеличиваться, а загрузка ГА2 уменьшаться. Так как загрузка ГА1 увеличивается, увеличивается и сигнал на выходе датчика загрузки 1.1 устройства, реализующего настоящий способ (Фиг. 1), который поступает на вход блока контроля увеличения загрузки 2.1 и первый вход блока контроля разности загрузок ГА 5. На выходе блока 2.1 появляется сигнал логической «1» и поступает на второй вход первого из первых логических элементов «И» 6.1 и первый вход первого из вторых логических элементов «И» 10.1. Так как ГА2 разгружается, на выходе датчика загрузки 1.2 сигнал уменьшается и поступает на вход блока уменьшения загрузки 3.2 и второй вход блока контроля разности загрузок ГА 5. На выходе блока уменьшения загрузки 3.2 формируется сигнал логической «1» и поступает на второй вход первого логического элемента «ИЛИ» 4, на выходе которого появляется сигнал логической «1» и поступает на первые входы всех первых логических элементов «И» 6.1 и 6.2. В момент, когда разница загрузок ГА превысила допустимое значение (ΔР>ΔРдоп), например, когда загрузка агрегатов составила: Р1=70,5кВт, а Р2=54,5 кВт, и продолжила увеличиваться, так как ГА1 загружается, а ГА2 разгружается, на выходе блока контроля разности загрузок ГА 5 формируется сигнал логической «1» и поступает на третьи входы первых логических элементов «И» 6.1 и 6.2. Так как на все три входа первого из первых логических элементов «И» 6.1 поступают сигналы логической «1» то и на его выходе - сигнал логической «1», который поступает на первый вход второго логического элемента «ИЛИ» 7. При поступлении сигнала логической «1» на первый вход второго логического элемента «ИЛИ» 7 на его выходе формируется сигнал логической «1», информирующий о том, что СЭЭС неработоспособна. Сигнал логической «1» с выхода блока 7 поступает на вход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 и на вход блока отключения потребителей 9. Блок 9 отключает группы потребителей электроэнергии за время tотк=0,3c, осуществляя уменьшение нагрузки СЭЭС до значения, менее номинального, например, до 40 кВт. Через выдержку времени tвыд=tотк=0,3c на выходе ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 8 появится короткий импульс логической «1» и поступит на вторые входы вторых логических элементов «И» 10.1 и 10.2. Так как на оба входа первого из вторых логических элементов «И» 6.1 поступают сигналы логической «1», то на его выходе тоже формируется сигнал логической «1» и поступает на вход блока отключения первого ГА 11.1. ГА1 отключается от сети. Нагрузка сети не велика и ГА2 принимает ее на себя, осуществляя переход неработоспособной СЭЭС в режим правильного функционирования без аварийной ситуации, связанной с перерывом в электроснабжении судна.
Предлагаемое изобретение было создано в процессе разработки опытного образца системы предупредительного управления СЭЭС, проводимой автором по личной инициативе. Были проведены расчеты и изготовлена действующая модель устройства, реализующего заявляемый способ, лабораторные испытания которой показали возможность использования данного способа в системах контроля технического состояния судовых электроэнергетических систем, что с учетом вышеизложенного позволяет сделать вывод о возможности его промышленного применения.

Claims (2)

1. Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой (СЭЭС) с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА), согласно которому определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние, уменьшают нагрузку СЭЭС, определяют ГА, загрузка которого при уменьшении нагрузки СЭЭС увеличивается, и отключают этот ГА.
2. Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой (СЭЭС) с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА) по п. 1, отличающийся тем, что для его осуществления используется устройство, содержащее: по числу ГА датчики загрузки ГА, блоки контроля увеличения загрузки, блоки контроля уменьшения загрузки, а также первый логический элемент «ИЛИ» и блок контроля разности загрузок ГА, по числу ГА первые логические элементы «И», а также второй логический элемент «ИЛИ», ждущий одновибратор с задержкой формирования импульса, блок отключения потребителей, по числу ГА: вторые логические элементы «И» и блоки отключения ГА; причем выход каждого из датчиков загрузки соединен с входом соответствующего блока контроля увеличения загрузки, с входом соответствующего блока контроля уменьшения загрузки и соответствующим входом блока контроля разности загрузок ГА, выход каждого из блоков контроля увеличения загрузки соединен со вторым входом соответствующего из первых логических элементов «И» и первым входом соответствующего из вторых логических элементов «И», выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки соединен с соответствующим входом первого логического элемента «ИЛИ», выход первого логического элемента «ИЛИ» соединен с первыми входами всех первых логических элементов «И», выход блока контроля разности загрузок ГА соединен с третьими входами всех первых логических элементов «И», выход каждого из первых логических элементов «И» соединен с соответствующим входом второго логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса и входом блока отключения потребителей, выход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса соединен со вторыми входами всех вторых логических элементов «И», выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока отключения ГА.
RU2020129531A 2020-09-07 2020-09-07 Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой RU2739364C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129531A RU2739364C1 (ru) 2020-09-07 2020-09-07 Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129531A RU2739364C1 (ru) 2020-09-07 2020-09-07 Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739364C1 true RU2739364C1 (ru) 2020-12-23

Family

ID=74063175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129531A RU2739364C1 (ru) 2020-09-07 2020-09-07 Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739364C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758465C1 (ru) * 2021-05-19 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2773503C1 (ru) * 2022-02-04 2022-06-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Устройство для предупредительного управления автономной электроэнергетической системой

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997018612A1 (en) * 1995-11-14 1997-05-22 The Boeing Company Fault tolerant power distribution system
WO2016049384A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Remy Technologies, Llc. System of parallel-connected generators and method for load share balancing therein using a serial communication network
RU2623106C1 (ru) * 2016-05-16 2017-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов
RU2653361C1 (ru) * 2017-07-10 2018-05-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" Способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997018612A1 (en) * 1995-11-14 1997-05-22 The Boeing Company Fault tolerant power distribution system
WO2016049384A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Remy Technologies, Llc. System of parallel-connected generators and method for load share balancing therein using a serial communication network
RU2623106C1 (ru) * 2016-05-16 2017-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов
RU2653361C1 (ru) * 2017-07-10 2018-05-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" Способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Широков Н.В., Предупредительное управление судовой электроэнергетической системой при отказе источников электроэнергии, "Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адм. С.О.Макарова", 2019, N2(54), с.399-403. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758465C1 (ru) * 2021-05-19 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2785561C1 (ru) * 2022-01-31 2022-12-08 Николай Викторович Широков Способ предупредительного управления автономной электроэнергетической системой
RU2773503C1 (ru) * 2022-02-04 2022-06-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Устройство для предупредительного управления автономной электроэнергетической системой
RU2802913C1 (ru) * 2023-02-01 2023-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2623106C1 (ru) Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов
RU2653361C1 (ru) Способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами
RU2739364C1 (ru) Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
WO2015028621A1 (en) Power plant protection
Saushev et al. Preventive protection of marine electrical power system from the transition of generating sets to motoring mode
CN103080483B (zh) 用于控制涡轮机组的方法
CN108226747A (zh) 一种动态电路故障在线检测方法
RU2758453C1 (ru) Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
CN108099692B (zh) 一种车辆及其电机驱动系统的故障处理方法和系统
CN203813699U (zh) 一种用于接触器的电动机再起动控制器
EP2490328B1 (en) Use of motor protection system to protect process operation
RU2801395C1 (ru) Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2802913C1 (ru) Способ предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2731756C1 (ru) Способ предупредительного управления отключением генераторного агрегата
RU2785561C1 (ru) Способ предупредительного управления автономной электроэнергетической системой
RU2773503C1 (ru) Устройство для предупредительного управления автономной электроэнергетической системой
RU2702730C1 (ru) Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов
RU2758465C1 (ru) Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2784000C1 (ru) Устройство для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой
RU2736880C1 (ru) Способ предупредительной разгрузки автономной электроэнергетической системы
RU2682172C1 (ru) Способ автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов
CN106368892B (zh) 一种水电站水力机械保护中的事故停机操作控制方法
RU2742817C1 (ru) Устройство для предупредительного управления отключением генераторного агрегата
RU2681940C1 (ru) Способ защиты судовой электроэнергетической системы
CN204559446U (zh) 一种风力发电机组偏航控制电路