RU2758465C1

RU2758465C1 - Device for preventive control of ship's electric power system

Info

Publication number: RU2758465C1
Application number: RU2021114151A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Широков
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-10-28

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering field, specifically to preventive control means of shipboard electric power systems (SEPS). Invention purpose is to expand functionality of SEPS preventive control device. It is achieved by the fact that device omitting an emergency situation on the ship allows effectively transfer the operation of SEPS to correct functioning mode in case of failure caused by formation of control system (CS) signal to permanently reduce fuel supply to at least one of the generating units (GU) or failure of its fuel equipment.

EFFECT: invention expands functionality of SEPS warning control device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для предупредительного управления судовыми электроэнергетическими системами (СЭЭС).The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for preventive control of ship power systems (SEES).

Известен 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). The known method of preventive control of SEES (Shirokov N.V. Preventive control of the ship's electric power system in case of failure of power sources / N.V. Shirokov // Bulletin of the State University of Maritime and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov. - 2019. - No. 2 ( 54). - С.396-405. DOI: 10/21821 / 2309-5180-2019-11-2-396-405), according to which the disconnection of an inoperative GA is carried out immediately at the moment of its transition to the motor mode of operation, provided that in the electric power system, there are no processes in which a workable unit can temporarily switch to a motor mode of operation (for example, turning on one of the HUs for parallel operation or regenerative braking when lowering a load).

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 аналоге 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.This method presupposes the shutdown of an inoperative GA without a time delay, which makes it possible to exclude an overload of the SEPS with reverse power. In this case, the condition according to which processes do not occur in the electric power system in which a workable unit can temporarily switch to a motor mode of operation at the moment when the HA goes into a motor mode is a diagnostic sign of an inoperative state of the GA and, at the same time, a warning signal that from this moment, the generator will start to work as an electric motor. Turning off an inoperative unit by a warning signal allows you to exclude overloading of the remaining operable machines and to prevent an emergency situation caused by the ship's power outage due to an overload shutdown of the operable HA. At the same time, according to GOST (GOST 19176-85. Control systems for technical means of the ship. Terms and definitions), warning control is called control by warning signals of deviation of parameters from their nominal values and designed to prevent an emergency. Preventive control is intended to change the state and operating modes of the unit before the emergency control takes effect. This is the definition of preventive management in terms of its purpose. The analogue defines preventive management as a process. Preventive management is the process of forming such an impact on the SEPS, as a result of which the technical state of the system after the protection is triggered will belong to the truncated area of correct functioning. In this case, emergency operation is excluded.

Недостаток способа – относительная сложность и высокая стоимость практической реализации, вызванная необходимостью прокладки кабельных трасс, например, от датчика включения рекуперативного торможения, расположенного в кабине крановщика, до системы предупредительного управления, расположенной в Главном распределительном щите судна. Даже для судна средних размеров это расстояние составляет более сотни метров.The disadvantage of this method is the relative complexity and high cost of practical implementation, caused by the need to lay cable routes, for example, from the regenerative braking sensor located in the crane operator's cab to the preventive control system located in the main switchboard of the ship. Even for a medium-sized vessel, this distance is over a hundred meters.

Для обеспечения идентификации неработоспособного состояния ГА, с целью предупредительного управления СЭЭС, можно использовать известное устройство, реализующее способ определения неработоспособного генераторного агрегата (ГА) (патент RU 2686103, опубликован 24.04.2019. Бюл.№12.), согласно которому при параллельной работе нескольких ГА измеряют загрузку каждого из ГА, определяют величину неравномерности загрузки генераторных агрегатов и определяют момент отклонения последней за установленные пределы уставки, определяют момент перехода ГА в двигательный режим и при совпадении этого момента с моментом отклонения неравномерности загрузки генераторных агрегатов за пределы уставки, ГА, перешедший в двигательный режим, признается неработоспособным. Устройство для определения неработоспособного ГА, реализующее данный способ содержит: блок контроля неравномерности загрузки ГА, по числу ГА: блоки контроля перехода ГА в двигательный режим, логические элементы «И», причем соответствующие выходы блока контроля неравномерности загрузки ГА соединены с первыми входами соответствующих логических элементов «И», выходы блоков контроля перехода ГА в двигательный режим соединены со вторыми входами соответствующих логических элементов «И».To ensure the identification of the inoperative state of the GA, for the purpose of preventive control of the SEES, you can use a known device that implements a method for determining an inoperative generator unit (GA) (patent RU 2686103, published 04.24.2019. Bull. No. 12.), according to which, when several GA measure the load of each of the GA, determine the amount of uneven loading of the generating sets and determine the moment of deviation of the latter beyond the set limits of the setting, determine the moment of transition of the GA into the motor mode and, when this moment coincides with the moment of deviation of the uneven loading of the generating sets outside the set point, the GA that has passed into the motor mode is recognized as inoperative. A device for determining an inoperative GA that implements this method contains: a block for monitoring the unevenness of the load of the GA, according to the number of GA: blocks for monitoring the transition of the GA into the motor mode, logical elements "AND", and the corresponding outputs of the block for monitoring uneven loading of the GA are connected to the first inputs of the corresponding logic elements "AND", the outputs of the blocks for controlling the transition of the GA into the motor mode are connected to the second inputs of the corresponding logical elements "AND".

В данном случае удается избежать необходимости в прокладке дополнительных кабельных трасс и существенно упростить техническую реализацию предупредительного управления. Однако недостатком данного устройства является большое время диагностирования. Это объясняется тем, что при его применении неисправный ГА идентифицируют как неработоспособный только в момент его перехода в двигательный режим. При этом в течение интервала времени, измеряемого от момента возникновения дефекта до момента полной разгрузки вышедшего из строя агрегата, устройство по патенту RU 2686103, будет определять его как работоспособный, его нагрузка перейдет на работоспособную машину, что может привести к ее перегрузке, отключению генератора и обесточиванию судна.In this case, it is possible to avoid the need to lay additional cable routes and significantly simplify the technical implementation of preventive management. However, the disadvantage of this device is the long diagnostic time. This is due to the fact that when using it, a faulty GA is identified as inoperative only at the moment of its transition to the motor mode. At the same time, during the time interval measured from the moment of the defect occurrence to the moment of complete unloading of the failed unit, the device according to the patent RU 2686103 will determine it as operable, its load will be transferred to the operable machine, which can lead to its overload, disconnection of the generator, and de-energize the vessel.

В этой связи можно использовать известное устройство, реализующее способ определения неработоспособного генераторного агрегата по патенту №2715555 от 02.03.2020г., заключающийся в том, что при параллельной работе нескольких ГА измеряют загрузку каждого из ГА, определяют величину неравномерности загрузки ГА и определяют момент отклонения последней за установленные пределы уставки, определяют момент, когда загрузка одного или нескольких ГА уменьшается, а загрузка другого (других) ГА увеличивается и при совпадении этого момента с моментом отклонения неравномерности загрузки генераторных агрегатов за пределы уставки, ГА, загрузка которых уменьшается, признаются неработоспособными. Устройство, реализующее указанный способ содержит по числу ГА датчики загрузки ГА, блоки контроля увеличения загрузки, блоки контроля уменьшения загрузки, логические элементы «И», а также логический элемент «ИЛИ» и блок контроля неравномерности загрузки ГА, причем выходы датчиков загрузки ГА соединены с входами соответствующих блоков контроля увеличения загрузки, входами соответствующих блоков контроля уменьшения загрузки и соответствующими входами блока контроля неравномерности загрузки ГА, выходы блоков увеличения загрузки соединены с соответствующими входами логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с первыми входами логических элементов «И», выходы блоков контроля уменьшения загрузки соединены со вторыми входами соответствующих логических элементов «И», соответствующие выходы блока контроля неравномерности загрузки ГА соединены с третьими входами соответствующих логических элементов «И», выходы которых являются выходами устройства.In this regard, you can use a known device that implements a method for determining an inoperative generator set according to patent No. 2715555 dated 03/02/2020, which consists in the fact that during the parallel operation of several HUs, the load of each HA is measured, the amount of unevenness of the HA load is determined and the moment of deflection of the latter is determined. beyond the set limits, determine the moment when the load of one or several GA decreases, and the load of the other (other) GA increases, and when this moment coincides with the moment when the uneven loading of the generating sets outside the set point deviates, GAs whose load decreases are recognized as inoperative. The device that implements the specified method contains, according to the number of HA, HA load sensors, load increase control units, load decrease control units, "AND" logic gates, as well as an "OR" logic element and a HA load irregularity control unit, and the outputs of the HA load sensors are connected to the inputs of the corresponding blocks for controlling the increase in the load, the inputs of the corresponding blocks for monitoring the decrease in the load and the corresponding inputs of the block for monitoring the unevenness of the load of the GA, the outputs of the blocks for increasing the load are connected to the corresponding inputs of the logical element "OR", the output of which is connected to the first inputs of the logical elements "AND", the outputs of the blocks load reduction control is connected to the second inputs of the corresponding logical elements "AND", the corresponding outputs of the block for monitoring the uneven loading of the GA are connected to the third inputs of the corresponding logical elements "AND", the outputs of which are the outputs of the device.

Данное устройство позволяет своевременно, до полной разгрузки неисправного агрегата, идентифицировать его неработоспособное состояние. Недостатком устройства является низкая достоверность диагностирования в случае отказа системы управления (СУ) СЭЭС, в результате которого она формирует постоянный сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА. В данном случае загрузка этого агрегата будет увеличиваться, а остальных – уменьшаться. В момент, когда неравномерность загрузки превысит пределы уставки, все исправные ГА, нагрузка которых уменьшается, будут признаны неработоспособными. This device allows timely, before the complete unloading of a faulty unit, to identify its inoperative state. The disadvantage of the device is the low reliability of diagnosis in the event of a failure of the control system (CS) of the SEES, as a result of which it generates a constant signal to increase the fuel supply to the prime mover of one of the GA. In this case, the load of this unit will increase, and the rest will decrease. At the moment when the unevenness of the load exceeds the limits of the setting, all serviceable GA, the load of which is reduced, will be recognized as inoperative.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип, является устройство, реализующее способ предупредительного управления СЭЭС (патент 2739364 С1, опубликованный 23.12.2020 в БИ №36), 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. Устройство по указанному патенту содержит: 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.The closest analogue chosen for the prototype is a device that implements the method of preventive control of SEES (patent 2739364 C1, published on December 23, 2020 in BI No. 36), according to which the moment of transition of the SEES to an inoperative state is determined, the load of the SEES is reduced, the HA is determined, the load of which with a decrease in the load, the SEES increases and this GA is turned off. The device according to the specified patent contains: according to the number of GA load sensors GA, control units for increasing the load, control units for decreasing the load, as well as the first logical element "OR" and the block for controlling the difference in loads of the GA, according to the number of GA, the first logic elements "AND", as well as the second logical element "OR", a waiting one-shot with a delay in the formation of a pulse, a block for switching off consumers, according to the number of HA: the second logical elements "AND" and blocks for turning off HA; moreover, the output of each of the load sensors is connected to the input of the corresponding load increase control unit, to the input of the corresponding load decrease control unit and to the corresponding input of the GA load difference control unit, the output of each of the load increase control units is connected to the second input of the corresponding of the first logical elements "AND" and the first input of the corresponding of the second logical elements "AND", the output of each of the load reduction control units is connected to the corresponding input of the first logical gate "OR", the output of the first logical gate "OR" is connected to the first inputs of all the first logical elements "AND", the output the block for controlling the difference in the loads of the GA is connected to the third inputs of all the first logical elements "AND", the output of each of the first logical elements "AND" is connected to the corresponding input of the second logical element "OR", the output of which is connected to the input of the waiting one-shot with a pulse shaping delay and the input block off For consumers, the output of the waiting one-shot with a pulse shaping delay is connected to the second inputs of all the second logical elements "AND", the output of each of which is connected to the input of the corresponding block for switching off the GA.

Применение данного устройства позволяет эффективно, минуя аварийную ситуацию на судне, переводить работу СЭЭС в режим правильного функционирования в случае отказа, вызванного формированием сигнала СУ на постоянное увеличение подачи топлива хотя бы в один из ГА. Недостатком прототипа является невозможность его применения в случае отказов СУ, вызванных уменьшением подачи топлива хотя бы в один из параллельно работающих ГА или отказов, связанных с выходом из строя топливной аппаратуры хотя бы одного из этих ГА. В этом случае при уменьшении нагрузки СЭЭС загрузка всех ГА, работающих параллельно, уменьшается и дальнейшие действия устройства не определены.The use of this device makes it possible to effectively, bypassing the emergency situation on the ship, transfer the operation of the SEES to the mode of correct functioning in the event of a failure caused by the formation of the CS signal for a constant increase in the fuel supply to at least one of the HUs. The disadvantage of the prototype is the impossibility of its use in the event of CS failures caused by a decrease in fuel supply to at least one of the parallel operating HUs or failures associated with the failure of the fuel equipment of at least one of these HUs. In this case, with a decrease in the SEPS load, the load of all HUs operating in parallel decreases and the further actions of the device are not determined.

Целью изобретение является расширение функциональных возможностей устройства предупредительного управления СЭЭС за счет возможности применения в случае отказов СУ, вызванных уменьшением подачи топлива хотя бы в один из параллельно работающих ГА или отказов, связанных с выходом из строя топливной аппаратуры хотя бы одного из этих ГА.The purpose of the invention is to expand the functionality of the SEES preventive control device due to the possibility of using it in the event of CS failures caused by a decrease in fuel supply to at least one of the parallel operating HUs or failures associated with the failure of the fuel equipment of at least one of these HUs.

Указанная цель достигается тем, что устройство для предупредительного управления СЭЭС содержащее как прототип: 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 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; в отличие от прототипа дополнительно содержит: логический элемент «НЕ», по числу ГА третьи логические элементы «И» и ждущие одновибраторы с инвертирующим выходом; при этом выход первого логического элемента «ИЛИ» соединен с входом логического элемента «НЕ», выход которого соединен со вторыми входами всех третьих логических элементов «И», выход каждого из блоков контроля увеличения загрузки соединен соответствующим входом первого логического элемента «ИЛИ» и первым входом соответствующего из вторых логических элементов «И»; выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки соединен со вторым входом соответствующего из первых логических элементов «И», выход второго логического элемента «ИЛИ» соединен со вторым входом каждого из вторых логических элементов «И», выход каждого из вторых логических элементов «И» соединен с входом соответствующего ждущего одновибратора с инвертирующим выходом, выход каждого ждущего одновибратора с инвертирующим выходом соединен с первым входом соответствующего третьего логического элемента «И», выход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса соединен с третьими входами всех третьих логических элементов «И», выход каждого из третьих логических элементов «И» соединен с входом соответствующего блока отключения ГА.This goal is achieved by the fact that the device for preventive control of SEES contains, as a prototype: by the number of HA, HA load sensors, load increase control units, load decrease control units, as well as the first logical element "OR" and a block for control of the HA load difference, by the HA number the first logical elements "AND", as well as the second logical gate "OR", a waiting one-shot with a pulse shaping delay, a block for switching off consumers, according to the number of HA: the second logical elements "AND" and blocks for turning off HA; moreover, the output of each of the load sensors is connected to the input of the corresponding load increase control unit, to the input of the corresponding load decrease control unit and the corresponding input of the GA load difference control unit, the output of the first "OR" logic element is connected to the first inputs of all the first "AND" logic gates, the output of the block for controlling the difference in the loads of the GA is connected to the third inputs of all the first logical elements "AND"; the output of each of the first logical elements "AND" is connected to the corresponding input of the second logical element "OR", the output of which is connected to the input of the waiting one-shot with a pulse shaping delay and the input of the consumer disconnection unit; unlike the prototype, it additionally contains: a logical element "NOT", according to the number of GA, third logical elements "AND" and waiting one-shot with inverting output; while the output of the first logical element "OR" is connected to the input of the logical element "NOT", the output of which is connected to the second inputs of all third logical elements "AND", the output of each of the load increase control units is connected to the corresponding input of the first logical element "OR" and the first the input of the corresponding of the second logical elements "AND"; the output of each of the load reduction control units is connected to the second input of the corresponding one of the first logical elements "AND", the output of the second logical gate "OR" is connected to the second input of each of the second logical elements "AND", the output of each of the second logical elements "AND" is connected with the input of the corresponding waiting one-shot with an inverting output, the output of each waiting one-shot with an inverting output is connected to the first input of the corresponding third logical element "AND", the output of the waiting one-shot with a pulse shaping delay is connected to the third inputs of all third logical elements the third logical elements "AND" is connected to the input of the corresponding block for switching off the GA.

Сущность изобретения заключается в том, что в случае внезапного отказа СУ СЭЭС, при котором СУ формирует постоянный сигнал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА при его параллельной работе хотя бы с одним из других генераторных агрегатов или отказе топливной аппаратуры первичного двигателя (например, дизеля) ГА, его загрузка постоянно уменьшается вплоть до полной разгрузки и перехода в двигательный режим и не зависит от изменения нагрузки СЭЭС. При этом остальные ГА, работающие параллельно, принимают на себя нагрузку разгружаемого агрегата и их загрузка увеличивается в случае, если нагрузка СЭЭС остается постоянной. В случае подобного типа отказов уменьшение нагрузки СЭЭС приводит к уменьшению загрузки всех ГА, как и в случае с исправной СУ или исправным ГА. В этой связи предлагаемое устройство реализует подход к решению задачи, согласно которому определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние, определяют ГА (группу ГА), загрузка которого (которых) уменьшается, уменьшают нагрузку СЭЭС, определяют момент, когда при уменьшении нагрузки СЭЭС загрузка всех ГА не увеличивается и в этот момент отключают ГА, загрузка которого (которых) до уменьшения нагрузки СЭЭС уменьшалась. При этом с точки зрения предупредительного управления не имеет значения происходит ли разгрузка по причине формирования постоянного сигнала СУ на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель ГА со стороны СУ или по причине выхода из строя самого агрегата, например, вследствие неисправности топливной системы (разрыв трубопровода, выход из строя топливного насоса и т.д.). И в том и другом случае отключение разгружаемого ГА после разгрузки сети приводит к тому, что СЭЭС переходит в режим правильного функционирования, при котором оставшиеся в работе машины принимают на себя нагрузку без перегрузки, минуя аварийную ситуацию.The essence of the invention lies in the fact that in the event of a sudden failure of the control system of the SEES, in which the control system generates a constant signal to reduce the fuel supply to the primary engine of one of the hydroelectric power stations when it operates in parallel with at least one of the other generator sets or the failure of the fuel equipment of the primary engine (for example , diesel) GA, its load is constantly decreasing until complete unloading and transition to the motor mode and does not depend on the change in the load of the SEES. At the same time, the rest of the GA, operating in parallel, take on the load of the unloaded unit and their load increases if the load of the SEPS remains constant. In the case of this type of failure, a decrease in the SEES load leads to a decrease in the load of all HUs, as in the case of a serviceable CS or a serviceable HU. In this regard, the proposed device implements an approach to solving the problem, according to which the moment of transition of the SEES to an inoperative state is determined, the GA (GA group) is determined, the load of which (which) decreases, the load of the SEES is reduced, the moment is determined when, when the load of the SEES is reduced, the load of all GAs is determined. does not increase and at this moment the HA is turned off, the load of which (which) decreased before the SEES load decreased. At the same time, from the point of view of preventive control, it does not matter whether unloading occurs due to the formation of a constant signal from the SU to reduce the fuel supply to the primary engine of the GA from the SU or due to the failure of the unit itself, for example, due to a malfunction of the fuel system (pipeline rupture, output failure of the fuel pump, etc.). In both cases, the disconnection of the unloaded HA after unloading the network leads to the fact that the SEES goes into a mode of correct functioning, in which the machines remaining in operation take on the load without overload, bypassing the emergency situation.

В отличие от прототипа данный подход позволяет эффективно, минуя аварийную ситуацию на судне, переводить работу СЭЭС в режим правильного функционирования в случае отказа, вызванного формированием сигнала СУ на постоянное уменьшение подачи топлива хотя бы в один из ГА или выхода из строя его топливной аппаратуры.Unlike the prototype, this approach makes it possible to effectively, bypassing the emergency situation on the ship, transfer the SEPS operation to the mode of correct functioning in the event of a failure caused by the formation of the CS signal to a constant decrease in the fuel supply to at least one of the HUs or the failure of its fuel equipment.

Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача – расширение функциональных возможностей устройства предупредительного управления СЭЭС за счет возможности его применения в случае отказов СУ, вызванных уменьшением подачи топлива хотя бы в один из параллельно работающих ГА или отказов, связанных с выходом из строя топливной аппаратуры хотя бы одного из этих ГА – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна». Comparison of the proposed device and the prototype showed that the task at hand is to expand the functionality of the SEES preventive control device due to the possibility of its application in the event of CS failures caused by a decrease in fuel supply to at least one of the parallel operating HUs or failures associated with the failure of fuel equipment at least one of these GA - is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention with the "novelty" criterion of patentability.

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электроснабжения не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию «изобретательский уровень». In turn, the conducted 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 device meets the criterion of "inventive step".

На Фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой, имеющей в своем составе «n» параллельно работающих ГА. Устройство (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, логический элемент «НЕ» 8, по числу ГА вторые логические элементы «И» 9.1, 9.2 … 9.n, ждущие одновибраторы с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n, ждущий одновибратор с задержкой формирования импульса 11, блок отключения потребителей 12, по числу ГА: третьи логические элементы «И» 13.1, 13.2 … 13.n и блоки отключения ГА 14.1, 14.2 … 14.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 соответствующим входом первого логического элемента «ИЛИ» 4 и первым входом соответствующего из вторых логических элементов «И» 9.1, 9.2 … 9.n ; выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки 3.1, 3.2 … 3.n соединен со вторым входом соответствующего из первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n, выход первого логического элемента «ИЛИ» 4 соединен с первыми входами всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n и входом логического элемента «НЕ» 8, 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 со вторыми входами всех вторых логических элементов «И» 9.1, 9.2 … 9.n, входом ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 и входом блока отключения потребителей 12; выход каждого из вторых логических элементов «И» 9.1, 9.2 … 9.n соединен с входом соответствующего ждущего одновибратора с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n, выход каждого из ждущих одновибраторов с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n соединен с первым входом соответствующего из третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n; выход логического элемента «НЕ» 8 соединен со вторыми входами всех третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n, выход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 соединен с третьими входами всех третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока отключения ГА 14.1, 14.2 … 14.n. Figure 1 shows a functional diagram of the proposed device for preventive control of the ship's electric power system, which includes "n" in parallel operating GA. The device (Fig. 1) contains: according to the number of HA, HA load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n, load increase control units 2.1, 2.2 ... 2.n, load reduction control units 3.1, 3.2 ... 3.n, as well as the first logical the "OR" element 4 and the block for controlling the difference of the GA loads 5, according to the number of the GA, the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n, as well as the second logical element "OR" 7, the logical element "NOT" 8, according to the number GA second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n, waiting one-shot with inverting output 10.1, 10.2 ... 10.n, waiting one-shot with pulse shaping delay 11, block for switching off consumers 12, according to the number of GA: third logical elements "AND »13.1, 13.2… 13.n and blocks for switching off the GA 14.1, 14.2… 14.n; moreover, the output of each of the load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n is connected to the input of the corresponding load increase control unit 2.1, 2.2 ... 2.n, to the input of the corresponding load reduction control unit 3.1, 3.2 ... 3.n and the corresponding input of the load difference control unit GA 5, the output of each of the load increase control units 2.1, 2.2 ... 2.n is connected by the corresponding input of the first logical element "OR" 4 and the first input of the corresponding of the second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n; the output of each of the load reduction control units 3.1, 3.2 ... 3.n is connected to the second input of the corresponding of the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n, the output of the first logical gate "OR" 4 is connected to the first inputs of all the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n and the input of the logical element "NOT" 8, the output of the block for controlling the difference in loads of GA 5 is connected to the third inputs of all the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n; the output of each of the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n is connected to the corresponding input of the second logical element "OR" 7, the output of which is connected to the second inputs of all second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n, an input of a waiting one-shot with a delay in the formation of an impulse 11 and an input of a block for switching off consumers 12; the output of each of the second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n is connected to the input of the corresponding waiting one-shot with inverting output 10.1, 10.2 ... 10.n, the output of each of the waiting one-shot with inverting output 10.1, 10.2 ... 10.n is connected to the first input of the corresponding of the third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13.n; the output of the logical element "NOT" 8 is connected to the second inputs of all third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13.n, the output of the waiting one-shot with a delay in the formation of the pulse 11 is connected to the third inputs of all third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13 .n, the output of each of which is connected to the input of the corresponding GA switch-off unit 14.1, 14.2 ... 14.n.

Логический элемент «НЕ» - представляет собой функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», если на его входе – сигнал логического «0» и формирующий выходной сигнал в виде логического «0», если на его вход поступил сигнал логической «1»; ждущий одновибратор с инвертирующим выходом – функциональный блок, на выходе которого формируется сигнал логического «0» заданной длительности при поступлении на вход сигнала логической «1», в остальное время на его выходе – сигнал логической «1». Остальные функциональные блоки устройства – выполнены как одноименные блоки устройства, принятого за прототип, и выполняют аналогичные функции.The logical element "NOT" is a functional block that generates a logical "1" signal at its output, if a logical "0" signal is at its input and generates an output signal in the form of a logical "0", if a logical " 1"; a waiting one-shot with an inverting output is a functional block, at the output of which a logical "0" signal of a given duration is generated when a logical "1" signal arrives at the input, the rest of the time its output is a logical "1" signal. The rest of the functional blocks of the device are made as blocks of the same name, taken as a prototype, and perform similar functions.

Устройство (Фиг.1) работает следующим образом. В случае внезапного отказа СЭЭС, при котором СУ сформировала постоянный сигнал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА, например, g –го, загрузка g –го агрегата начнет уменьшаться. Тогда уменьшится значение выходного сигнала на выходе соответствующего датчика загрузки 1.g. Этот сигнал поступит на вход соответствующего блока контроля уменьшения загрузки 3.g и g – ый вход блока контроля разности загрузок ГА 5. На выходе блока контроля уменьшения загрузки 3.g сформируется сигнал логической «1» и поступит на второй вход соответствующего (g-го) из первых логических элементов «И» (6.g).Так как загрузка g –го агрегата уменьшится, то загрузка остальных агрегатов, работающих параллельно, увеличится. При этом начнут увеличиваться сигналы на выходах всех датчиков загрузки 1.1, 1.2 … 1.n, кроме 1.g. На выходах всех датчиков увеличения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n, кроме 2.g, появится сигнал логической «1», который поступит на соответствующий вход первого логического элемента «ИЛИ» 4 и на первый вход соответствующего второго логического элемента «И» 9.1, 9.2 … 9.n (кроме 9.g). Так как, по крайней мере, на один из входов первого логического элемента «ИЛИ» 4 поступит сигнал логической «1», то и на его выходе также сформируется сигнал логической «1» и поступит на первые входы всех первых логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n и вход логического элемента «НЕ» 8. На выходе логического элемента «НЕ» 8 появится сигнал логического «0» и поступит на вторые входы всех третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n, блокируя отключение агрегатов. Так как сигнал на g- ом входе блока 5 уменьшится, а на остальных его входах увеличится, то разность загрузок g –го ГА и остальных вырастет и в момент, когда она превысит допустимое значение и продолжит увеличиваться на выходе блока контроля разности загрузок ГА 5 появится сигнал логической «1», который 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 хотя бы 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).The device (Fig. 1) operates as follows. In the event of a sudden failure of the SEES, in which the control system has generated a constant signal to decrease the fuel supply to the prime mover of one of the HUs, for example, g –th, the load of the g –th unit will begin to decrease. Then the value of the output signal at the output of the corresponding load sensor 1.g will decrease. This signal will be fed to the input of the corresponding load reduction control unit 3.g and the g -th input of the GA load difference control unit 5. At the output of the load reduction control unit 3.g, a logical “1” signal will be generated and fed to the second input of the corresponding (g-th ) from the first logical elements "AND" (6.g). Since the load of the g -th unit decreases, the load of the remaining units operating in parallel will increase. In this case, the signals at the outputs of all load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n, except for 1.g., will start to increase. At the outputs of all load increase sensors 2.1, 2.2 ... 2.n, except for 2.g, a logical "1" signal will appear, which will go to the corresponding input of the first logical element "OR" 4 and to the first input of the corresponding second logical gate "AND" 9.1 , 9.2 ... 9.n (except 9.g). Since at least one of the inputs of the first logical element "OR" 4 will receive a signal of a logical "1", then a signal of a logical "1" will also be generated at its output and will go to the first inputs of all the first logical elements "AND" 6.1 , 6.2, ... 6.n and the input of the logical element "NOT" 8. At the output of the logical element "NOT" 8, a signal of logical "0" will appear and go to the second inputs of all third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13.n, blocking the shutdown of units. Since the signal at the g-th input of block 5 will decrease, and at its other inputs it will increase, the difference between the loads of the g-th GA and the rest will grow and at the moment when it exceeds the permissible value and continues to increase at the output of the block for controlling the difference in GA loads 5 will appear the logical "1" signal, which will go to the third inputs of all the first logical elements "AND" 6.1, 6.2, ... 6.n. In this case, a logical "1" signal will be received at all inputs of the g-th of the first logical elements "AND" 6.g, a logical "1" signal will appear at its output, which will go to the g-th input of the second logical gate "OR" 7. Since at least one of the inputs of the second logical element "OR" 7 will receive a logical "1" signal, a logical "1" signal will also appear at its output, indicating the inoperative technical state of the SEES (In this case, the SEES is recognized as inoperable if one (one ) from the GA increase their load, while the other (others) decrease their load and at the same time the load difference exceeds the allowable value and increases).

Сигнал логической «1» с выхода второго логического элемента «ИЛИ» 7 поступит на вторые входы всех вторых логических элементов «И» 9.1, 9.2 … 9.n, а также на вход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 и на вход блока отключения потребителей 12, который отключит выбранные группы потребителей электроэнергии. Через время t_выд, равное времени отключения потребителей электроэнергии, на выходе ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 появится короткий сигнал логической «1», длительность которого t_имп несколько больше, чем время срабатывания топливного регулятора (t_сраб) данной СУ. Этот сигнал поступит на третьи входы всех третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n. Так как на первый и второй входы всех вторых логических элементов «И» 9.1, 9.2 … 9.n (кроме 9.g), поступит сигнал логической «1», то на их выходах появится сигнал логической «1» и поступит на вход соответствующего ждущего одновибратора с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n. При этом на выходах всех ждущих одновибраторов с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n, (кроме 10.g), сформируется сигнал логического «0» заданной длительности t_имп1, который поступит на первые входы соответствующих из третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n. Длительность импульса логического «0» на выходе каждого из одновибраторов с инвертирующим выходом 10.1, 10.2 … 10.n, выбирается несколько больше, чем время выдержки ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11, увеличенное на длительность импульса логической «1» на его выходе, то есть t_имп1> t_выд.+ t_имп . Так как на первый вход g-го из вторых логических элементов «И» 9.g поступит сигнал логического «0», то на его выходе и входе соответствующего ждущего одновибратора с инвертирующим выходом 10.g – сигнал логического «0», на его выходе и первом входе соответствующего третьего элемента «И» 13.g – сигнал логической «1». Вследствие того, что после отключения выбранных групп потребителей электроэнергии загрузка всех ГА уменьшится, на все входы первого логического элемента «ИЛИ» 4 поступит сигнал логического «0», на его выходе и входе логического элемента «НЕ» 8 появится сигнал логического «0». На выходе логического элемента «НЕ» 8 сформируется сигнал логической «1» и поступит на вторые входы всех третьих логических элементов «И» 13.1, 13.2 … 13.n. При этом на все три входа третьего логического элемента «И» 13.g поступит сигнал логической «1», на его выходе сформируется сигнал логической «1», который поступит на вход блока отключения ГА 14.g, g-ый ГА будет отключен.The logical "1" signal from the output of the second logical element "OR" 7 will go to the second inputs of all second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n, as well as to the input of the waiting one-shot with a delay in the formation of a pulse 11 and to the input of the consumer disconnection unit 12, which will disconnect selected groups of electricity consumers. After the time t _vyd equal time off power consumers, the output monostable monostable delayed pulse shaping 11 will short signal logical "1" _pulses whose duration t is somewhat greater than the response time of the fuel regulator (t _{trip set)} of the SU. This signal will go to the third inputs of all third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13.n. Since the first and second inputs of all second logical elements "AND" 9.1, 9.2 ... 9.n (except for 9.g), a logical "1" signal will be received, then a logical "1" signal will appear on their outputs and go to the input of the corresponding waiting one-shot with inverting output 10.1, 10.2… 10.n. In this case, at the outputs of all waiting one-shot single-shot with inverting output 10.1, 10.2 ... 10.n, (except 10.g), a logical "0" signal of a given duration t _imp1 will be generated, which will go to the first inputs of the corresponding third logical elements "AND" 13.1 , 13.2 ... 13.n. The duration of the pulse of logical "0" at the output of each of the one-shot one-shot with inverting output 10.1, 10.2 ... 10.n, is chosen slightly longer than the dwell time of the waiting one-shot with a delay in the formation of the pulse 11, increased by the duration of the pulse of the logical "1" at its output, then _imp1 have t> t _vyd. + t _imp. Since the first input of the g-th of the second logical elements "AND" 9.g will receive a signal of logical "0", then at its output and the input of the corresponding waiting one-shot with inverting output 10.g - a signal of logical "0", at its output and the first input of the corresponding third element "AND" 13.g - a logical "1" signal. Due to the fact that after disconnecting the selected groups of electricity consumers, the load of all GAs will decrease, a logical “0” signal will be received at all inputs of the first logical element "OR" 4, a logical "0" signal will appear at its output and input of the logical gate "NOT" 8. At the output of the logical element "NOT" 8, a signal of the logical "1" will be generated and fed to the second inputs of all third logical elements "AND" 13.1, 13.2 ... 13.n. In this case, a logical "1" signal will be sent to all three inputs of the third logical element "AND" 13.g, a logical "1" signal will be generated at its output, which will go to the input of the GA switch-off unit 14.g, the g-th GA will be disabled.

Пример практической реализации предлагаемого изобретения.An example of the practical implementation of the proposed invention.

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 (∆Рраспр =10%Рн=10кВт), время срабатывания топливного регулятора равно 0,5с (t_сраб=0,5с), время отключения потребителей электроэнергии (t_отк) равно 0,3с. Для данной СЭЭС установим допустимое значение разности загрузок (∆Рдоп >∆Рраспр) ГА равным 15%Рн (∆Рдоп =15%Рн=15кВт), время задержки (выдержки) ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса равным 0,3с (t_выд=t_отк=0,3с), длительность сигнала логической «1» ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса равным 1,0с (t_имп=1,0с > t_сраб=0,5c), длительность импульса в виде сигнала логического «0» на выходе ждущего одновибратора с инвертирующим выходом равным 1,5 с (t_имп1> t_выд.+ t_имп). 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 уменьшение подачи топлива в первичный двигатель ГА2 или вышла из строя его топливная аппаратура. 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 (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 первый вход первого логического элемента «ИЛИ» 4 и первый вход первого из вторых логических элементов «И» 9.1 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 второго из первых логических элементов «И» 6.2. Так как на первый вход первого логического элемента «ИЛИ» 4 поступил сигнал логической «1» то на его выходе также формируется сигнал логической «1» и поступает на первые входы первых логических элементов «И» 6.1 и 6.2, а также на вход логического элемента «НЕ» 8. На выходе логического элемента «НЕ» 8 появляется сигнал логического «0» и поступает на вторые входы третьих логических элементов «И» 13.1 и 13.2, блокируя отключение агрегатов. В момент, когда разница загрузок ГА превысила допустимое значение (∆Р>∆Рдоп), 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 сформируется сигнал логической «1» и поступит на третьи входы первых логических элементов «И» 6.1 и 6.2. Так как на все три входа второго из первых логических элементов «И» 6.2 поступит сигнал логической «1», то и на его выходе – сигнал логической «1», который поступит на второй вход второго логического элемента «ИЛИ» 7. При поступлении сигнала логической «1» на второй 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 поступит на вторые входы вторых логических элементов «И» 9.1 и 9.2, на вход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 и на вход блока отключения потребителей 12. Так как на оба входа первого из вторых логических элементов «И» 9.1 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1» и поступит на вход ждущего одновибратора инвертирующим выходом 10.1, на выходе которого появится сигнал логического «0» длительностью равной 1,5с. Этот сигнал поступит на первый вход первого из третьих логических элементов «И» 13.1. Блок 12 отключит группы потребителей электроэнергии за время t_отк=0,3с, осуществляя уменьшение нагрузки СЭЭС до значения, менее номинального, например, до 40 кВт. Через выдержку времени t_выд=t_отк=0,3с на выходе ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 появится сигнал логической «1» и поступит на третьи входы третьих логических элементов «И» 13.1 и 13.2. Так как нагрузка сети уменьшится, уменьшится загрузка первого ГА. При этом на выходе блока контроля увеличения загрузки первого агрегата 2.1 появится сигнал логического «0», что приведет к формированию сигнала логического «0» на выходе первого логического элемента «ИЛИ 4, а, следовательно, на выходе второго из первых логических элементов «И» 6.2 и на выходе второго логического элемента «ИЛИ» 7. Однако это не приведет к нарушению работы схемы – на выходе ждущего одновибратора инвертирующим выходом 10.1 сохранится сигнал логического «0» в течение 1,5с, а на выходе ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса 11 сохранится сигнал логической «1», запущенные по переднему фронту входного сигнала, поданного ранее, с выхода блоков 9.1 и 7 соответственно. Так как на выходе второго из вторых логических элементов «И» 9.2 сохранится сигнал логического «0», то на выходе второго ждущего одновибратора инвертирующим выходом 10.2 сохранится сигнал логической «1», который продолжит поступать на первый вход второго из третьих логических элементов «И» 13.2. Сигнал логического «0» с выхода первого логического элемента «ИЛИ» 4 поступит на вход логического элемента «НЕ» 8, на выходе которого сформируется сигнал логической «1» и поступит на вторые входы третьих логических элементов «И» 13.1 и 13.2. Так как на все три входа второго из третьих логических элементов «И» 13.2 поступят сигналы логической «1» то на его выходе появится сигнал логической «1» и поступит на вход блока отключения ГА 14.2, который отключит второй агрегат. Нагрузка сети невелика и ГА1 примет ее на себя, осуществляя переход неработоспособной СЭЭС в режим правильного функционирования без аварийной ситуации, связанной с перерывом в электроснабжении судна. При этом если причиной отказа СЭЭС явился выход из строя топливной аппаратуры первичного двигателя одного из ГА, его отключение осуществляется значительно раньше, чем произошла бы полная разгрузка при использовании способа, описанного в приведенном аналоге (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). Более раннее отключение неработоспособного агрегата в большинстве случаев позволяет предотвратить дальнейшее развитие неисправности.Consider, as an example, a SEES with two parallel operating GAs (GA1 and GA2, respectively). Suppose that the rated power of each of them is 100kW (Pn1 = Pn2 = 100kW), the load distribution accuracy is 10% Pn (∆Pdist = 10% Pn = 10kW), the response time of the fuel regulator is 0.5 s (t_srab= 0.5s), disconnection time of electricity consumers (t_open) is equal to 0.3 s. For this SEES, we will set the permissible value of the load difference (∆Pdop> ∆Rdist) of the GA equal to 15% Rn (∆Pdop = 15% Rn = 15kW), the delay time (exposure) of the waiting one-shot with a pulse shaping delay equal to 0.3s (t_out= t_open= 0.3 s), the duration of the logical "1" signal of the waiting one-shot with a pulse shaping delay equal to 1.0 s (t_imp= 1.0s> t_srab= 0.5 s), the pulse duration in the form of a logical "0" signal at the output of the waiting one-shot with an inverting output equal to 1.5 s (t_imp1> t_out. + t_imp). Suppose that the loading of GA1 was 65% Рн (Р1 = 65kW), and the load of GA2 was 60% Рн (Р2 = 60kW). Let us assume that during operation there was a malfunction of the SEES control system, in which the control system generated a constant signal to reduce the fuel supply to the GA2 primary engine or its fuel equipment failed. At the same time, GA1 began to take on the load, its load began to increase, and the load of GA2 began to decrease. Since the load of GA1 increases, the signal at the output of the load sensor 1.1 of the device (Fig. 1) also increases, which is fed to the input of the load increase control unit 2.1 and the first input of the unit for monitoring the load difference of GA 5. At the output of block 2.1, a logical "1" signal appears and arrives at the first input of the first logical element "OR" 4 and the first input of the first of the second logical elements "AND" load GA 5. At the output of the load reduction block 3.2, a logical "1" signal is generated and fed to the second input of the second of the first logical elements "AND" 6.2. Since the first input of the first logical element "OR" 4 received a signal of a logical "1", then a signal of a logical "1" is also generated at its output and goes to the first inputs of the first logical elements "AND" 6.1 and 6.2, as well as to the input of a logical element "NOT" 8. At the output of the logical element "NOT" 8, a logical "0" signal appears and goes to the second inputs of the third logical elements "AND" 13.1 and 13.2, blocking the disconnection of the units. At the moment when the difference in the loads of the GA exceeded the permissible value (∆Р> ∆Рadd), for example, when the load of the units was: P1 = 70.5 kW, and P2 = 54.5 kW, and continued to increase, since GA1 is loaded, and GA2 unloaded, at the output of the block for controlling the difference in loads of GA 5, a logical "1" signal will be generated and fed to the third inputs of the first logical elements "AND" 6.1 and 6.2. Since all three inputs of the second of the first logical elements "AND" 6.2 will receive a logical "1" signal, then at its output - a logical "1" signal, which will go to the second input of the second logical gate "OR" 7. When a signal is received logical "1" to the second input of the second logical element "OR" 7 at its output, a logical "1" signal is generated, informing that the SEES is inoperative. The logical "1" signal from the output of block 7 will go to the second inputs of the second logical elements "AND" 9.1 and 9.2, to the input of the waiting one-shot with a delayed pulse generation 11 and to the input of the consumer disconnecting unit 12. Since both inputs of the first of the second logical elements "AND" 9.1, a logical "1" signal is received, then a logical "1" signal will be generated at its output and will be fed to the input of the waiting one-shot by inverting output 10.1, at the output of which a logical "0" signal with a duration of 1.5 s will appear. This signal will go to the first input of the first of the third logical elements "AND" 13.1. Block 12 will disconnect groups of electricity consumers in time t_open= 0.3 s, reducing the SEES load to a value less than the nominal, for example, up to 40 kW. After a time delay t_out= t_open= 0.3s at the output of the waiting one-shot with a delay in the formation of the pulse 11, a logical "1" signal will appear and will be fed to the third inputs of the third logical elements "AND" 13.1 and 13.2. As the network load decreases, the load of the first GA will decrease. In this case, a logical "0" signal will appear at the output of the control unit for increasing the load of the first unit 2.1, which will lead to the formation of a logical "0" signal at the output of the first logical element "OR 4", and, therefore, at the output of the second of the first logical elements "AND" 6.2 and at the output of the second logical element "OR" 7. However, this will not lead to a malfunction of the circuit - at the output of the waiting one-shot inverting output 10.1, a logical "0" signal will remain for 1.5 s, and at the output of the waiting one-shot with a pulse shaping delay 11 the logical "1" signal, triggered by the leading edge of the input signal, given earlier, from the output of blocks 9.1 and 7, respectively, will remain. Since the output of the second of the second logical elements "AND" 9.2 will retain the logical "0" signal, then the output of the second waiting one-shot inverting output 10.2 will retain the logical "1" signal, which will continue to flow to the first input of the second of the third logical elements "AND" 13.2. The logical "0" signal from the output of the first logical element "OR" 4 will be fed to the input of the logical gate "NOT" 8, at the output of which a logical "1" signal will be generated and fed to the second inputs of the third logical elements "AND" 13.1 and 13.2. Since all three inputs of the second of the third logical elements "AND" 13.2 will receive signals of a logical "1", then a logical "1" signal will appear at its output and go to the input of the GA switch-off unit 14.2, which will turn off the second unit. The network load is not high and GA1 will take it upon itself, making the transition of the inoperative SEES to the mode of correct functioning without an emergency situation associated with an interruption in the ship's power supply. At the same time, if the reason for the SEES failure was the failure of the fuel equipment of the primary engine of one of the HUs, its shutdown is carried out much earlier than the complete unloading would occur when using the method described in the above analogue (Shirokov N.V. Preventive control of the ship's electric power system in case of failure sources of electricity / N.V. Shirokov // Bulletin of the State University of Maritime and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov. - 2019. -№2 (54). - pp. 396-405. DOI: 10/21821 / 2309- 5180-2019-11-2-396-405). An earlier shutdown of an inoperative unit in most cases prevents further development of the malfunction.

Предлагаемое изобретение было создано в составе научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре «Электропривода и электрооборудования береговых установок» ФБГОУ ВО «Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова». Были произведены расчеты, показавшие возможность использования заявляемого устройства в судовых энергетических установках и электроэнергетических системах, что с учетом выше изложенного позволяет сделать вывод о возможности его промышленного применения.The proposed invention was created as part of research work carried out at the department of "Electric drive and electrical equipment of coastal installations" FBGOU VO "State University of Maritime and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov ". Calculations were made that showed the possibility of using the proposed device in ship power plants and electric power systems, which, taking into account the above, allows us to conclude about the possibility of its industrial application.

Claims

A device for preventive control of the ship's electric power system, containing: according to the number of generating sets (GA), GA load sensors, load increase control units, load decrease control units, as well as the first logical element "OR" and the GA load difference control unit, the first by the GA number logical elements "AND", as well as the second logical element "OR", a waiting one-shot with a delay in the formation of a pulse, a block for switching off consumers, according to the number of HA: the second logical elements "AND" and blocks for turning off HA; moreover, the output of each of the load sensors is connected to the input of the corresponding load increase control unit, to the input of the corresponding load decrease control unit and the corresponding input of the GA load difference control unit, the output of the first "OR" logic element is connected to the first inputs of all the first "AND" logic gates, the output of the block for controlling the difference in the loads of the GA is connected to the third inputs of all the first logical elements "AND"; the output of each of the first logical elements "AND" is connected to the corresponding input of the second logical element "OR", the output of which is connected to the input of the waiting one-shot with a pulse shaping delay and the input of the consumer disconnecting unit, characterized in that it additionally contains a logical element "NOT" to the GA number, the third logical elements "AND" and waiting one-shot with inverting output; while the output of the first logical element "OR" is connected to the input of the logical element "NOT", the output of which is connected to the second inputs of all third logical elements "AND", the output of each of the load increase control units is connected to the corresponding input of the first logical element "OR" and the first the input of the corresponding of the second logical elements "AND"; the output of each of the load reduction control units is connected to the second input of the corresponding one of the first logical elements "AND", the output of the second logical gate "OR" is connected to the second input of each of the second logical elements "AND", the output of each of the second logical elements "AND" is connected with the input of the corresponding waiting one-shot with an inverting output, the output of each waiting one-shot with an inverting output is connected to the first input of the corresponding third logical element "AND", the output of the waiting one-shot with a pulse shaping delay is connected to the third inputs of all third logical elements the third logical elements "AND" is connected to the input of the corresponding block for switching off the GA.