RU2784000C1 - Apparatus for preventive control of the electric power system of a ship - Google Patents
Apparatus for preventive control of the electric power system of a ship Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784000C1 RU2784000C1 RU2022126647A RU2022126647A RU2784000C1 RU 2784000 C1 RU2784000 C1 RU 2784000C1 RU 2022126647 A RU2022126647 A RU 2022126647A RU 2022126647 A RU2022126647 A RU 2022126647A RU 2784000 C1 RU2784000 C1 RU 2784000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- logical
- input
- load
- output
- signal
- Prior art date
Links
- 230000003449 preventive Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 40
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920002742 polystyrene-block-poly(ethylene/propylene) -block-polystyrene Polymers 0.000 description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241000143957 Vanessa atalanta Species 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
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 electrical power systems (SEES).
Известно устройство, реализующее 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), которое производит отключение неработоспособного ГА (генераторного агрегата) 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). A device is known that implements the 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 the Sea and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov. - 2019. - No. 2 (54) – P. 396-405 DOI: 10/21821/2309-5180-2019-11-2-396-405), which shuts down an inoperative GA (generator set) immediately at the moment of its transition to the engine mode of operation, provided that there are no processes in the electric power system in which an operable unit can temporarily switch to a motor mode of operation (for example, switching on one of the GA for parallel operation or regenerative braking when lowering the load).
Это устройство 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. В аналоге дано определение предупредительного управления как процесса 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 device involves shutting down an inoperable GA without time delay, which makes it possible to exclude overloading the SEES with reverse power. In this case, the condition, according to which no processes occur in the electric power system, in which the operable unit can temporarily switch to the motor mode of operation at the moment when the GA switches to the motor mode, is a diagnostic sign of the inoperable 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. Shutdown of an inoperable unit by a warning signal makes it possible to exclude overloading of the remaining operable machines and prevent the occurrence of an emergency situation caused by a de-energization of the vessel due to an overload shutdown of operable GA. At the same time, according to GOST (GOST 19176-85. Control systems for ship technical means. Terms and definitions), preventive control is called control by warning signals of deviations of parameters from their nominal values and is intended to prevent an emergency. Preventive control is designed to change the state and modes of operation of the installation before the emergency control comes into effect. In the analogue, the definition of preventive control is given as 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 a truncated area of correct functioning. In this case, emergency operation is excluded.
Недостатком устройства является относительная сложность и высокая стоимость, 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 the device is the relative complexity and high cost caused by the need to lay cable routes, for example, from the regenerative braking activation sensor located in the crane operator's cabin to the warning control system located in the ship's main switchboard. Even for a medium-sized ship, this distance is more than a hundred meters.
Для обеспечения идентификации неработоспособного состояния ГА, с целью предупредительного управления СЭЭС, может быть использовано 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 содержит: блок контроля неравномерности загрузки ГА, блоки контроля перехода ГА в двигательный режим по числу ГА, 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». В рассматриваемом случае отсутствует необходимость в прокладке дополнительных кабельных трасс, что позволяет существенно упростить техническую реализацию предупредительного управления. To ensure the identification of the inoperable state of the GA, for the purpose of preventive control of the SEES, a device can be used that implements the method for determining an inoperable generator set (GA) (patent RU 2686103, published on April 24, 2019. Bull. No. 12.), According to which, with the parallel operation of several GA measure the load of each of the GA, determine the amount of uneven loading of generating units and determine the moment of deviation of the latter beyond the set setpoint limits, determine the moment of transition of the GA to the motor mode and, if this moment coincides with the moment of deviation of the uneven load of generating units beyond the setpoint, the GA that has switched to motor mode is recognized as inoperable. The device for determining an inoperable HA contains: a block for controlling the uneven load of the HA, blocks for controlling the transition of the HA to the motor mode according to the number of HA, logic elements "AND", and the corresponding outputs of the block for monitoring the uneven loading of the HA are connected to the first inputs of the corresponding logic elements "AND", outputs blocks for controlling the transition of the HA to the motor mode are connected to the second inputs of the corresponding logic elements "AND". In the case under consideration, there is no need to lay additional cable routes, which makes it possible to significantly simplify the technical implementation of preventive control.
Недостатком 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 будет определять его как работоспособный, нагрузка агрегата перейдет на работоспособную машину, что может привести к ее перегрузке, отключению генератора и обесточиванию судна.The disadvantage of the device is the long time of diagnosis. This is explained by the fact that when using it, a faulty GA is identified as inoperable only at the moment of its transition to the motor mode. At the same time, during the time interval measured from the moment the defect occurs to the moment of complete unloading of the failed unit, the device will determine it as operational, the load of the unit will be transferred to the operational machine, which can lead to its overload, generator shutdown and de-energization of the ship.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является устройство для предупредительного управления СЭЭС (патент №2758465, опубликован 28.10.2021), содержащее: по числу генераторных агрегатов (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, логический элемент «НЕ», по числу ГА третьи логические элементы «И» и ждущие одновибраторы с инвертирующим выходом, 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; 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.The closest analogue of the proposed invention (prototype) is a device for preventive control of SEES (patent No. 2758465, published on 10/28/2021), containing: according to the number of generator units (GA), GA load sensors, load increase control units, load decrease control units, as well as the first logical element "OR" and the block for controlling the load difference of the GA, by the number of GAs, the first logical elements "AND", as well as the second logical element "OR", the waiting one-shot with a delay in the formation of an impulse, the block for disconnecting consumers, by the number of GAs, the second logical elements " AND” and blocks for switching off the GA, the logic element “NOT”, according to the number of GAs, the third logical elements “AND” and waiting single vibrators with an inverting output, and the output of each of the load sensors is connected to the input of the corresponding load increase control block, to the input of the corresponding decrease control block load and the corresponding input of the block for controlling the difference in loads GA, the output of the first logical about the "OR" element is connected to the first inputs of all the first logic elements "AND", the output of the load difference control block GA is connected to the third inputs of all the first logic elements "AND", the output of each of the first logic elements "AND" is connected to the corresponding input of the second logic an "OR" element, the output of which is connected to the input of a waiting single vibrator with a delay in the formation of an impulse and to the input of a consumer disconnection unit; the output of the first logic element "OR" is connected to the input of the logic element "NOT", the output of which is connected to the second inputs of all third logic elements "AND", the output of each of the load increase control blocks is connected to the corresponding input of the first logic element "OR" and the first input of the corresponding from the second logical elements "AND"; the output of each of the load reduction control blocks is connected to the second input of the corresponding of the first logical elements "AND", the output of the second logical element "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 logic element "AND", the output of the waiting one-shot with a pulse formation delay is connected to the third inputs of all third logic elements "AND", the output of each of the third logical elements "AND" is connected to the input of the corresponding GA shutdown block.
Устройство обеспечивает предупредительное управление СЭЭС в случае отказов системы управления (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. При этом прототип реализует подход, 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. Устройство хорошо работает, если перед формированием сигнала на уменьшение нагрузки СЭЭС (посредством блока отключения потребителей) нагрузка СЭЭС остается постоянной. Если после поступления сигнала логической «1» на вход ждущего одновибратора с задержкой формирования импульса нагрузка СЭЭС существенно (в данном случае на величину, превосходящую мощность отключаемых потребителей) увеличится, то увеличится загрузка всех параллельно работающих ГА, кроме неработоспособного агрегата. В связи с тем, что после срабатывания блока отключения потребителей загрузка не всех ГА снизится, на выходе первого логического элемента «ИЛИ» и входе логического элемента «НЕ» сохранится сигнал логической «1», на выходе логического элемента «НЕ» и на вторых входах всех третьих логических элементов «И» -сигнал логического «0», отключение неработоспособного агрегата не произойдет. В этом случае при использовании устройства, принятого за прототип, будет допущена ошибка второго рода, управляющее воздействие по отключению вышедшего из строя ГА сформировано не будет. Данная ситуация предопределяет появление ошибок при идентификации неработоспособного агрегата и снижает достоверность предупредительного управления СЭЭС. The device provides preventive control of the SEPS in case of failures of the control system (CS) caused by a decrease in the supply of fuel to at least one of the parallel operating HAs or failures associated with the failure of the fuel equipment of at least one of these HAs. At the same time, the prototype implements an approach according to which the moment of transition of the SEES to an inoperative state is determined, the HA (HA group) is determined, the load of which (of which) decreases, the load of the SEES is reduced, the moment is determined when, with a decrease in the load of the SEES, the load of all HAs does not increase and at this moment, the GA is switched off, the load of which (which) decreased before the load reduction of the SEPS. The device works well if, before generating a signal to reduce the load of the SEPS (by means of a consumer disconnection unit), the load of the SEPS remains constant. If, after a logical “1” signal arrives at the input of a waiting single vibrator with a delay in the formation of an impulse, the load of the SEES increases significantly (in this case, by an amount exceeding the power of the disconnected consumers), then the load of all parallel operating HAs will increase, except for the inoperative unit. Due to the fact that after the operation of the consumer disconnection unit, the load of not all GAs will decrease, the logical signal “1” will remain at the output of the first logic element “OR” and at the input of the logic element “NOT”, at the output of the logic element “NOT” and at the second inputs all third logical elements "AND" - a signal of logical "0", the shutdown of the inoperative unit will not occur. In this case, when using a device taken as a prototype, an error of the second kind will be made, the control action to disable the failed GA will not be generated. This situation predetermines the appearance of errors in the identification of an inoperable unit and reduces the reliability of the preventive control of the SEPS.
Заявляемое изобретения решает проблему повышения достоверности предупредительного управления СЭЭС в режиме увеличения нагрузки сети.The claimed invention solves the problem of increasing the reliability of the preventive control of the SEPS in the mode of increasing the network load.
Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: устройство для предупредительного управления СЭЭС, содержащее так же, как и прототип: по числу генераторных агрегатов (ГА) датчики загрузки ГА, блоки контроля уменьшения загрузки, логические элементы «И», блоки отключения ГА а также блок контроля разницы загрузок, причем при этом выход каждого из датчиков загрузки ГА соединен с входом соответствующего из блоков контроля уменьшения загрузки и соответствующим входом блока контроля разницы загрузок, выход которого соединен с третьим входом каждого из логических элементов «И», при этом выход каждого из логических элементов «И» соединен с входом соответствующего блока отключения ГА, в отличие от прототипа дополнительно содержит блок идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА, блок определения режима работы трех и более ГА , причем выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки соединен с первым входом соответствующего логического элемента «И» и соответствующим входом блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА, выход которого соединен со вторым входом каждого из логических элементов «И», при этом выход блока определения режима работы трех и более ГА соединен с четвертым входом каждого из логических элементов «И».To solve the problem, the following set of essential features is used: a device for preventive control of the SEES, containing, like the prototype: according to the number of generating units (GA), GA load sensors, load reduction control units, logic elements "AND", GA shutdown units, and load difference control unit, wherein the output of each of the load sensors of the GA is connected to the input of the corresponding one of the load reduction control units and the corresponding input of the load difference control unit, the output of which is connected to the third input of each of the logic elements "AND", while the output of each of logic elements "AND" is connected to the input of the corresponding block shutdown HA, in contrast to the prototype additionally contains a block for identifying the mode of reducing the load of one HA, a block for determining the mode of operation of three or more HA, and the output of each of the control blocks for reducing the load is connected to the first input of the corresponding logical element "AND" and with the corresponding input of the block for identifying the load reduction mode of one HA, the output of which is connected to the second input of each of the logic elements "AND", while the output of the block for determining the mode of operation of three or more HAs is connected to the fourth input of each of the logic elements "AND".
Сущность изобретения заключается в том, что в случае внезапного отказа системы управления судовой электроэнергетической системы (СУ СЭЭС), при котором СУ сформировала постоянный сигнал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель одного из ГА при его параллельной работе с двумя и более генераторными агрегатами (режим работы СЭЭС с тремя и более ГА), его загрузка постоянно уменьшается. Без применения средств предупредительного управления разгружаемый ГА перейдет в двигательный режим и дополнительно загрузит исправные агрегаты обратной мощностью. При этом исправные ГА, работающие параллельно, загружаются, их загрузка увеличивается вплоть до аварийного значения и отключения защитой от перегрузки. Данный режим работы в подавляющем числе случаев приводит к аварийной ситуации, связанной с перерывом в электроснабжении СЭЭС. The essence of the invention lies in the fact that in the event of a sudden failure of the control system of the ship's electric power system (CS SEES), in which the CS generated a constant signal to reduce the fuel supply to the prime mover of one of the GA during its parallel operation with two or more generating units (operating mode SEES with three or more HA), its load is constantly decreasing. Without the use of preventive control means, the unloaded GA will switch to the propulsion mode and additionally load serviceable units with reverse power. At the same time, serviceable GAs operating in parallel are loaded, their load increases up to the emergency value and shutdown by overload protection. This mode of operation in the vast majority of cases leads to an emergency situation associated with a break in the power supply of the SEPS.
Отказы, в результате которых СУ СЭЭС формируют постоянный сигнал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель ГА, как правило, связаны с залипанием контактов соответствующих кнопок, реле или контакторов и происходят не часто. При этом вероятность события, при котором подобная неисправность одновременно произойдет в каналах управления сразу двух ГА, ничтожно мала, поэтому данная ситуация на практике может быть исключена из рассмотрения. В этой связи диагностический признак, заключающийся в уменьшении загрузки только одного из трех и более параллельно работающих ГА позволяет заранее спрогнозировать аварийную ситуацию по обесточиванию СЭЭС. В данном случае возникает необходимость в отключении ГА, загрузка которого уменьшается, от сети, которой при необходимости может предшествовать разгрузка СЭЭС, например, способом, описанном в Патенте на изобретение RU 2653361 С1, опубл.08.05.2018.Failures, as a result of which the SEPS control system generates a constant signal to reduce the fuel supply to the primary engine of the GA, as a rule, are associated with sticking of the contacts of the corresponding buttons, relays or contactors and do not occur often. At the same time, the probability of an event in which such a malfunction occurs simultaneously in the control channels of two GAs at once is negligible, so this situation can be excluded from consideration in practice. In this regard, the diagnostic sign, which consists in reducing the load of only one of the three or more parallel operating GAs, makes it possible to predict in advance the emergency situation for the de-energization of the SEPS. In this case, it becomes necessary to disconnect the HA, the load of which is decreasing, from the network, which, if necessary, may be preceded by the unloading of the SEES, for example, by the method described in the Patent for invention RU 2653361 C1, publ.05.08.2018.
В этой связи предлагаемое устройство реализует подход к решению задачи, согласно которому при работе в составе СЭЭС трех и более ГА определяют момент перехода СЭЭС в неработоспособное состояние, определяют режим, при котором загрузка только одного ГА уменьшается и отключают этот ГА от сети.In this regard, the proposed device implements an approach to solving the problem, according to which, when working as part of the SEES of three or more HAs, the moment of transition of the SEES to an inoperative state is determined, the mode is determined in which the load of only one HA is reduced and this HA is disconnected from the network.
В отличие от прототипа работа предложенного устройства не зависит от существенного увеличения нагрузки сети при переходе СЭЭС в неработоспособное состояние. В данном случае прирост нагрузки будет перераспределен между оставшимися работоспособными агрегатами и их загрузка при этом увеличится, а загрузка неработоспособного ГА продолжит уменьшаться и он будет отключен от сети. Unlike the prototype, the operation of the proposed device does not depend on a significant increase in the network load during the transition of the SEES to an inoperable state. In this case, the load increase will be redistributed among the remaining operational units and their load will increase, while the load of the inoperative HA will continue to decrease and it will be disconnected from the network.
Исключение ошибки второго рода обусловливает повышение достоверности работы устройства для предупредительного управления СЭЭС в режиме увеличения нагрузки сети, и таким образом обеспечивает достижение цели настоящего изобретения.The exclusion of the type II error causes an increase in the reliability of the operation of the device for preventive control of the SEPS in the mode of increasing the load of the network, and thus achieves the purpose of the present invention.
Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача – повышение достоверности предупредительного управления СЭЭС в режиме увеличения нагрузки сети – 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 set - increasing the reliability of the preventive control of the SEPS in the mode of increasing the network load - is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention with the criterion of patentability "novelty".
В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электроснабжения не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии 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".
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где The essence of the invention is illustrated by graphic materials, where
на фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для предупредительного управления судовой электроэнергетической системой, имеющей в своем составе «n» параллельно работающих ГА; 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;
на фиг.2 представлена одна из возможных схем блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА для СЭЭС, имеющей в своем составе три ГА;figure 2 shows one of the possible diagrams of the block identification of the mode of reducing the load of one HA for SEES, which has three HA;
на фиг.3 представлена одна из возможных схем блока определения режима работы трех и более ГА для случая, когда в составе СЭЭС работают четыре ГА.figure 3 shows one of the possible block diagrams for determining the mode of operation of three or more GA for the case when four GA work as part of the SEES.
Устройство (фиг.1) содержит по числу ГА датчики загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n и блоки контроля уменьшения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n, а также блок идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3, блок контроля разницы загрузок 4, блок определения режима работы трех и более ГА 5; по числу ГА логические элементы «И» 6.1, 6.2 …6.n и блоки отключения ГА 7.1, 7.2 … 7.n, при этом выход каждого из датчиков загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n соединен с входом соответствующего из блоков контроля уменьшения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n и соответствующим входом блока контроля разницы загрузок 4, выход каждого из блоков контроля уменьшения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n соединен с соответствующим входом блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 и первым входом соответствующего логического элемента «И» 6.1, 6.2 …6.n, выход блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 соединен со вторым входом каждого из логических элементов «И» 6.1, 6.2 …6.n, выход блока контроля разницы загрузок 4, соединен с третьим входом каждого из логических элементов «И» » 6.1, 6.2 …6.n, выход блока определения режима работы трех и более ГА 5 соединен с четвертым входом каждого из логических элементов «И» 6.1, 6.2 …6.n, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока отключения ГА 7.1, 7.2 … 7.n The device (figure 1) contains, according to the number of GAs, load sensors GA 1.1, 1.2 ... 1.n and load reduction control units 2.1, 2.2 ... 2.n, as well as an identification unit for the load reduction mode of one
Датчики загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n представляют собой известные функциональные блоки, формирующие на своем выходе сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального загрузке ГА (нагрузке сети, которую принимает на себя данный ГА). GA load sensors 1.1, 1.2 ... 1.n are well-known functional blocks that generate signals at their output in the form of a DC voltage proportional to the load of the GA (the network load that this GA takes on).
Блоки контроля уменьшения 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 уменьшается и сигнал логического «0» в обратном случае. Load reduction control blocks 2.1, 2.2 ... 2.n are well-known functional blocks that generate a logical “1” signal at their outputs when the signal in the form of voltage at their inputs decreases and a logical “0” signal otherwise.
Блок идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 (Фиг.2) представляет собой новый функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1» в режиме работы СЭЭС, при котором уменьшается загрузка только одного из ГА и сигнал логического «0» в режиме, при котором уменьшается загрузка двух и более ГА или не уменьшается нагрузка ни одного из ГА. Блок 3 содержит первый из вторых логических элементов «И» 8.1, второй из вторых логических элементов «И» 8.2, третий из вторых логических элементов «И» 8.3, первый логический элемент «ИЛИ-НЕ» 9.1 и второй логический элемент «ИЛИ-НЕ» 9.2, при этом первый вход блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 (Фиг.1) соединен с первыми входами первого и второго из вторых логических элементов «И» 8.1, 8.2 и первым входом первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1, второй вход блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 соединен со вторым входом первого из вторых логических элементов «И» 8,1, первым входом третьего из вторых логических элементов «И» 8.3 и вторым входом первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1, третий вход блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 соединен со вторыми входами второго и третьего из вторых логических элементов «И» 8.2 и 8.3 и третьим входом первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1, выходы первого, второго и третьего из вторых логический элементов «И» 8.1,8.2, 8.3 и выход первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2 соответственно. The block for identifying the mode of reducing the load of one GA 3 (Figure 2) is a new functional block that generates a logical "1" signal at its output in the SEES operation mode, in which the load of only one of the GAs is reduced and the logical signal "0" in the mode, at which the load of two or more HAs is reduced or the load of none of the HAs is not reduced.
Вторые логические элементы «И» 8.1, 8.2 и 8.3 представляют собой известные функциональные блоки, которые формируют на своих выходах сигнал логической «1», если на все их входы поступили сигналы логической «1» и сигнал логического «0» в противоположном случае.The second logical elements "AND" 8.1, 8.2 and 8.3 are well-known functional blocks that generate a logical "1" signal at their outputs if all of their inputs receive logical "1" signals and a logical "0" signal otherwise.
Логические элементы «ИЛИ-НЕ» 9.1 и 9.2 – известные функциональные блоки, которые формируют на своем выходе сигнал логического «0», если хотя бы на один из его входов поступил сигнал логической «1» и сигнал логической «1» в противоположном случаеLogical elements "OR-NOT" 9.1 and 9.2 are known functional blocks that form a logical "0" signal at their output if at least one of its inputs receives a logical "1" signal and a logical "1" signal otherwise
Блок 3 работает следующим образом. Если СЭЭС работает в режиме, при котором загрузка только одного из ГА уменьшается, то только на один из входов блока 3 поступает сигнал логической «1». В этом случае, по крайней мере, на один из входов каждого из вторых логических элементов «И» 8.1, 8.2, 8.3 поступает сигнал логического «0», а на один из входов первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1 поступает сигнал логической «1», а значит на их выходах – сигнал логического «0», на все четыре входа второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2 поступает сигнал логического «0», а на его выходе фиксируется сигнал логической «1». Если же уменьшается загрузка нескольких ГА, например, первого и третьего, тогда сигнал логической «1» поступит на первый и третий входы блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА, на второй вход которого поступит сигнал логического «0». Сигнал логической «1» с первого входа блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА поступает на первый вход первого из вторых логических элементов «И» 8.1 и на первый вход второго из вторых логических элементов «И» 8.2. Сигнал логического «0» со второго входа блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА поступит на второй вход первого из вторых логических элементов «И» 8.1 и на первый вход третьего из вторых логических элементов «И» 8.3. На выходах первого и третьего из вторых логических элементов «И» 8.1 и 8.3 сохранится сигнал логического «0». Сигнал логической «1» с третьего входа блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА поступит на второй вход второго из вторых логических элементов «И» 8.2 и второй вход третьего из вторых логических элементов «И» 8.3. Так как на первый и второй входы второго из вторых логических элементов «И» 8.2 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1» и поступит на второй вход второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2, на выходе которого появится сигнал логического «0». Аналогично, если уменьшится загрузка первого и второго ГА, то сигнал логической «1» поступит на первый и второй входы блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА, на выходе первого из вторых логических элементов «И» 8.1 появится сигнал логической «1», поступит на первый вход второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2, на выходе которого появится сигнал логического «0». Если уменьшится загрузка второго и третьего ГА, то сигнал логической «1» поступит на второй и третий входы блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА, на выходе третьего из вторых логических элементов «И» 8.3 появится сигнал логической «1», поступит на третий вход второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2, на выходе которого появится сигнал логического «0». Если уменьшится загрузка всех трех ГА, то сигнал логической «1» поступит на все три входа блока идентификации режима и входы всех трех вторых логических элементов «И» 8.1, 8.2 и 8.3, на выходах каждого из которых появится сигнал логической «1» и поступит на соответствующий вход второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2. На выходе второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2 и выходе блока идентификации режима зафиксируется сигнал логического «0». Если загрузка первого, второго и третьего ГА не уменьшится (останется неизменной или увеличится), то на первый, второй и третий входы блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА с выходов соответствующих блоков контроля уменьшения загрузки 2.1, 2.2, 2.3 (Фиг.1) поступит сигнал логического «0». При этом на выходах первого, второго и третьего из вторых логических элементов «И» 8.1, 8.2 и 8.3 сформируется сигнал логического «0» и поступит на первый, второй и третий входы второго логического элемента «ИЛИ-НЕ»9.2. Сигнал логического «0» с первого, второго и третьего входов блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА поступит на первый, второй и третий вход первого логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.1, на выходе которого появится сигнал логической «1» и поступит на четвертый вход второго логического элемента «ИЛИ-НЕ» 9.2, на выходе которого сохранится сигнал логического «0».
Таким образом, на выходе блока 3 формируется сигнал логической «1» в режиме работы СЭЭС, при котором уменьшается загрузка только одного из ГА и сигнал логического «0» в режиме, при котором уменьшается загрузка двух и более ГА или не уменьшается загрузка ни одного из ГА. Thus, at the output of
Блок контроля разности загрузок 4 представляет собой известный 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 заданное 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 заданное значение разности загрузок ГА, то на выходе блока 4 сформируется сигнал логической «1». Аналогичен соответствующему блоку, используемому в прототипе.The load
Блок определения режима работы трех и более ГА 5 (фиг.3) – новый функциональный блок, на выходе которого формируется сигнал логической «1» в период времени, когда в составе СЭЭС работают три и более ГА. Он может быть выполнен в виде датчиков работы ГА по числу работающих агрегатов, соединенных с трехвходовыми логическими элементами «И», число которых равно максимальной выборке по три из количества работающих ГА и выходы которых соединены с логическим элементом «ИЛИ». Блок 5 (Фиг. 3) содержит датчики работы первого, второго, третьего и четвертого ГА 10.1, 10.2, 10.3 и 10.4 соответственно, третьи логические элементы «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4, логический элемент «ИЛИ» 12; причем выход датчика работы первого ГА 10.1 соединен с первыми входами первого, второго и третьего из третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2 и 11.3; выход датчика работы второго ГА 10.2 соединен со вторыми входами первого и второго из третьих логических элементов «И» 11.1 и 11.2, а также с первым входом четвертого из третьих логического элемента «И»11.4; выход датчика работы третьего ГА 10.3 соединен с третьим входом первого из третьих логического элемента «И» 11.1 и вторыми входами третьего и четвертого из третьих логических элементов «И» 11.3 и 11.4; выход датчика работы четвертого ГА 10.4 соединен с третьими входами второго, третьего и четвертого из третьих логических элементов «И» 11.2, 11.3 и 11.4, выходы третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 1.4 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами логического элемента «ИЛИ» 12 соответственно. The block for determining the mode of operation of three or more HA 5 (figure 3) is a new functional block, at the output of which a logical "1" signal is generated during the period of time when three or more HA are operating as part of the SEES. It can be made in the form of HA operation sensors according to the number of operating units connected to three-input logical elements "AND", the number of which is equal to the maximum sample of three from the number of working HA and the outputs of which are connected to the logical element "OR". Block 5 (Fig. 3) contains the sensors of the first, second, third and fourth GA 10.1, 10.2, 10.3 and 10.4, respectively, the third logic elements "AND" 11.1, 11.2, 11.3 and 11.4, the logic element "OR" 12; moreover, the output of the sensor work of the first GA 10.1 is connected to the first inputs of the first, second and third of the third logic elements "And" 11.1, 11.2 and 11.3; the output of the sensor work of the second GA 10.2 is connected to the second inputs of the first and second of the third logic elements "AND" 11.1 and 11.2, as well as to the first input of the fourth of the third logic element "AND" 11.4; the output of the sensor work of the third GA 10.3 is connected to the third input of the first of the third logic element "AND" 11.1 and the second inputs of the third and fourth of the third logic elements "AND" 11.3 and 11.4; the output of the fourth GA 10.4 operation sensor is connected to the third inputs of the second, third and fourth of the third logic elements "AND" 11.2, 11.3 and 11.4, the outputs of the third logic elements "AND" 11.1, 11.2, 11.3 and 1.4 are connected to the first, second, third and the fourth inputs of the logic element "OR" 12, respectively.
Датчики работы первого, второго, третьего и четвертого ГА 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует сигнал логической «1» в случае, если соответствующий ГА работает в составе СЭЭС и сигнал логического «0» в противоположном случае. В качестве такого блока можно использовать блок-контакты автоматического выключателя соответствующего генератора.The operation sensors of the first, second, third and fourth GA 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 are known functional blocks, each of which generates a logical "1" signal if the corresponding GA operates as part of the SEES and a logical "0" signal in the opposite case . As such a block, you can use the auxiliary contacts of the automatic switch of the corresponding generator.
Третьи логические элементы «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4 – 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 противоположном случае.The third logical elements "AND" 11.1, 11.2, 11.3 and 11.4 are known functional blocks that generate logical "1" signals at their outputs if all their inputs receive logical "1" signals and a logical "0" signal otherwise.
Логический элемент «ИЛИ» 12 – известный функциональный блок, который формирует на своем выходе сигнал логической «1», если хотя бы на один из его входов поступил сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в противоположном случае.The logical element "OR" 12 is a well-known functional block that generates a logical "1" signal at its output if at least one of its inputs receives a logical "1" signal and a logical "0" signal otherwise.
Блок 5 работает следующим образом. Предположим, что СЭЭС будет работать в режиме, при котором в ее составе будут включены первый, второй и третий ГА. При этом на выходах датчиков работы первого ГА 10.1, второго ГА 10.2 и третьего ГА 10.3 появится сигнал логической «1», который поступит на первый, второй и третий входы первого из третьих логического элемента «И» 11.1. Так как на все три входа первого из третьих логического элемента «И» 11.1 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «ИЛИ» 12, на выходе которого появится сигнал логической «1». Этот сигнал информирует о том, что хотя бы три ГА работают в составе СЭЭС. Аналогично, если СЭЭС будет работать в режиме, при котором в ее составе будут включены первый, второй и четвертый ГА, то на выходах датчиков работы первого ГА 10.1, второго ГА 10.2 и четвертого ГА 10.4 появится сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на первый, второй и третий входы второго из третьих логического элемента «И» 11.2. Так как на все три входа второго из третьих логического элемента «И» 11.2 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на второй вход логического элемента «ИЛИ» 12, на выходе которого появится сигнал логической «1», информирующий о том, что хотя бы три ГА работают в составе СЭЭС. Если СЭЭС будет работать в режиме, при котором в ее составе будут включены первый, третий и четвертый ГА, то на выходах датчиков работы первого ГА 10.1, третьего ГА 10.3 и четвертого ГА 10.4 появится сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на первый, второй и третий входы третьего из третьих логического элемента «И» 11.3. Так как на все три входа третьего из третьих логического элемента «И» 11.3 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на третий вход логического элемента «ИЛИ» 12, на выходе которого появится сигнал логической «1», информирующий о том, что хотя бы три ГА работают в составе СЭЭС. Если СЭЭС будет работать в режиме, при котором в ее составе будут включены второй третий и четвертый ГА, то на выходах датчиков работы второго ГА 10.2, третьего ГА 10.3 и четвертого ГА 10.4 появится сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на первый, второй и третий входы четвертого из третьих логического элемента «И» 11.4. Так как на все три входа четвертого из третьих логического элемента «И» 11.4 поступит сигнал логической «1», то на его выходе сформируется сигнал логической «1» и поступит на четвертый вход логического элемента «ИЛИ» 12, на выходе которого появится сигнал логической «1». Этот сигнал информирует о том, что хотя бы три ГА работают в составе СЭЭС. Если СЭЭС будет работать в режиме, при котором в ее составе будут включены первый, второй, третий и четвертый ГА, то на выходах датчиков работы первого ГА 10.1, второго ГА 10.2 третьего ГА 10.3 и четвертого ГА 10.4 появится сигнал логической «1», который поступит на первый, второй и третий входы каждого из третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4. Так как на все три входа каждого из третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4 поступит сигнал логической «1», то на их выходах сформируется сигнал логической «1» и поступит на первый, второй, третий и четвертый входы логического элемента «ИЛИ» 12, на выходе которого появится сигнал логической «1». Этот сигнал информирует о том, что хотя бы три ГА работают в составе СЭЭС. Если СЭЭС будет работать в режиме, при котором будут включены только один или два ГА, то хотя бы на один из входов каждого из третьих логических элементов «И» » 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 поступит сигнал логического «0». На их выходах и всех входах логического элемента «ИЛИ» 12 сформируется сигнал логического «0» и на его выходе сохранится сигнал логического «0». Этот сигнал информирует о том, что в составе СЭЭС работает менее чем три ГА.
Предположим, что СЭЭС работает в режиме, при котором в ее составе будут включены первый и второй ГА. При этом на выходах датчиков работы первого ГА 10.1, второго ГА 10.2 появится сигнал логической «1», который поступит на первый и второй входы первого и второго из третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2 и первые входы третьего и четвертого из третьих логических элементов «И» 11.3 и 11.4. Так как третий и четвертый ГА не работают, то на выходах датчиков работы ГА 10.3 и 10.4 сохраняется сигнал логического «0», который поступает на третьи входы первого и второго из третьих логических элементов «И» 11.1 и 11.2 и второй и третий входы третьих логических элементов «И» 11.3 и 11.4. Так как хотя бы на один из входов каждого из третьих логических элементов «И» 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4 поступит сигнал логического «0», то на их выходах, а также всех входах и выходе логического элемента «ИЛИ» 12 сохранится сигнал логического «0». Этот сигнал информирует о том, что в составе СЭЭС работает менее чем три ГА.Let us assume that the SEES operates in a mode in which the first and second HAs will be included in its composition. At the same time, at the outputs of the operation sensors of the first GA 10.1, the second GA 10.2, a logical signal "1" will appear, which will go to the first and second inputs of the first and second of the third logic elements "AND" 11.1, 11.2 and the first inputs of the third and fourth of the third logic elements "I" 11.3 and 11.4. Since the third and fourth GAs do not work, the outputs of the GA work sensors 10.3 and 10.4 retain the logical "0" signal, which is fed to the third inputs of the first and second of the third logic elements "AND" 11.1 and 11.2 and the second and third inputs of the third logical elements "AND" 11.3 and 11.4. Since at least one of the inputs of each of the third logical elements "AND" 11.1, 11.2, 11.3 and 11.4 will receive a logical signal "0", then at their outputs, as well as all inputs and output of the logical element "OR" 12, the signal of the logical "0". This signal informs that there are less than three GAs in the SEES.
Логические элементы «И» 6.1, 9.2, … 6.n – известные функциональные блоки, которые формируют на своих выходах сигнал логической «1», если на все их входы поступил сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае.Logical elements "AND" 6.1, 9.2, ... 6.n are known functional blocks that generate a logical "1" signal at their outputs if a logical "1" signal is received at all their inputs and a logical "0" signal otherwise.
Блоки отключения ГА 7.1, 7.2 … 7.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.GA shutdown blocks 7.1, 7.2 ... 7.n are well-known functional blocks, each of which ensures that the corresponding GA is turned off when a logical “1” signal is received at its input. As such a block, a conventional electromagnetic relay can be used, the breaking contacts of which are included in the circuit of the zero protection coil of the automatic switch of the corresponding generator.
Устройство для предупредительного управления СЭЭС в целом (фиг.1) работает следующим образом. В случае отказа одного из ГА, например i-го, связанного с формированием постоянного сигнала на уменьшение величины подачи топлива в его первичный двигатель, на выходе i-го датчика загрузки 1.i сигнал уменьшится, при этом на выходе соответствующего блока контроля уменьшения загрузки 2.i появится сигнал логической «1» и поступит на i-ый вход блока идентификации режима уменьшения загрузки одного ГА 3 и первый вход i-го из логических элементов «И» 6.i. Так как загрузка остальных ГА не уменьшится, то не уменьшатся сигналы на выходах датчиков загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n (кроме 1.i), на выходах блоков контроля уменьшения загрузки 2.1, 2.2 … 2.n (кроме 2.i) сохранится сигнал логического «0», который поступит на все входы (кроме i-го) блока идентификации уменьшения загрузки одного ГА 3 и первые входы каждого из логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n кроме i-го (кроме 6.i). Так как только на один из входов блока 3 поступит сигнал логической «1», а на все остальные его входы поступит сигнал логического «0», то на его выходе зафиксируется сигнал логической «1» и поступит на вторые входы всех логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n; сигналы, пропорциональные загрузке ГА с выходов датчиков загрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n поступят на соответствующие входы блока 4. Так как загрузка i-го ГА уменьшится, а нагрузка сети останется неизменной или увеличится, то загрузка остальных ГА увеличится. При этом в момент времени, когда разность загрузок i-го ГА и любого другого из работающих ГА превысит допустимое значение и продолжит увеличиваться, на выходе блока 4 сформируется сигнал логической «1», который поступит на третьи входы каждого из логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n . Если СЭЭС будет функционировать в режиме, при котором работают более двух ГА, то на выходе блока 5 появится сигнал логической «1», который поступит на четвертые входы всех логических элементов «И» 6.1, 6.2, … 6.n. Так как на все четыре входа логического элемента 6.i поступит сигнал логической «1», то на его выходе также сформируется сигнал логической «1» и поступит на вход блока 7.i, который отключит i-ый ГА. The device for preventive control SEES as a whole (figure 1) works as follows. In the event of a failure of one of the GAs, for example, the i-th one, associated with the formation of a constant signal to reduce the amount of fuel supply to its primary engine, the signal will decrease at the output of the i-th load sensor 1.i, while at the output of the corresponding load
В случае существенного увеличения нагрузки сети ее увеличение примут на себя работоспособные ГА и их загрузка увеличится. При этом загрузка неработоспособного агрегата продолжит уменьшаться, разность загрузок ГА увеличится. Все условия для осуществления предупредительного управления предлагаемым изобретением сохранятся. Следовательно, в отличие от прототипа, увеличение нагрузки сети на работу предлагаемого устройства негативно не скажется.In the event of a significant increase in network load, its increase will be taken over by efficient GAs and their load will increase. At the same time, the load of the inoperative unit will continue to decrease, the difference in loads of the HA will increase. All conditions for the implementation of the preventive management of the invention will remain. Therefore, unlike the prototype, the increase in network load on the operation of the proposed device will not adversely affect.
В случае существенного снижения нагрузки сети произойдет снижение загрузки не только неработоспособного агрегата, но и остальных ГА, на выходе блока 3 фиксируется сигнал логического «0», блокирующий работу устройства. После того как нагрузка сети стабилизируется или начнет увеличиваться устройство вновь начнет осуществлять предупредительное управление, отключая неработоспособный ГА.In the event of a significant decrease in the load of the network, there will be a decrease in the load not only of the inoperative unit, but also of the rest of the GA, at the output of
Пример работы устройства.Example of device operation.
В качестве примера рассмотрим работу СЭЭС в режиме, при котором параллельно работают три ГА с номинальной мощностью по 100 кВт каждый (Рном.1=Рном.2=Рном.3=Рном.=100кВт). Предположим, что допустимое отклонение нагрузок между параллельно работающими ГА (
При использовании устройства, принятого за прототип, неработоспособный агрегат не будет своевременно идентифицирован, продолжит разгружаться и будет отключен защитой от обратной мощности только после того, как перейдет в двигательный режим. Более раннее отключение неработоспособного агрегата, осуществляемое предлагаемым устройством, имеющим более высокую достоверность предупредительного управления, в большинстве случаев позволит предотвратить дальнейшее развитие неисправности.When using a device taken as a prototype, an inoperative unit will not be identified in a timely manner, will continue to unload and will be turned off by the reverse power protection only after it switches to motoring mode. Earlier shutdown of an inoperative unit, carried out by the proposed device, which has a higher reliability of preventive control, in most cases will prevent 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 the research work carried out at the Department of "Electric drive and electrical equipment of coastal installations" of the State University of the Sea 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 that it is possible to use it industrially.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784000C1 true RU2784000C1 (en) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801395C1 (en) * | 2023-05-16 | 2023-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Device for preventive control of ship electric power system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997018612A1 (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-22 | The Boeing Company | Fault tolerant power distribution system |
| CN103490384A (en) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | Multi-generator ship intermediate voltage electric power system protection method and device |
| RU2653361C1 (en) * | 2017-07-10 | 2018-05-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method of automatic discharge of the electric power system with parallely operating generator units |
| RU2686103C1 (en) * | 2018-07-12 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method for determination of inoperative generator unit |
| RU2758465C1 (en) * | 2021-05-19 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Device for preventive control of ship's electric power system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997018612A1 (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-22 | The Boeing Company | Fault tolerant power distribution system |
| CN103490384A (en) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | Multi-generator ship intermediate voltage electric power system protection method and device |
| RU2653361C1 (en) * | 2017-07-10 | 2018-05-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" | Method of automatic discharge of the electric power system with parallely operating generator units |
| RU2686103C1 (en) * | 2018-07-12 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method for determination of inoperative generator unit |
| RU2758465C1 (en) * | 2021-05-19 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Device for preventive control of ship's electric power system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802913C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Method for preventive control of ship electric power system |
| RU2801395C1 (en) * | 2023-05-16 | 2023-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" | Device for preventive control of ship electric power system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9413164B2 (en) | Protection system for electrical power distribution system using directional current detection and logic within protective relays | |
| CA2678031C (en) | Generator power plant protection system and method | |
| Saushev et al. | Preventive protection of marine electrical power system from the transition of generating sets to motoring mode | |
| WO2015028621A1 (en) | Power plant protection | |
| RU2784000C1 (en) | Apparatus for preventive control of the electric power system of a ship | |
| RU2681522C1 (en) | Method of protection of the ship electric power system | |
| Saushev et al. | Rapid identification of the technical condition of a marine electric power system | |
| RU2739364C1 (en) | Method for preventive control of ship electric power system | |
| RU2672580C1 (en) | Method for automatic unloading of concurrent operating generator units | |
| RU2702730C1 (en) | Method for automatic unloading of parallel operating generators | |
| RU2740300C1 (en) | Method for determination of inoperative generator set | |
| RU2758465C1 (en) | Device for preventive control of ship's electric power system | |
| KR102498395B1 (en) | Vessel power safety control system and operating method thereof | |
| RU2802913C1 (en) | Method for preventive control of ship electric power system | |
| RU2785561C1 (en) | Method for preventive control of autonomous electric power system | |
| RU2681201C1 (en) | Method for protecting mains of stand-alone power plant | |
| RU2682172C1 (en) | Method for automatic unloading of concurrent operating generator units | |
| RU2773503C1 (en) | Device for preventive control of autonomous electric power system | |
| RU2653706C1 (en) | Method for protecting mains of stand-alone power plant | |
| RU2742817C1 (en) | Device for preventive control of generator unit switching off | |
| RU2736880C1 (en) | Method for preventive unloading of independent electric power system | |
| RU2735951C1 (en) | Method for determination of inoperative generator set | |
| RU2687290C1 (en) | Method of protecting an autonomous power plant network | |
| RU2816507C1 (en) | Method for protection of ship electric power system against overload | |
| RU2739363C1 (en) | Method for determination of inoperative generator set |