RU2816507C1

RU2816507C1 - Method for protection of ship electric power system against overload

Info

Publication number: RU2816507C1
Application number: RU2023118009A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Широков
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2024-04-01

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention can be used for protection of ship electric power systems (SEPS) against overload in emergency situations. In the time interval when the difference in the loads of the generator set (GS) operating in parallel does not exceed the allowable value of the difference in loads, determining the moment when load of at least one of the GS exceeds the permissible value of the load of this GS, and the value of the allowable value of the difference in loads of the load distribution unit of the GS is reduced.

EFFECT: providing unloading of overloaded generator set (GS) without disconnection of consumers and reduction of total load of SEPS.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты судовых электроэнергетических систем от перегрузки в аварийных ситуациях.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect ship electrical power systems from overload in emergency situations.

Известен способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы (ЭЭС) с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА) при выходе из строя одного или нескольких ГА (патент RU 2653361 C1, опубликованный 08.05.2018), заключающийся в измерении величины активной нагрузки каждого ГА (Pi), вычислении величины суммарной активной нагрузки всей ЭЭС (Рсумм.i), вычислении величины суммарной допустимой активной нагрузки ЭЭС (Рсумм. доп. откл.) для случаев отключения неработоспособного или неработоспособных ГА, сравнении вычисленной величины Рсумм.i с допустимой величиной Рсумм. доп. откл. и при Рсумм.i>Рсумм. доп. откл. формировании сигнала на отключение выбранных потребителей электрической энергии до момента отключения неработоспособных ГА.There is a known method for automatically unloading an electric power system (EPS) with parallel operating generator units (GA) in the event of failure of one or more GE (patent RU 2653361 C1, published on 05/08/2018), which consists of measuring the value of the active load of each GE (Pi), calculating the value of the total active load of the entire EPS (Psum.i), calculating the value of the total permissible active load of the EPS (Psum. add. decl.) for cases of disconnecting an inoperative or inoperable GA, comparing the calculated value Psum.i with the permissible value Psum. add. off and at Рsum.i>Рsum. add. off generating a signal to disconnect selected consumers of electrical energy until the inoperative GAs are disconnected.

Данный способ позволяет достаточно эффективно защитить СЭЭС от перегрузки в случае выхода из строя хотя бы одного из работающих параллельно ГА посредством предупредительного отключения части потребителей электроэнергии и уменьшения нагрузки сети. Недостатком данного подхода является невозможность его применения в случае, если увеличение нагрузки сети происходит не в результате отказа работающих ГА, а из-за подключения большого числа приемников электроэнергии.This method makes it possible to quite effectively protect the SEPS from overload in the event of failure of at least one of the GAs operating in parallel by means of preventive shutdown of some electricity consumers and reduction of the network load. The disadvantage of this approach is the impossibility of its application if the increase in network load occurs not as a result of the failure of operating GAs, but due to the connection of a large number of power receivers.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому изобретению является способ защиты СЭЭС от перегрузки посредством отключения выбранных групп потребителей (А.П Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. - 456 с, рис. 16.6.). В рассматриваемом аналоге предполагается, что произошла перегрузка СЭЭС, если нагрузка хотя бы одного из ГА превысила свое допустимое значение. Способ заключается в измерении активной нагрузки каждого из работающих генераторных агрегатов (ГА) электроэнергетической системы, сравнении ее с допустимой величиной и, если нагрузка превысит допустимую, через выдержку времени отключают первую группу потребителей электроэнергии. Если через 5-10 сек нагрузка на оставшиеся ГА не изменится, отключают вторую группу потребителей. Если нагрузка на генераторы составит более 130% от номинальной мощности одного ГА, то отключают обе группы потребителей.The closest analogue (prototype) to the claimed invention is a method for protecting SEPS from overload by disconnecting selected groups of consumers (A.P. Baranov. Ship automated electrical power systems: Textbook for universities. 2nd ed., revised and supplemented. / St. Petersburg. : Shipbuilding, 2005. - 456 pp., Fig. 16.6.). In the analogue under consideration, it is assumed that the SEES is overloaded if the load of at least one of the GAs exceeds its permissible value. The method consists in measuring the active load of each of the operating generator units (GA) of the electric power system, comparing it with the permissible value and, if the load exceeds the permissible value, the first group of electricity consumers is turned off after a time delay. If after 5-10 seconds the load on the remaining GAs does not change, the second group of consumers is turned off. If the load on the generators is more than 130% of the rated power of one generator, then both groups of consumers are turned off.

Способ-прототип защищает СЭЭС от перегрузки за счет отключения групп потребителей электроэнергии и снижения нагрузки сети. При этом его применение предполагается и в случае, при котором недопустимое увеличение нагрузки сети происходит не в результате отказа работающих ГА, а из-за подключения большого числа приемников электроэнергии.The prototype method protects the SEPS from overload by disconnecting groups of electricity consumers and reducing the network load. Moreover, its use is also assumed in the case in which an unacceptable increase in the network load occurs not as a result of the failure of operating GAs, but due to the connection of a large number of electricity receivers.

Недостатком способа является то, что уменьшение нагрузки на каждый ГА осуществляют за счет отключения групп потребителей электроэнергии и снижения нагрузки сети в целом. При этом обычно отключают бытовую вентиляцию, кондиционер, прачечную, сауну, камбуз, грузовые лифты, и т.д. В этой связи нарушается протекание ряда технологических процессов на судне, ухудшаются условия обитаемости его экипажа и пассажиров.The disadvantage of this method is that the load on each GA is reduced by disconnecting groups of electricity consumers and reducing the load on the network as a whole. In this case, household ventilation, air conditioning, laundry, sauna, galley, freight elevators, etc. are usually turned off. In this regard, the flow of a number of technological processes on the ship is disrupted, and the living conditions of its crew and passengers worsen.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа защиты СЭЭС от перегрузки за счет уменьшения нагрузки на перегруженный ГА без отключения групп потребителей электроэнергии и уменьшения нагрузки сети в целом.The purpose of the invention is to expand the functionality of the method for protecting SEPS from overload by reducing the load on an overloaded GA without disconnecting groups of electricity consumers and reducing the load on the network as a whole.

Для достижения указанного технического результата используется следующая совокупность существенных признаков в способе защиты СЭЭС от перегрузки: на интервале времени, когда разность нагрузок ГА, работающих параллельно, не превышает допустимого значения разности нагрузок определяют момент, когда нагрузка хотя бы одного из ГА превысит допустимую величину нагрузки этого ГА, и уменьшают величину допустимого значения разности нагрузок блока распределения нагрузок ГА, иными словами, повышают точность распределения нагрузок ГА.To achieve the specified technical result, the following set of essential features is used in the method of protecting the SEES from overload: in the time interval when the load difference of the GAs operating in parallel does not exceed the permissible value of the load difference, the moment is determined when the load of at least one of the GAs exceeds the permissible load value of this GA, and reduce the permissible value of the load difference of the GA load distribution block, in other words, increase the accuracy of the GA load distribution.

Сущность изобретения заключается в том, что в режиме перегрузки СЭЭС, характеризующемся тем, что нагрузка хотя бы одного из ГА превысила допустимое значение, повышение точности распределения нагрузок между параллельно работающими ГА приведет к тому, что нагрузка наиболее загруженной машины будет уменьшаться, а наименее загруженной - увеличиваться. В этой связи нагрузка перегруженного ГА может уменьшиться до значения, не превышающего допустимую величину, СЭЭС выйдет из режима перегрузки, отключение групп потребителей не потребуется.The essence of the invention is that in the SEES overload mode, characterized by the fact that the load of at least one of the GAs has exceeded the permissible value, increasing the accuracy of load distribution between parallel operating GAs will lead to the fact that the load of the most loaded machine will decrease, and the least loaded one will decrease. increase. In this regard, the load of an overloaded GA can decrease to a value not exceeding the permissible value, the SEPS will exit the overload mode, and disconnection of consumer groups will not be required.

В этой связи условие, которое необходимо определить в процессе реализации предлагаемого способа (первый существенный признак способа), можно записать в виде следующего выражения: , где и - нагрузка, принимаемая первым (ГА1) и вторым (ГА2) генераторными агрегатами соответственно; величина расхождения нагрузок ГА в данный момент времени, характеризует точность распределения нагрузок между ГА1 и ГА2; - допустимая величина расхождения нагрузок ГА данной СЭЭС, определяет допустимую погрешность в работе системы автоматического распределения нагрузок, характеризует заданную точность распределения нагрузок между ГА1 и ГА2. В настоящее время СЭЭС, как правило, комплектуются ГА одинаковой мощности, предполагающей принятие на себя одинаковой номинальной нагрузки (). Для данного случая в соответствии с Правилами Российского морского регистра судоходства (РМРС) можно записать (Разность нагрузок ГА равной мощнсти не должна превышать 15% от номинальной нагрузки одного ГА). При этом величина обосновывается в первую очередь неточностью работы регуляторов подачи топлива в приводной двигатель ГА (для современных систем, как правило, не менее). С другой стороны, повышенная точность распределения нагрузок приводит к тому, что любые колебания нагрузки сети, связанные с пуском или остановкой потребителей электроэнергии в процессе эксплуатации судна, вызовут необходимость регулирования нагрузки ГА, неоправданный расход ресурса регуляторов топлива, снижение эксплуатационной надежности системы. В этой связи, хотя на ряде СЭЭС применяется более точное распределение нагрузок, например, с , Правила РМРС устанавливают менее жесткие требования к точности распределения нагрузок. Данное обстоятельство позволяет в критической ситуации, связанной с перегрузкой ГА, на короткое время весьма существенно повысить точность распределения нагрузок, например, до величины, определяемой . При этом произойдет снижение нагрузки перегруженной машины, СЭЭС выйдет из режима перегрузки без отключения групп приемников электроэнергии.In this regard, the condition that must be determined during the implementation of the proposed method (the first essential feature of the method) can be written in the form of the following expression: , Where And - load taken by the first (GA1) and second (GA2) generating units, respectively; the magnitude of the discrepancy between the GA loads at a given time characterizes the accuracy of the distribution of loads between GA1 and GA2; - the permissible value of the discrepancy between the loads of the GA of a given SEES, determines the permissible error in the operation of the automatic load distribution system, characterizes the specified accuracy of load distribution between GA1 and GA2. Currently, SEPS, as a rule, are equipped with GAs of the same power, which assume the same rated load ( ). For this case, in accordance with the Rules of the Russian Maritime Register of Shipping (RMRS), you can write (The difference in loads of GAs of equal power should not exceed 15% of the rated load of one GA). In this case, the value is justified primarily by the inaccuracy of the operation of the fuel supply regulators to the drive engine (for modern systems, as a rule, no less ). On the other hand, the increased accuracy of load distribution leads to the fact that any fluctuations in the network load associated with the start-up or stop of electricity consumers during the operation of the vessel will cause the need to regulate the load of the hydraulic power plant, unjustified consumption of the life of fuel regulators, and a decrease in the operational reliability of the system. In this regard, although a number of SEPS use more accurate load distribution, for example, with , The RMRS rules establish less stringent requirements for the accuracy of load distribution. This circumstance makes it possible, in a critical situation associated with overloading of the GA, to very significantly increase the accuracy of load distribution for a short time, for example, to a value determined . In this case, the load of the overloaded machine will decrease, and the SEPS will exit the overload mode without turning off groups of electricity receivers.

Вторым существенным признаком данного способа является определение момента, когда нагрузка хотя бы одного из ГА превысит допустимую величину нагрузки этого ГА, то есть где - нагрузка одного из работающих ( -го) ГА; - допустимая величина нагрузки -го ГА. При этом величина определяется такой, при которой данный агрегат уже перегружен, но может выполнять свои функции еще некоторое время без отказа. Например, такой величиной, как и в прототипе, может быть . На основании Правил РМРС (часть IX»Механизмы» п.2.2.1) перегрузку в 10% двигатель внутреннего сгорания, например дизель, должен выдерживать в течение одного часа.The second essential feature of this method is the determination of the moment when the load of at least one of the GA exceeds the permissible load value of this GA, that is Where - load of one of the workers ( th) GA; - permissible load value -th GA. In this case, the value is determined by one in which this unit is already overloaded, but can perform its functions for some time without failure. For example, the same value as in the prototype may be . Based on the RMRS Rules (Part IX “Mechanisms”, clause 2.2.1), an internal combustion engine, for example a diesel engine, must withstand an overload of 10% for one hour.

Третий существенный признак способа - уменьшают величину допустимого значения разности нагрузок блока распределения нагрузок ГА, т.е. повышают точность распределения нагрузок между ГА (В современные СЭЭС система распределения нагрузок ГА входит как одна из подсистем, которая может быть представлена как один из блоков - блок распределения нагрузок между ГА, принадлежащий второму уровню иерархии СЭЭС, как показано на стр.369 прототипа). Может достигаться воздействием на блок распределения нагрузок между ГА СЭЭС, например, посредством уменьшения величины при помощи сокращения зоны нечувствительности трехпозиционного регулятора (мертвой зоны). При этом сокращается разность нагрузок ГА за счет уменьшения нагрузки наиболее загруженного агрегата и увеличения нагрузки менее нагруженного ГА.The third essential feature of the method is that the permissible value of the load difference of the HA load distribution unit is reduced, i.e. increase the accuracy of load distribution between GAs (in modern SEPS, the GA load distribution system is included as one of the subsystems, which can be represented as one of the blocks - a block for distributing loads between GAs, belonging to the second level of the SEES hierarchy, as shown on page 369 of the prototype). This can be achieved by influencing the load distribution block between GA SEPS, for example, by reducing the value by reducing the insensitivity zone of the three-position controller (dead zone). At the same time, the difference in HA loads is reduced by reducing the load of the most loaded unit and increasing the load of the less loaded HA.

Четвертый существенный признак способа - повышают точность распределения нагрузок между ГА при выполнении первого и второго признаков способа. То есть реализация третьего признака для СЭЭС с двумя работающими ГА наступает только при выполнении системы неравенствThe fourth essential feature of the method is that they increase the accuracy of load distribution between the GAs when performing the first and second features of the method. That is, the implementation of the third feature for SEES with two working GAs occurs only when the system of inequalities is satisfied

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - расширение функциональных возможностей способа защиты СЭЭС от перегрузки за счет уменьшения нагрузки на перегруженный ГА без отключения групп потребителей электроэнергии и уменьшения нагрузки сети в целом, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».A comparison of the proposed method and the prototype showed that the task set - expanding the functionality of the method for protecting the SEPS from overload by reducing the load on an overloaded GA without disconnecting groups of electricity consumers and reducing the load of the network as a whole, is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention the criterion of patentability is “novelty”.

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

Сущность предложенного способа поясняется графическими материалами, где:The essence of the proposed method is illustrated by graphic materials, where:

на Фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ защиты СЭЭС, в составе которой работают n ГА от перегрузки,Figure 1 shows a functional diagram of a device that implements a method of protecting the SEES, which includes n GAs, from overload,

на Фиг.2 - блок контроля разности нагрузок,Fig. 2 - load difference control unit,

на Фиг.3 - одна из возможных функциональных схем блока распределения нагрузок,Figure 3 is one of the possible functional diagrams of the load distribution unit,

на Фиг.4 представлена одна из возможных схем одного из трехпозиционных регуляторов.Figure 4 shows one of the possible diagrams of one of the three-position regulators.

Устройство (Фиг.1) содержит: по числу ГА датчики нагрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n, пороговые блоки 2.1, 2.2 … 2.n, а так же логический элемент «ИЛИ» 3, блок контроля равенства нагрузок ГА 4, логический элемент «И» 5 и блок распределения нагрузок ГА 6; причем выход каждого из датчиков нагрузки ГА 1.1, 1.2 … 1.n соединен с входом соответствующего порогового блока 2.1, 2.2 … 2.n и соответствующим входом блока контроля равенства нагрузок ГА 4, выход которого соединен со вторым входом логического элемента «И» 5, выход каждого из пороговых блоков 2.1, 2.2 … 2.n соединен с соответствующим входом логического элемента «ИЛИ» 3, выход которого соединен с первым входом логического элемента «И» 5, выход логического элемента «И» 5 соединен с входом блока распределения нагрузок ГА 6.The device (Figure 1) contains: according to the number of GAs, load sensors GA 1.1, 1.2. ... 1.n, threshold blocks 2.1, 2.2 ... 2.n, as well as logical element “OR” 3, load equality control block GA 4, logical element “AND” 5 and load distribution block GA 6; moreover, the output of each of the load sensors GA 1.1, 1.2 ... 1.n is connected to the input of the corresponding threshold block 2.1, 2.2 ... 2.n and the corresponding input of the load equality control block GA 4, the output of which is connected to the second input of the logical element "AND" 5, the output of each of the threshold blocks 2.1, 2.2 ... 2.n is connected to the corresponding input of the logical element "OR" 3, the output of which is connected to the first input of the logical element "AND" 5, the output of the logical element "AND" 5 is connected to the input of the load distribution block GA 6.

Датчики нагрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального нагрузке соответствующего ГА ().Load sensors GA 1.1, 1.2. … 1.n - known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the load of the corresponding GA ( ).

Пороговые блоки 2.1, 2.2 … 2.n - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал логической «1», если сигнал на входе превысит установленный порог срабатывания. Могут быть выполнены на базе операционных усилителей. При этом в качестве порогового значения выбирается напряжение соответствующее допустимому значению загрузки ГА, например, .Threshold blocks 2.1, 2.2 ... 2.n are well-known functional blocks, each of which generates a logical “1” signal at its output if the input signal exceeds the set threshold. Can be implemented on the basis of operational amplifiers. In this case, the voltage corresponding to the permissible load value of the GA is selected as a threshold value, for example, .

Логический элемент «ИЛИ» 3 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», если хотя бы на один из его входов поступил сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае.Logic element “OR” 3 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 in the opposite case.

Блок контроля равенства нагрузок ГА 4 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», если модуль каждой из разниц нагрузок ГА не превышает величины допустимого значения . Может быть выполнен в виде блоков, осуществляющих попарное вычитание сигналов с выходов датчиков нагрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n и сравнение модуля каждой из полученных разностей с допустимым значением разницы загрузок ГА. В случае если абсолютная величина хотя бы одной из разностей загрузок ГА превысит значение , то на выходе блока контроля равенства нагрузок ГА4 сформируется сигнал логического «0». В качестве примера на Фиг.2 представлена одна из возможных функциональных схем блока контроля равенства нагрузок ГА для СЭЭС, в составе которой работают три ГА. Блок контроля разности нагрузок (Фиг.2) содержит блоки вычитания 7.1, 7.2, 7.3, блоки вычислении модуля входного сигнала 8.1, 8.2, 8.3, вторые пороговые блоки 9.1, 9.2, 9.3, логический элемент «ИЛИ-НЕ» 10; причем первый вход блока контроля равенства нагрузок ГА соединен с первым входом первого из блоков вычитания 7.1 и вторым входом третьего из блоков вычитания 7.3, второй вход блока контроля равенства нагрузок ГА соединен с первым входом второго из блоков вычитания 7.2 и вторым входом первого из блоков вычитания 7.1, третий вход блока контроля равенства нагрузок ГА соединен с первым входом третьего из блоков вычитания и вторым входом второго из блоков вычитания 7.2; выход первого из блоков вычитания 7.1 соединен входом первого из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.1, выход второго из блоков вычитания 7.2 соединен входом второго из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.2, выход третьего из блоков вычитания 7.3 соединен входом третьего из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.3; выход первого из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.1 соединен с входом первого из вторых пороговых блоков 9.1, выход которого соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10, выход второго из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.2 соединен с входом второго из вторых пороговых блоков 9.2, выход которого соединен со вторым входом логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10, выход третьего из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.3 соединен с входом третьего из вторых пороговых блоков 9.3, выход которого соединен с третьим входом логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10. Load equality control unit GA 4 is a well-known functional block that generates a logical “1” signal at its output if the module of each of the GA load differences does not exceed the permissible value . It can be made in the form of blocks that perform pairwise subtraction of signals from the outputs of load sensors GA 1.1, 1.2. ... 1.n and comparison of the module of each of the obtained differences with the permissible value of the difference in GA loads. If the absolute value of at least one of the differences in GA loads exceeds the value , then a logical “0” signal will be generated at the output of the load equality control unit GA4. As an example, Figure 2 shows one of the possible functional diagrams of the GA load equality control unit for the SEES, which includes three GAs. The load difference control block (Figure 2) contains subtraction blocks 7.1, 7.2, 7.3, input signal module calculation blocks 8.1, 8.2, 8.3, second threshold blocks 9.1, 9.2, 9.3, “OR-NOT” logical element 10; wherein the first input of the load equality control block GA is connected to the first input of the first of the subtraction blocks 7.1 and the second input of the third of the subtraction blocks 7.3, the second input of the load equality control block GA is connected to the first input of the second of the subtraction blocks 7.2 and the second input of the first of the subtraction blocks 7.1 , the third input of the GA load equality control unit is connected to the first input of the third of the subtraction blocks and the second input of the second of the subtraction blocks 7.2; the output of the first of the subtraction blocks 7.1 is connected by the input of the first of the calculation blocks of the input signal module 8.1, the output of the second of the subtraction blocks 7.2 is connected by the input of the second of the calculation blocks of the input signal module 8.2, the output of the third of the subtraction blocks 7.3 is connected by the input of the third of the calculation blocks of the input signal module 8.3 ; the output of the first of the calculation blocks of the input signal module 8.1 is connected to the input of the first of the second threshold blocks 9.1, the output of which is connected to the first input of the logical element "OR-NOT" 10, the output of the second of the calculation blocks of the input signal module 8.2 is connected to the input of the second of the second threshold blocks 9.2, the output of which is connected to the second input of the logical element "OR-NOT" 10, the output of the third of the calculation blocks of the input signal module 8.3 is connected to the input of the third of the second threshold blocks 9.3, the output of which is connected to the third input of the logical element "OR-NOT" 10.

Блоки вычитания 7.1, 7.2, 7.3 - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального разности сигналов, поступающих на его первый и второй входы.Subtraction blocks 7.1, 7.2, 7.3 are well-known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a DC voltage proportional to the difference between the signals arriving at its first and second inputs.

Блоки вычисления модуля входного сигнала 8.1, 8.2, 8.3 - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального абсолютной величине входного сигнала.The input signal module calculation blocks 8.1, 8.2, 8.3 are well-known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the absolute value of the input signal.

Вторые пороговые блоки 9.1, 9.2, 9.3 - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде логической «1», если сигнал на его входе больше заданного порогового значения, в данном случае соответствующего величине .The second threshold blocks 9.1, 9.2, 9.3 are well-known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a logical “1” if the signal at its input is greater than a given threshold value, in this case corresponding to the value .

Логический элемент «ИЛИ-НЕ» 10 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логического «0», если хотя бы на один из его входов поступил сигнал логической «1» и сигнал логической «1» в обратном случае.Logical element “OR-NOT” 10 is a well-known functional block that generates a logical “0” signal at its output if at least one of its inputs receives a logical “1” signal and a logical “1” signal in the opposite case.

Логический элемент «И» 5 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1» тогда и только тогда, когда на все его входы поступает сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае.Logic element “AND” 5 is a well-known functional block that generates a logical “1” signal at its output if and only if all its inputs receive a logical “1” signal and a logical “0” signal in the opposite case.

Блок распределения нагрузок ГА 6 - новый функциональный блок. Настоящий функциональный блок формирует сигнал на увеличение подачи топлива в первичный двигатель ГА, нагрузка которого меньше и сигнал на уменьшение подачи топлива, если нагрузка данного ГА больше заданного значения. Если частота сети меньше заданного значения, то формируется сигнал на увеличение подачи топлива в первичные двигатели всех параллельно работающих ГА, а если частота сети больше заданного значения, то формируется сигнал на уменьшение подачи топлива в первичные двигатели ГА. При этом точность распределения нагрузок ГА задается зоной нечувствительности трехпозиционных регуляторов (мертвой зоной), входящих в состав блока 6. Подобные устройства хорошо известны, подробный алгоритм их работы описан, например, в учебнике (А. П. Баранов Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. Для вузов. 2-е изд., перер. и доп. - СПб.: Судостроение, 2005. - 528с (471с)). Существенное отличие данного блока от известных заключается в том, что блок 6, изображенный на Фиг.1, имеет дополнительный вход, при подаче на который сигнала логической «1», информирующего о перегрузке ГА при условии, что , происходит уменьшение зоны нечувствительности, а следовательно, повышение точности распределения нагрузок ГА.Load distribution block GA 6 is a new functional block. This functional block generates a signal to increase the fuel supply to the prime mover of the main engine, the load of which is less, and a signal to reduce the fuel supply if the load of this main engine is greater than the specified value. If the network frequency is less than a given value, then a signal is generated to increase the fuel supply to the prime movers of all parallel-operating main engines, and if the mains frequency is greater than the specified value, then a signal is generated to reduce the fuel supply to the primary engines of the main engines. In this case, the accuracy of the load distribution of the GA is set by the dead zone of the three-position regulators (dead zone) included in block 6. Such devices are well known, a detailed algorithm for their operation is described, for example, in the textbook (A.P. Baranov Ship automated electrical power systems: Textbook. For universities, 2nd ed., revised and supplemented - St. Petersburg: Shipbuilding, 2005. - 528s (471s)). A significant difference between this block and the known ones is that block 6, shown in Figure 1, has an additional input, when a logical “1” signal is applied to which, informing about the GA overload, provided that , there is a decrease in the dead zone, and therefore an increase in the accuracy of the distribution of HA loads.

Одна из возможных функциональных схем блока распределения нагрузок ГА 6 представлена на Фиг.3. Блок распределения нагрузок содержит: по числу ГА датчика нагрузки ГА 11.1, 11.2 … 11.n, датчики замыкания автоматических выключателей ГА 12.1, 12.2 … 12.n, а также блок формирования заданного значения частоты сети 13, датчик частоты сети 14, блок формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15, второй блок вычитания 16, блок сложения 17 и по числу ГА трехпозиционные регуляторы 18.1, 18.2 … 18.n; при этом управляющий вход блока распределения загрузок ГА соединен с первым входом каждого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n, выход каждого из датчиков нагрузки ГА 11.1, 11.2 … 11.n соединен с соответствующим из первых входов блока формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15 и третьим входом каждого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n; выход каждого из датчиков замыкания автоматических выключателей ГА 12.1, 12.2 … 12.n соединен с соответствующим из вторых входов блока формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15, выход которого соединен с первым входом блока сложения 17, выход блока формирования заданного значения частоты сети 13 соединен с первым входом второго блока вычитания 16, выход которого соединен со вторым входом блока сложения 17, выход датчика частоты сети 14 соединен со вторым входом второго блока вычитания 16, выход блока сложения 17 соединен со вторым входом каждого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n.One of the possible functional diagrams of the load distribution unit GA 6 is presented in Figure 3. The load distribution block contains: according to the number of GA load sensor GA 11.1, 11.2 ... 11.n, circuit breaker closure sensors GA 12.1, 12.2 ... 12.n, as well as a block for generating the set value of the network frequency 13, a network frequency sensor 14, a block for generating the average the arithmetic value of the loads GA 15, the second subtraction block 16, the addition block 17 and according to the number of GA three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n; in this case, the control input of the GA load distribution unit is connected to the first input of each of the three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n, the output of each of the GA load sensors 11.1, 11.2 ... 11.n is connected to the corresponding of the first inputs of the unit for forming the arithmetic average value of the GA loads 15 and the third input of each of the three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n; the output of each of the circuit breaker closure sensors GA 12.1, 12.2 ... 12.n is connected to the corresponding of the second inputs of the block for generating the arithmetic average value of loads GA 15, the output of which is connected to the first input of the addition block 17, the output of the block for generating the set frequency value of the network 13 is connected to the first input of the second subtraction block 16, the output of which is connected to the second input of the addition block 17, the output of the network frequency sensor 14 is connected to the second input of the second subtraction block 16, the output of the addition block 17 is connected to the second input of each of the three-position controllers 18.1, 18.2 ... 18.n .

Датчика нагрузки ГА 11.1, 11.2 … 11.n - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального нагрузке соответствующего ГА, аналогичны датчикам загрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n на Фиг.1.Load sensors GA 11.1, 11.2 ... 11.n - well-known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the load of the corresponding GA, similar to load sensors GA 1.1, 1.2. … 1.n in Fig.1.

Датчики замыкания автоматических выключателей ГА 12.1, 12.2 … 12.n - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует сигнал логической «1» при условии, что автоматический выключатель соответствующего ГА замкнут и сигнал логического «0» в обратном случае.Circuit breaker closure sensors GA 12.1, 12.2 ... 12.n are well-known functional blocks, each of which generates a logical “1” signal, provided that the circuit breaker of the corresponding GA is closed and a logical “0” signal in the opposite case.

Блок формирования заданного значения частоты сети 13 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального заданному значению частоты сети (). В качестве блока 13 может быть использован генератор постоянного напряжения или делитель напряжения.The unit for generating a given value of the network frequency 13 is a well-known functional block that generates at its output a signal in the form of a DC voltage proportional to the given value of the network frequency ( ). A constant voltage generator or a voltage divider can be used as block 13.

Датчик частоты сети 14 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального частоте сети ().Network frequency sensor 14 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of a DC voltage proportional to the network frequency ( ).

Блок формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15- известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал в виде напряжения, пропорционального среднему арифметическому значению нагрузок работающих ГА ().Block for generating the arithmetic average value of GA loads 15 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of a voltage proportional to the arithmetic average value of the loads of operating GAs ( ).

Второй блок вычитания 16 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал, в виде напряжения постоянного тока, пропорционального разности сигналов на его первом и втором входе, в данном случае сигнал, пропорциональный отклонению частоты сети от заданного значения (), при этом .The second subtraction block 16 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the difference between the signals at its first and second inputs, in this case a signal proportional to the deviation of the network frequency from a given value ( ), wherein .

Блок сложения 17 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального сумме сигналов на его первом и втором входах. В данном случае это сигнал, пропорциональный заданному значению нагрузки ГА (), при этом Addition block 17 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the sum of the signals at its first and second inputs. In this case, this is a signal proportional to the specified value of the GA load ( ), wherein

Трехпозиционные регуляторы 18.1, 18.2 … 18.n - новые функциональные блоки, обеспечивающие следующие функции:Three-position regulators 18.1, 18.2 … 18.n are new function blocks providing the following functions:

формирование сигнала на увеличение подачи топлива в первичный двигатель соответствующего ГА (увеличение нагрузки соответствующего ГА), например i-го, в случае, если выполняется условие системы неравенств: generation of a signal to increase the fuel supply to the prime mover of the corresponding GA (increasing the load of the corresponding GA), for example the i-th, if the condition of the system of inequalities is met:

где - величина принимаемой нагрузки (величина загрузки) i-го ГА;Where - the magnitude of the accepted load (load value) of the i-th GA;

формирование сигнала на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель соответствующего ГА (уменьшение нагрузки соответствующего ГА), например, i-го, в случае, если выполняется условие системы неравенств:generating a signal to reduce the fuel supply to the prime mover of the corresponding GA (reducing the load of the corresponding GA), for example, the i-th one, if the condition of the system of inequalities is met:

исключение формирования сигнала на изменение подачи топлива в первичный двигатель соответствующего ГА, если выполняется неравенство ;exclusion of the formation of a signal to change the fuel supply to the prime mover of the corresponding GA if the inequality is satisfied ;

при поступлении сигнала логической «1» на первый вход любого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n , характеризующей выполнение условий, описываемых системой неравенств:when a logical “1” signal arrives at the first input of any of the three-position controllers 18.1, 18.2 ... 18.n, characterizing the fulfillment of the conditions described by the system of inequalities:

осуществляется уменьшение допустимой величины расхождения нагрузок ГА данной СЭЭС до величины , причем . В данном случае - допустимые величины нагрузок ГА1, ГА2 … ГАn соответственно; - абсолютные величины разностей нагрузок ГА, где m - число возможных пар комбинаций ГА из n.the permissible value of the discrepancy between the HA loads of a given SEPS is reduced up to the value , and . In this case - permissible load values GA1, GA2 ... GAn, respectively; - absolute values of differences in GA loads, where m is the number of possible pairs of GA combinations from n.

Последняя функция, реализуемая блоком 6 (Фиг.1), является новой, ранее не применяемой в известных блоках распределения нагрузок ГА.The last function implemented by block 6 (Figure 1) is new, not previously used in known GA load distribution blocks.

Одна из возможных схем трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n представлена на Фиг.4. Трехпозиционный регулятор содержит третий блок вычитания 19, блок контроля положительного сигнала 20, блок контроля отрицательного сигнала 21, второй блок вычисления модуля входного сигнала 22, генератор импульсов логической «1» 23, первый и второй элементы памяти 24.1 и 24.2 соответственно, логический элемент «НЕ» 25, первый и второй управляемые ключи 26.1 и 26.2 соответственно, третий пороговый блок 27, второй и третий логический элемент «И» 28.1 28.2 соответственно; при этом первый вход трехпозиционного регулятора соединен с входом логического элемента «НЕ» 25 и первым (управляющим) входом второго управляемого ключа 26.2, второй и третий входы трехпозиционного регулятора соединены с первым и вторым входами третьего блока вычитания 19 соответственно, выход которого соединен с входом блока контроля положительного сигнала 20, входом блока контроля отрицательного сигнала 21, входом второго блока вычисления модуля входного сигнала 22; выход блока контроля положительного сигнала 20 соединен с первым входом второго логического элемента «И» 28.1, выход блока контроля отрицательного сигнала 21 соединен с первым входом третьего логического элемента «И» 28.2, выход второго блока вычисления модуля входного сигнала 22 соединен с первым входом третьего порогового блока 27, выход которого соединен с третьим входом второго логического элемента «И» 28.1 и третьим входом третьего логического элемента «И» 28.2; выход генератора импульсов логической «1» 23 соединен со вторым входом второго логического элемента «И» 28.1 и вторым входом третьего логического элемента «И» 28.2; выход логического элемента «НЕ» 25 соединен с первым (управляющим) входом первого управляемого ключа 26.1, выход которого соединен со вторым входом третьего порогового блока 27, выход первого элемента памяти 24.1 соединен со вторым (информационным) входом первого управляемого ключа 26.1, выход второго элемента памяти 24.2 соединен со вторым (информационным) входом второго управляемого ключа 26.2, выход которого соединен со вторым входом третьего порогового блока 27.One of the possible schemes of three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n is shown in Fig.4. The three-position controller contains a third subtraction block 19, a positive signal control block 20, a negative signal control block 21, a second input signal module calculation block 22, a logical “1” pulse generator 23, the first and second memory elements 24.1 and 24.2, respectively, a “NOT” logical element "25, first and second controlled keys 26.1 and 26.2, respectively, third threshold block 27, second and third logical element "AND" 28.1 28.2, respectively; in this case, the first input of the three-position controller is connected to the input of the logical element “NOT” 25 and the first (control) input of the second controlled key 26.2, the second and third inputs of the three-position controller are connected to the first and second inputs of the third subtraction block 19, respectively, the output of which is connected to the input of the block control of a positive signal 20, the input of a negative signal control unit 21, the input of the second block for calculating the input signal module 22; the output of the positive signal control unit 20 is connected to the first input of the second logical element “AND” 28.1, the output of the negative signal control unit 21 is connected to the first input of the third logical element “AND” 28.2, the output of the second block for calculating the input signal module 22 is connected to the first input of the third threshold block 27, the output of which is connected to the third input of the second logical element “AND” 28.1 and the third input of the third logical element “AND” 28.2; the output of the pulse generator logical "1" 23 is connected to the second input of the second logical element "AND" 28.1 and the second input of the third logical element "AND" 28.2; the output of the logical element "NOT" 25 is connected to the first (control) input of the first controlled key 26.1, the output of which is connected to the second input of the third threshold block 27, the output of the first memory element 24.1 is connected to the second (information) input of the first controlled key 26.1, the output of the second element memory 24.2 is connected to the second (information) input of the second controlled key 26.2, the output of which is connected to the second input of the third threshold block 27.

Третий блок вычитания 19 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал, в виде напряжения постоянного тока, пропорционального разности сигналов на его первом и втором входе, в данном случае сигнал, пропорциональный отклонению действительного значения нагрузки ГА от заданного значения нагрузки ГА .The third subtraction block 19 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of a direct current voltage proportional to the difference between the signals at its first and second inputs, in this case a signal proportional to the deviation of the actual value of the GA load from the specified value of the GA load .

Блок контроля положительного сигнала 20 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», если сигнал на его входе больше нуля.Positive signal control unit 20 is a well-known functional block that generates a logical “1” signal at its output if the signal at its input is greater than zero.

Блок контроля отрицательного сигнала 21 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической «1», если сигнал на его входе меньше нуля.Negative signal control unit 21 is a well-known functional block that generates a logical “1” signal at its output if the signal at its input is less than zero.

Второй блок вычисления модуля входного сигнала 22 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал, пропорциональный абсолютной величине входного сигнала, аналогичен блокам 8.1, 8.2, 8.3, представленным на Фиг.2. The second block for calculating the input signal module 22 is a well-known functional block that generates at its output a signal proportional to the absolute value of the input signal, similar to blocks 8.1, 8.2, 8.3 presented in Figure 2.

Генератор импульсов логической «1» 23 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал, в виде импульсов логической «1».Logical “1” pulse generator 23 is a well-known functional block that generates a signal at its output in the form of logical “1” pulses.

Первый и второй элементы памяти 24.1 и 24.2 - известные функциональные блоки, каждый из которых формирует на своем выходе сигнал в виде напряжения постоянного тока, пропорционального величине и величине соответственно. В качестве таких блоков могут быть использованы генераторы сигналов постоянного напряжения или делители напряжения. The first and second memory elements 24.1 and 24.2 are well-known functional blocks, each of which generates a signal at its output in the form of a DC voltage proportional to the value and size respectively. DC signal generators or voltage dividers can be used as such blocks.

Логический элемент «НЕ» 25 - известный функциональный блок, на выходе которого формируется сигнал логического «0» при поступлении на его вход сигнала логической «1» и формируется сигнал логической «1» при поступлении на его вход сигнала логического «0». Logical element “NOT” 25 is a well-known functional block, at the output of which a logical “0” signal is generated when a logical “1” signal is received at its input, and a logical “1” signal is generated when a logical “0” signal is received at its input.

Первый и второй управляемые ключи 26.1 и 26.2 - известные функциональные блоки на выходе каждого из которых появляется сигнал, поступающий на его второй (информационный) вход только при поступлении сигнала логической «1» на его первый (управляющий) вход. Может быть выполнен в виде транзисторной схемы в ключевом режиме или электромагнитного реле с замыкающими контактами. The first and second controlled keys 26.1 and 26.2 are known functional blocks at the output of each of which a signal appears, arriving at its second (information) input only when a logical “1” signal arrives at its first (control) input. It can be made in the form of a transistor circuit in switching mode or an electromagnetic relay with normally open contacts.

Третий пороговый блок 27, известный функциональный блок, на выходе которого формируется сигнал логической «1», если сигнал на его первом входе превышает пороговое значение, сформированное на втором входе, в данном случае соответствующее или . The third threshold block 27, a well-known functional block, at the output of which a logical “1” signal is generated if the signal at its first input exceeds the threshold value generated at the second input, in this case corresponding or .

Второй и третий логический элемент «И» 28.1и 28.2 - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых формируется сигнал логической «1» только в случае, когда на все входы поступает сигнал логической «1» и сигнал логического «0» в обратном случае. Полностью аналогичны блоку 5 (Фиг.1).The second and third logical elements “AND” 28.1 and 28.2 are well-known functional blocks, at the output of each of which a logical “1” signal is generated only in the case when all inputs receive a logical “1” signal and a logical “0” signal in the opposite case . Completely similar to block 5 (Figure 1).

Трехпозиционный регулятор (Фиг.4) работает следующим образом. В нормальном режиме функционирования (без перегрузки) на первом входе блока фиксирован сигнал логического «0», который поступит на вход логического элемента «НЕ» 25 и первый (управляющий) вход второго управляемого ключа 26.2. При этом второй управляемый ключ 26.2 закрыт, на его выходе сигнал отсутствует. На выходе логического элемента «НЕ»25 появится сигнал логической «1» и поступит на первый (управляющий) вход первого управляющего ключа 26.1, ключ откроется и с выхода первого элемента памяти 24.1 сигнал, пропорциональный допустимой величине расхождения нагрузок ГА данной СЭЭС поступит на выход первого управляемого ключа 26.1. С выхода первого управляемого ключа сигнал, пропорциональный поступит на второй вход третьего порогового блока 27. На первый вход третьего блока вычитания 19 поступит сигнал, пропорциональный заданному значению загрузки ГА (), а на второй его вход - сигнал, пропорциональный действительному значению загрузки данного (например, i-го) ГА (). На выходе третьего блока вычитания 19 сформируется сигнал, пропорциональный разности входных сигналов () и поступит на вход блока контроля положительного сигнала 20, вход блока контроля отрицательного сигнала 21 и вход второго блока вычисления модуля входного сигнала 22. Если сигнал, пропорциональный заданному значению загрузки ГА (), окажется больше, чем действительное значение загрузки данного i-го ГА, то сигнал на выходе третьего блока вычитания 19 будет положительным (). При этом на выходе блока контроля положительного сигнала 20 появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход второго логического элемента «И»28.1, а на выходе блока контроля отрицательного сигнала 21 и первом входе третьего логического элемента «И» 28.2 сохранится сигнал логического «0». На выходе второго блока вычисления модуля входного сигнала 22 появится сигнал, пропорциональный абсолютной величине разности входных сигналов и поступит на первый вход третьего порогового блока 27. Если этот сигнал окажется больше чем пороговое значение, определяемое сигналом, поступающим на второй вход блока 27 (), то на выходе третьего порогового блока появится сигнал логической «1» и поступит на третий вход второго и третьего логических элементов «И» 28.1 и 28.2. На выходе генератора импульсов логической «1» 23 постоянно вырабатываются импульсы логической «1» и поступают на второй вход второго и третьего логических элементов «И» 28.1 и 28.2. Так как на первый и третий входы второго логического элемента «И» 28.1 поступит сигнал логическая «1», а на второй его вход - импульсные сигналы логической «1», то на его выходе сформируются импульсные сигналы логической «1», направленные на увеличение подачи топлива в приводной двигатель i-го ГА. При этом загрузка i-го ГА начнет увеличиваться и в момент, когда выполнится условие на выходе третьего порогового блока 27 появится сигнал логического «0», поступит на третий вход второго логического элемента «И» 28.1, на его выходе зафиксируется сигнал логического «0», увеличение подачи топлива в i-ый ГА прекратится.The three-position regulator (Fig. 4) works as follows. In normal operating mode (without overload), a logical “0” signal is fixed at the first input of the block, which will go to the input of the logical element “NOT” 25 and the first (control) input of the second controlled key 26.2. In this case, the second controlled key 26.2 is closed, there is no signal at its output. At the output of the logical element “NOT” 25, a logical “1” signal will appear and go to the first (control) input of the first control key 26.1, the key will open and from the output of the first memory element 24.1 a signal proportional to the permissible value of the discrepancy in the loads of the GA of this SEES will arrive at the output of the first controlled key 26.1. From the output of the first controlled key, a signal proportional will arrive at the second input of the third threshold block 27. The first input of the third subtraction block 19 will receive a signal proportional to the specified GA load value ( ), and to its second input - a signal proportional to the actual load value of a given (for example, i-th) GA ( ). At the output of the third subtraction block 19, a signal will be generated that is proportional to the difference between the input signals ( ) and arrives at the input of the positive signal control block 20, the input of the negative signal control block 21 and the input of the second block for calculating the input signal module 22. If the signal is proportional to the specified GA load value ( ), will be greater than the actual loading value of the i-th GA, then the signal at the output of the third subtraction block 19 will be positive ( ). In this case, a logical signal “1” will appear at the output of the positive signal control unit 20 and go to the first input of the second logical element “AND” 28.1, and at the output of the negative signal control unit 21 and the first input of the third logical element “AND” 28.2 the logical signal “I” will remain. 0". At the output of the second block for calculating the input signal module 22, a signal will appear proportional to the absolute value of the difference between the input signals and arrives at the first input of the third threshold block 27. If this signal is greater than the threshold value determined by the signal arriving at the second input of block 27 ( ), then a logical “1” signal will appear at the output of the third threshold block and will go to the third input of the second and third logical elements “AND” 28.1 and 28.2. At the output of the logical “1” pulse generator 23, logical “1” pulses are constantly generated and supplied to the second input of the second and third logical elements “AND” 28.1 and 28.2. Since the first and third inputs of the second logical element “AND” 28.1 will receive a logical “1” signal, and its second input will receive pulse signals of a logical “1”, then at its output pulse signals of a logical “1” will be generated, aimed at increasing the supply fuel into the drive engine of the i-th GA. In this case, the load of the i-th GA will begin to increase at the moment when the condition is met At the output of the third threshold block 27, a logical “0” signal will appear, it will go to the third input of the second logical element “AND” 28.1, at its output a logical “0” signal will be recorded, the increase in fuel supply to the i-th GA will stop.

Аналогично работает канал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА. Это произойдет в случае, при котором действительное значение загрузки ГА () окажется больше, чем заданное значение (). При этом сигнал на выходе третьего блока вычитания 19 будет отрицательным () , на выходе блока контроля отрицательного сигнала 21 появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход третьего логического элемента «И» 28.2. В этом случае на выходе блока контроля положительного сигнала 20 появится сигнал логического «0», который поступит на первый вход второго логического элемента «И»28.1 и заблокирует увеличение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА. Если окажется, что отклонение загрузки от заданного значения больше допустимой величины (условие выполняется), то на выходе третьего порогового блока 27 сформируется сигнал логической «1» и поступит на третий вход третьего логического элемента «И» 28.2. Так как на первый и третий входы третьего логического элемента «И» 28.2 поступит сигнал логической «1», а на второй его вход поступят импульсные сигналы логической «1» с выхода генератора импульсов логической «1» 23, то на выходе блока 28.2 появятся импульсные сигналы логической «1», направленные на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА. Загрузка i-го ГА уменьшится и в момент, когда выполнится условие на выходе третьего порогового блока 27 появится сигнал логического «0», поступит на третий вход второго логического элемента «И» 28.1, на его выходе зафиксируется сигнал логического «0», уменьшение подачи топлива в i-ый ГА прекратится. The channel works similarly to reduce the fuel supply to the prime mover of the i-th GA. This will happen in the case in which the actual GA load value ( ) will be greater than the specified value ( ). In this case, the signal at the output of the third subtraction block 19 will be negative ( ) , a logical “1” signal will appear at the output of the negative signal control unit 21 and go to the first input of the third logical element “AND” 28.2. In this case, a logical “0” signal will appear at the output of the positive signal control unit 20, which will go to the first input of the second logical element “I” 28.1 and will block an increase in the fuel supply to the prime mover of the i-th GA. If it turns out that the deviation of the load from the specified value is greater than the permissible value (condition is executed), then a logical “1” signal will be generated at the output of the third threshold block 27 and sent to the third input of the third logical element “AND” 28.2. Since the first and third inputs of the third logical element “AND” 28.2 will receive a logical “1” signal, and its second input will receive pulse signals of logical “1” from the output of the pulse generator logical “1” 23, then pulse signals will appear at the output of block 28.2 logical “1” signals aimed at reducing the fuel supply to the prime mover of the i-th GA. The load of the i-th GA will also decrease at the moment when the condition is met At the output of the third threshold block 27, a logical “0” signal will appear, it will go to the third input of the second logical element “AND” 28.1, a logical “0” signal will be recorded at its output, and the reduction in fuel supply to the i-th GA will stop.

Если окажется, что действительное значение загрузки равно заданному (), то на выходе блока контроля положительного сигнала 20 и на выходе блока контроля отрицательного сигнала 21 сохранится сигнал логического «0», который поступит на первый вход второго и третьего логического элемента «И» 28.1 и 28.2 соответственно, заблокировав изменение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА. If it turns out that the actual load value is equal to the specified value ( ), then at the output of the positive signal control unit 20 and at the output of the negative signal control unit 21, a logical “0” signal will remain, which will go to the first input of the second and third logical element “AND” 28.1 and 28.2, respectively, blocking the change in fuel supply to the prime mover i-th GA.

Если в течение времени, когда разница нагрузок между всеми работающими ГА окажется меньше допустимой (выполняется условие ) произойдет перегрузка i-го ГА, то существующие системы распределения загрузок ГА изменения подачи топлива в перегруженную машину не осуществляют так как ГА загружены с заданной точностью. При этом в трехпозиционном регуляторе (Фиг.4) сигнал на выходе третьего блока вычитания 19 будет отрицательным, так как . При этом на выходе блока контроля отрицательного сигнала 21 появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход третьего логического элемента «И» 28.2. Однако, так как выполняется условие , то сигнал на первом входе третьего порогового блока 27 будет меньше, чем на втором и на его выходе, а значит и на третьем входе третьего логического элемента «И» 28.2 сохранится сигнал логического «0», уменьшения подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА не произойдет, агрегат не уменьшит свою нагрузку и продолжит работать с перегрузкой. В предлагаемом изобретении в рассматриваемой ситуации на первый вход трехпозиционного регулятора поступит сигнал логической «1», который поступит на вход логического элемента «НЕ» 25 и первый (управляющий) вход второго управляемого ключа 26.2. При этом на выходе логического элемента «НЕ» 25 сформируется сигнал логического «0», который поступит на первый (управляющий) вход первого управляемого ключа 26.1, поступление сигнала, пропорционального допустимому расхождению сигналов СЭЭС () с выхода первого элемента памяти 24.1 на выход первого управляемого ключа 26.1 прекратится. Так как сигнал логической «1» поступит на первый (управляющий) вход второго управляемого ключа 26.2, то сигнал, пропорциональный величине с выхода второго элемента памяти 24.2 через второй (информационный) вход поступит на выход второго управляемого ключа 26.2 и второй вход третьего порогового блока 27. Так как , то сигнал на первом входе третьего порогового блока 27 станет больше, чем на его втором входе. При этом на выходе блока 27 появится сигнал логической «1» и на его выходе появится сигнал логической «1», который поступит на третий вход третьего логического элемента «И» 28.2. Так как на первый и второй входы третьего логического элемента «И» 28.2 поступит сигнал логической «1», а на второй его вход - импульсные сигналы логической «1» с выхода генератора импульсов логической «1» 23, то на выходе третьего логического элемента «И» 28.2 появятся импульсные сигналы логической «1» на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА. При этом произойдет разгрузка перегруженного i-го ГА.If during the time when the difference in loads between all operating GAs turns out to be less than permissible (the condition is met ) there will be an overload of the i-th GA, then the existing systems for distributing GA loads do not change the fuel supply to an overloaded machine since the GAs are loaded with a given accuracy. In this case, in the three-position controller (Fig. 4), the signal at the output of the third subtraction block 19 will be negative, since . In this case, a logical signal “1” will appear at the output of the negative signal control unit 21 and will be sent to the first input of the third logical element “AND” 28.2. However, since the condition is satisfied , then the signal at the first input of the third threshold block 27 will be less than at the second and at its output, which means that at the third input of the third logical element “AND” 28.2 the signal of logical “0” will remain, reducing the fuel supply to the i-th prime mover GA will not occur, the unit will not reduce its load and will continue to operate with overload. In the proposed invention, in the situation under consideration, the first input of the three-position regulator will receive a logical signal “1”, which will go to the input of the logical element “NOT” 25 and the first (control) input of the second controlled key 26.2. In this case, at the output of the logical element “NOT” 25, a logical “0” signal will be generated, which will be sent to the first (control) input of the first controlled switch 26.1, the receipt of a signal proportional to the permissible discrepancy of the SEES signals ( ) from the output of the first memory element 24.1 to the output of the first controlled key 26.1 will stop. Since the logical “1” signal arrives at the first (control) input of the second controlled key 26.2, then the signal is proportional to the value from the output of the second memory element 24.2 through the second (information) input it will go to the output of the second controlled key 26.2 and the second input of the third threshold block 27. Since , then the signal at the first input of the third threshold block 27 will become greater than at its second input. In this case, a logical “1” signal will appear at the output of block 27 and a logical “1” signal will appear at its output, which will go to the third input of the third logical element “AND” 28.2. Since the first and second inputs of the third logical element “AND” 28.2 will receive a logical “1” signal, and its second input will receive pulse signals of logical “1” from the output of the logical “1” pulse generator 23, then at the output of the third logical element “ And" 28.2, pulse signals of logical "1" will appear to reduce the fuel supply to the prime mover of the i-th GA. In this case, the overloaded i-th GA will be unloaded.

Блок распределения нагрузок ГА, функциональная схема которого представлена на Фиг.3 работает следующим образом. Датчики нагрузки ГА 11.1, 11.2 … 11.n формируют сигналы, пропорциональные действительному (текущему) значению величине нагрузки соответствующих ГА . Эти сигналы поступают на соответствующие из первых входов блока формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15 и третьи входы соответствующих трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n. С выходов датчиков замыкания автоматических выключателей ГА 12.1, 12.2 … 12.n сигналы в виде логических «1» и логических «0» поступают на соответствующие из вторых входов блока формирования среднего арифметического значения нагрузок ГА 15. На выходе блока формирования заданного значения частоты сети 13 формируется сигнал в виде напряжения, пропорционального заданному значению частоты сети (), который поступает на первый вход второго блока вычитания 16. На выходе датчика частоты сети 14 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению частоты сети (), который поступает на второй вход второго блока вычитания, на выходе которого формируется сигнал (), пропорциональный отклонению частоты сети от заданного значения и поступает на второй вход блока сложения 17. Сигнал, пропорциональный среднему арифметическому загрузок ГА () формируется в блоке 15 и с его выхода поступает на первый вход блока сложения 17, где суммируется с сигналом, пропорциональным отклонению частоты сети. При этом на выходе блока 17 формируется сигнал, пропорциональный заданному значению нагрузки ГА (), а именно: . Сигнал с выхода блока сложения 17 поступает на вторые входы каждого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n. Трехпозиционные регуляторы обеспечивают сравнение заданного значение загрузки ГА с действительным значением и если загрузка ГА, например, i-го, окажется больше допустимой (в этом случае она окажется больше ) и при этом расхождение нагрузок окажется меньше допустимого значения для данной СЭЭС (), то на первый вход блока распределения нагрузок с выхода логического элемента «И» 5 (Фиг.1) поступит сигнал логической «1», который поступит на первый вход каждого из трехпозиционных регуляторов 18.1, 18.2 … 18.n. При этом произойдет повышение точности распределения нагрузок посредством изменения зоны нечувствительности (мертвой зоны) каждого из трехпозиционных регуляторов на более меньшую , причем . При этом трехпозиционный регулятор 18.i сформирует сигнал на уменьшение подачи топлива в первичный двигатель i-го ГА, его нагрузка уменьшится, осуществится разгрузка агрегата.The GA load distribution unit, the functional diagram of which is presented in Figure 3, operates as follows. Load sensors GA 11.1, 11.2 ... 11.n generate signals proportional to the actual (current) value of the load corresponding GAs. These signals are supplied to the corresponding first inputs of the block for generating the arithmetic average value of loads GA 15 and the third inputs of the corresponding three-position controllers 18.1, 18.2 ... 18.n. From the outputs of the circuit breaker closure sensors GA 12.1, 12.2 ... 12.n, signals in the form of logical “1” and logical “0” are supplied to the corresponding second inputs of the block for generating the arithmetic average value of loads GA 15. At the output of the block for generating the set value of the network frequency 13 a signal is generated in the form of a voltage proportional to the specified value of the network frequency ( ), which is supplied to the first input of the second subtraction block 16. At the output of the network frequency sensor 14, a signal is generated that is proportional to the current value of the network frequency ( ), which arrives at the second input of the second subtraction block, at the output of which a signal is generated ( ), proportional to the deviation of the network frequency from the specified value and is supplied to the second input of the addition block 17. A signal proportional to the arithmetic mean of the GA loads ( ) is generated in block 15 and from its output goes to the first input of addition block 17, where it is summed with a signal proportional to the deviation of the network frequency. In this case, a signal is generated at the output of block 17, proportional to the specified value of the GA load ( ), namely: . Signal from the output of the addition block 17 goes to the second inputs of each of the three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n. Three-position controllers provide comparison of the specified value of the GA load with the actual value and if the load of the GA, for example, the i-th one, turns out to be more than permissible (in this case it will be more ) and in this case the load discrepancy will be less than the permissible value for a given SEES ( ), then the first input of the load distribution block from the output of logical element “AND” 5 (Figure 1) will receive a logical “1” signal, which will go to the first input of each of the three-position regulators 18.1, 18.2 ... 18.n. In this case, the accuracy of load distribution will increase by changing the dead zone (dead zone) of each of the three-position regulators to a smaller one , and . In this case, the three-position regulator 18.i will generate a signal to reduce the fuel supply to the prime mover of the i-th hydraulic unit, its load will decrease, and the unit will be unloaded.

Блок контроля разности нагрузок (Фиг.2) работает следующим образом. Сигналы, пропорциональные нагрузке ГА1, ГА2 и ГА3 () с датчиков нагрузки 1.1, 1.2 и 1.3 (Фиг.1) поступают на первый, второй и третий входы блока контроля разности нагрузок (Фиг.2) соответственно. На первый вход первого из блоков вычитания 7.1 поступит сигнал, в виде напряжения , пропорционального загрузке ГА1, а на второй его вход - в виде напряжения , пропорционального нагрузке ГА2. На выходе первого из блоков вычитания 7.1 сформируется сигнал в виде напряжения, пропорционального разности нагрузок ГА1 и ГА2 (). Этот сигнал поступит на вход первого из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.1, на выходе которого появляется сигнал в виде напряжения, пропорционального абсолютной величине разности нагрузок ГА1 и ГА2 (), который поступит на вход первого из вторых пороговых блоков 9.1. Если разница нагрузок ГА1 и ГА2 находится в пределах допуска (), то на выходе первого из вторых пороговых блоков 9.1 сформируется сигнал логического «0» и поступит на первый вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10. Если разница нагрузок ГА1 и ГА2 превысит допустимое значение (), то на выходе первого из вторых пороговых блоков 9.1 сформируется сигнал логической «1», на первый вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10 поступит сигнал логической «1».The load difference control unit (Figure 2) operates as follows. Signals proportional to the load GA1, GA2 and GA3 ( ) from load sensors 1.1, 1.2 and 1.3 (Figure 1) are supplied to the first, second and third inputs of the load difference control unit (Figure 2), respectively. The first input of the first of the subtraction blocks 7.1 will receive a signal in the form of voltage , proportional to the load of GA1, and to its second input - in the form of voltage , proportional to the load of GA2. At the output of the first of the subtraction blocks 7.1, a signal will be generated in the form of a voltage proportional to the difference between the loads GA1 and GA2 ( ). This signal will be input to the first of the calculation blocks of the input signal module 8.1, at the output of which a signal appears in the form of a voltage proportional to the absolute value of the difference between the loads GA1 and GA2 ( ), which will be input to the first of the second threshold blocks 9.1. If the difference in loads GA1 and GA2 is within the tolerance ( ), then at the output of the first of the second threshold blocks 9.1 a logical “0” signal will be generated and sent to the first input of the “OR-NOT” logical element 10. If the difference in loads GA1 and GA2 exceeds the permissible value ( ), then at the output of the first of the second threshold blocks 9.1 a logical “1” signal will be generated, and a logical “1” signal will be received at the first input of the “OR-NOT” logical element 10.

На первый вход второго из блоков вычитания 7.2 поступит сигнал, в виде напряжения , пропорционального нагрузке ГА2, а на второй его вход - в виде напряжения , пропорционального нагрузке ГА3. На выходе второго из блоков вычитания 7.2 сформируется сигнал в виде напряжения, пропорционального разности нагрузок ГА2 и ГА3 (). Этот сигнал поступит на вход второго из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.2, на выходе которого появляется сигнал в виде напряжения, пропорционального абсолютной величине разности нагрузок ГА2 и ГА3 (), который поступит на вход второго из вторых пороговых блоков 9.2. Если разница нагрузок ГА2 и ГА3 находится в пределах допуска (), то на выходе второго из вторых пороговых блоков 9.2 сформируется сигнал логического «0» и поступит на второй вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10. Если разница нагрузок ГА2 и ГА3 превысит допустимое значение (), то на выходе второго из вторых пороговых блоков 9.2 сформируется сигнал логической «1», на второй вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10 поступит сигнал логической «1».The first input of the second of the subtraction blocks 7.2 will receive a signal in the form of voltage , proportional to the load of GA2, and to its second input - in the form of voltage , proportional to the load of GA3. At the output of the second of the subtraction blocks 7.2, a signal will be generated in the form of a voltage proportional to the difference between the loads GA2 and GA3 ( ). This signal will be input to the second of the calculation blocks of the input signal module 8.2, at the output of which a signal appears in the form of a voltage proportional to the absolute value of the difference between the loads GA2 and GA3 ( ), which will be input to the second of the second threshold blocks 9.2. If the difference in loads GA2 and GA3 is within the tolerance ( ), then at the output of the second of the second threshold blocks 9.2 a logical “0” signal will be generated and sent to the second input of the “OR-NOT” logical element 10. If the difference in loads GA2 and GA3 exceeds the permissible value ( ), then at the output of the second of the second threshold blocks 9.2 a logical “1” signal will be generated, and a logical “1” signal will be received at the second input of the “OR-NOT” logical element 10.

На первый вход третьего из блоков вычитания 7.3 поступит сигнал, в виде напряжения , пропорционального нагрузке ГА3, а на второй его вход - в виде напряжения , пропорционального нагрузке ГА1. На выходе третьего из блоков вычитания 7.3 сформируется сигнал в виде напряжения, пропорционального разности нагрузок ГА3 и ГА1 (). Этот сигнал поступит на вход третьего из блоков вычисления модуля входного сигнала 8.3, на выходе которого появится сигнал в виде напряжения, пропорционального абсолютной величине разности нагрузок ГА3 и ГА1 (), который поступит на вход третьего из вторых пороговых блоков 9.3. Если разница нагрузок ГА3 и ГА1 находится в пределах допуска (), то на выходе третьего из вторых пороговых блоков 9.3 сформируется сигнал логического «0» и поступит на третий вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10. Если разница нагрузок ГА3 и ГА1 превысит допустимое значение (), то на выходе третьего из вторых пороговых блоков 9.3 сформируется сигнал логической «1», на третий вход логического элемента «ИЛИ-НЕ» 10 поступит сигнал логической «1». Если разность нагрузок всех ГА находится в пределах допуска, то на все входы логического элемента «ИЛИ-НЕ»10 поступит сигнал логического «0», на его выходе сформируется сигнал логической «1». Если разница нагрузок хотя бы одной из пар ГА окажется больше допустимой, то на соответствующий из входов логического элемента «ИЛИ-НЕ»10 поступит сигнал логической «1», на его выходе появится сигнал логического «0».The first input of the third of the subtraction blocks 7.3 will receive a signal in the form of voltage , proportional to the load of GA3, and to its second input - in the form of voltage , proportional to the load of GA1. At the output of the third of the subtraction blocks 7.3, a signal will be generated in the form of a voltage proportional to the difference between the loads GA3 and GA1 ( ). This signal will be input to the third of the calculation blocks of the input signal module 8.3, at the output of which a signal will appear in the form of a voltage proportional to the absolute value of the difference between the loads GA3 and GA1 ( ), which will be input to the third of the second threshold blocks 9.3. If the difference in loads GA3 and GA1 is within the tolerance ( ), then at the output of the third of the second threshold blocks 9.3 a logical “0” signal will be generated and sent to the third input of the “OR-NOT” logical element 10. If the difference in loads GA3 and GA1 exceeds the permissible value ( ), then at the output of the third of the second threshold blocks 9.3 a logical “1” signal will be generated, and a logical “1” signal will be received at the third input of the “OR-NOT” logical element 10. If the difference in the loads of all GAs is within the tolerance, then a logical “0” signal will be received at all inputs of the “OR-NOT”10 logical element, and a logical “1” signal will be generated at its output. If the difference in loads of at least one of the GA pairs turns out to be greater than permissible, then a logical “1” signal will be sent to the corresponding input of the logical element “OR-NOT”10, and a logical “0” signal will appear at its output.

Устройство, реализующее способ защиты СЭЭС от перегрузки, функциональная схема которого представлена на Фиг.1 работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный величине нагрузки ГА с каждого из датчиков загрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n поступит на вход соответствующего порогового блока 2.1, 2.2 … 2.n и на соответствующий из входов блока контроля равенства нагрузок ГА 4. Если ГА нагружены равномерно и расхождение нагрузок менее допустимой для данной СЭЭС величины, то на выходе блока контроля равенства нагрузок ГА 4 сформируется сигнал логической «1», который поступит на второй вход логического элемента «И» 5. Допустим, что при этом нагрузка по крайней мере одного из ГА, например, i-го, превысит допустимое значение и он начнет работать с перегрузкой. В этом случае на выходе соответствующего порогового блока (2.i) появится сигнал логической «1», который поступит на i-ый вход логического элемента «ИЛИ»3. На выходе логического элемента «ИЛИ»3 сформируется сигнал логической»1» и поступит на первый вход логического элемента «И» 5. Так как на оба входа логического элемента «И»5 поступит сигнал логической «1», то на его выходе тоже сформируется сигнал логической «1». Сигнал логической «1» с выхода логического элемента «И»5 поступит на управляющий вход блока распределения нагрузок ГА 6. По этому сигналу произойдет повышение точности распределения нагрузок, работающих ГА, уменьшится нагрузка перегруженного i-го ГА не за счет отключения ряда потребителей, а за счет более рационального распределения нагрузки. A device that implements a method for protecting SEES from overload, the functional diagram of which is presented in Figure 1, operates as follows. A signal proportional to the magnitude of the GA load from each of the GA load sensors 1.1, 1.2. … 1.n will be sent to the input of the corresponding threshold block 2.1, 2.2 … 2.n and to the corresponding input of the load equality control block GA 4. If the GAs are loaded evenly and the load discrepancy is less than the permissible value for a given SEES, then at the output of the load equality control block GA 4 will generate a logical “1” signal, which will be sent to the second input of logical element “AND” 5. Let us assume that in this case the load of at least one of the GAs, for example, the i-th, will exceed the permissible value and it will start working with overload. In this case, a logical “1” signal will appear at the output of the corresponding threshold block (2.i), which will go to the i-th input of the logical element “OR”3. At the output of the logical element “OR”3, a logical signal “1” will be generated and will be sent to the first input of the logical element “AND” 5. Since both inputs of the logical element “AND”5 will receive a logical signal “1”, then at its output a logical signal "1". The logical “1” signal from the output of the logical element “I”5 will be sent to the control input of the load distribution block of the GA 6. Based on this signal, the accuracy of the distribution of loads operating the GA will increase, the load of the overloaded i-th GA will decrease not due to the disconnection of a number of consumers, but due to more rational load distribution.

После уменьшения нагрузки i-го ГА ниже на выходе порогового блока 2.i появится сигнал логического «0», поступит на i-ый вход логического элемента «ИЛИ» 3, на его выходе сформируется сигнал логического «0» и поступит на первый вход логического элемента «И» 5. Так как на один из входов логического элемента «И»5 поступит сигнал логического «0», то на его выходе сформируется сигнал логического «0» и поступит на управляющий вход блока распределения нагрузок ГА 6. По этому сигналу произойдет восстановление первоначальной точности распределения нагрузок СЭЭС, повышенного износа регуляторов не произойдет. При этом , поэтому перераспределение нагрузки между ГА не произойдет, вновь установившееся состояние работы ГА без перегрузки не изменится.After reducing the load of the i-th GA below At the output of threshold block 2.i, a logical “0” signal will appear, go to the i-th input of the “OR” logical element 3, at its output a logical “0” signal will be generated and go to the first input of the “AND” logical element 5. Since a logical “0” signal will be received at one of the inputs of the logical element “I”5, then a logical “0” signal will be generated at its output and sent to the control input of the load distribution unit GA 6. Based on this signal, the original accuracy of the SEES load distribution will be restored, increased There will be no wear on the regulators. Wherein , therefore, load redistribution between GAs will not occur, the newly established state of GA operation without overload will not change.

Устройство, функциональная схема которого представлена на Фиг.1, полностью реализует предложенный в качестве изобретения способ защиты СЭЭС от перегрузки. При этом:The device, the functional diagram of which is presented in Figure 1, fully implements the method of protecting the SEPS from overload proposed as an invention. Wherein:

датчики нагрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n и блок контроля равенства нагрузок ГА 4 совместно определяют интервал времени, когда разность нагрузок ГА, работающих параллельно, не превышает допустимого значения разности нагрузок;load sensors GA 1.1, 1.2. ... 1.n and the load equality control unit GA 4 jointly determine the time interval when the difference in loads of GAs operating in parallel does not exceed the permissible value of the load difference;

датчики нагрузки ГА 1.1, 1.2. … 1.n, пороговые блоки 2.1, 2.2 … 2.n и логический элемент «ИЛИ» 3 совместно определяют момент, когда нагрузка хотя бы одного из ГА превысит допустимую величину нагрузки этого ГА;load sensors GA 1.1, 1.2. … 1.n, threshold blocks 2.1, 2.2 … 2.n and logical element “OR” 3 jointly determine the moment when the load of at least one of the GAs exceeds the permissible load value of this GA;

логический элемент «И» 5 определяет момент, когда нагрузка хотя бы одного из ГА превысит допустимую величину нагрузки этого ГА на интервале времени, когда разность нагрузок ГА, работающих параллельно, не превышает допустимого значения разности нагрузок;logical element “AND” 5 determines the moment when the load of at least one of the GAs exceeds the permissible load value of this GA in the time interval when the difference in loads of the GAs operating in parallel does not exceed the permissible value of the load difference;

блок распределения нагрузок ГА 6 повышает точность распределения нагрузок ГА.GA 6 load distribution unit increases the accuracy of GA load distribution.

Практическая реализация способа.Practical implementation of the method.

В качестве примера рассмотрим работу СЭЭС в режиме работы двух ГА, ГА1 и ГА2, с одинаковой номинальной мощностью 100 кВт ().As an example, let us consider the operation of SEPS in the operating mode of two GAs, GA1 and GA2, with the same rated power of 100 kW ( ).

При этом:Wherein:

точность распределения нагрузок ГА (допустимая величина расхождения нагрузок ГА) составляет 10% от величины (= 10кВт);the accuracy of the distribution of HA loads (the permissible value of the discrepancy between HA loads) is 10% of the value ( = 10kW);

допустимая величина нагрузки одного ГА () составляет 110% от его номинальной нагрузки ();permissible load value of one HA ( ) is 110% of its rated load ( );

величина повышенной точности распределения нагрузок ГА () составляет 5% от величины(=5кВт);the value of the increased accuracy of distribution of HA loads ( ) is 5% of the value ( =5kW);

штатное устройство разгрузки ГА отключает выбранные группы потребителей при перегрузке любого из агрегатов в 110% от его номинальной нагрузки () с выдержкой времени в 15секунд .The standard HA unloading device turns off selected groups of consumers when any of the units is overloaded at 110% of its rated load ( ) with a time delay of 15 seconds.

Предположим, что в процессе эксплуатации СЭЭС сложилась ситуация, при которой ГА1 принял на себя нагрузку в 111 кВт (), а ГА2 -h 101 кВт (). В данном случае на выходе датчика нагрузки первого ГА 1.1 (Фиг.1) появится сигнал, пропорциональный нагрузке 111 кВт, который поступит на вход первого из пороговых блоков 2.1 и первый вход блока контроля равенства нагрузок 4. При этом величина на входе первого из пороговых блоков окажется больше, чем его пороговое значение (111 кВт > 110 кВт), а следовательно на выходе блока 2.1 сформируется сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «ИЛИ» 3. Так как по крайней мере на один из входов логического элемента «ИЛИ» 3 поступит сигнал логической «1», то на его выходе появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход первого логического элемента «И» 5. При этом на выходе датчика нагрузки второго ГА 1.2 - сигнал, пропорциональный нагрузке 101 кВт, который поступит на второй вход блока контроля равенства нагрузок ГА 4. Так как на первый и второй входы блока контроля равенства нагрузок ГА 4 поступят сигналы, абсолютная величина разности которых не превышает допустимую величину расхождения нагрузок ГА (), то на его выходе сформируется сигнал логической «1» и поступит на второй вход первого логического элемента «И» 5. На первый и второй входы первого логического элемента «И» 5 поступит сигнал логической «1», а значит на его выходе появится сигнал логической «1», который поступит на вход блока распределения нагрузок ГА 6. Блок распределения нагрузок 6 уменьшит зону нечувствительности трехпозиционных регуляторов (24.1 и 24.2 Фиг.3) и за счет этого повысит точность распределения нагрузок ГА до величины . При этом нагрузка наиболее загруженного ГА1 уменьшится на 2,5 кВт, а нагрузка ГА2 - увеличится на 2,5 кВт ( разность нагрузок не превысит 5 кВт) и составит для первого ГА 108,5 кВт () и для второго ГА 103,5 кВт (). Так как время перераспределения нагрузок составит 5-6 секунд и < и <, то штатное устройство разгрузки ГА не сработает.Let us assume that during the operation of the SEPS a situation arises in which GA1 takes on a load of 111 kW ( ), and GA2 -h 101 kW ( ). In this case, at the output of the load sensor of the first GA 1.1 (Fig. 1), a signal proportional to the load of 111 kW will appear, which will be sent to the input of the first of the threshold blocks 2.1 and the first input of the load equality control block 4. In this case, the value at the input of the first of the threshold blocks will be greater than its threshold value (111 kW > 110 kW), and therefore a logical “1” signal will be generated at the output of block 2.1 and sent to the first input of the logical element “OR” 3. Since at least one of the inputs of the logical element “OR” 3 receives a logical “1” signal, then a logical “1” signal appears at its output and goes to the first input of the first logical element “AND” 5. At the same time, at the output of the load sensor of the second GA 1.2 there is a signal proportional to the load of 101 kW , which will be sent to the second input of the load equality control block GA 4. Since the first and second inputs of the load equality control block GA 4 will receive signals, the absolute value of the difference of which does not exceed the permissible value of the divergence of loads GA ( ), then a logical “1” signal will be generated at its output and will be sent to the second input of the first logical element “AND” 5. A logical “1” signal will be received at the first and second inputs of the first logical element “AND” 5, which means that a logical “1” signal, which will be sent to the input of the load distribution block GA 6. The load distribution block 6 will reduce the dead zone of the three-position controllers (24.1 and 24.2 Fig. 3) and thereby increase the accuracy of the GA load distribution to the value . In this case, the load of the most loaded GA1 will decrease by 2.5 kW, and the load of GA2 will increase by 2.5 kW (the load difference will not exceed 5 kW) and will amount to 108.5 kW for the first GA ( ) and for the second GA 103.5 kW ( ). Since the load redistribution time will be 5-6 seconds and < And < , then the standard HA unloading device will not work.

Таким образом, в результате применения предложенного способа произойдет разгрузка перегруженной машины без отключения потребителей.Thus, as a result of applying the proposed method, the overloaded machine will be unloaded without disconnecting consumers.

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 способа 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 of the State University of Maritime and River Fleet named after Admiral S.O. Makarova". Calculations were made that showed the possibility of using the proposed method in ship power plants and electrical power systems, which, taking into account the above, allows us to conclude about the possibility of its industrial application.

Claims

A method of protecting against overload of a ship's electrical power system (SEPS), which consists in determining the time interval when the load difference of the generator units (GA), which are part of the SEPS and operating in parallel, does not exceed the permissible value of the difference in the load of the GE, that is, |P ₁ -P ₂ |≤ΔP _{additional consumption} , where P ₁ is the load taken by the first GA (GA1), P ₂ is the load taken by the second GA (GA2), and ΔP _{additional consumption.} - permissible value of discrepancy between GA SEES loads; determine the moment when the load of at least one of the GA exceeds the permissible load value of this GA, that is (P ₁ > P _add1 ) ∨ (P ₂ > P _add2) , where P _add1 is the permissible load value of GA1, P _add2 is the permissible load value GA2, while the values of P _add1 and P _add2 are chosen such that the corresponding GA is already overloaded, but can perform its functions for some time without failure, and at the time of execution of the system of inequalities reduce the permissible value of the load discrepancy between GA SEES by reducing the dead zone of the three-position regulator of the GA load distribution unit.