Разработка системы автоматического управления электроэнергетической установкой судна технического флота

Контакты - нормально под напряжением

Рекомендуется для применения в системах аварийной сигнализации наземных энергоустановок. Исчезновение напряжения вспомогательного источника питания приводит к незамедлительному включению контактов.

Контакты - нормально без напряжения

Рекомендуется для применения в системах регулировки и контроля энергоустановок морского базирования. Исчезновение напряжения вспомогательного источника питания не приводит к включению контактов данного типа.

Схема блокировки контактов

Контакты реле блокируются в состоянии включения сигнала ошибки и удерживаются в этом положении, даже когда входная мощность восстанавливается в нормальных пределах (для включения этой функции при заказе реле в спецификацию контактов следует добавить букву “L”). Блокировка сбрасывается путем отключения вспомогательного источника питания.

Гистерезис

Для предотвращения дребезга контактов в реле предусмотрена схема гистерезиса, задающая разность порядка 2% полной шкалы между включенным и выключенным состояниями реле.

Схемы включения / выключения питания

Для нормального функционирования RMP-121Dпредусмотрена схема задержки подачи питания на 200 мс при включении вспомогательного источника питания.

Примечание: Задержка на 200 мс действия контактов (замыкающих или размыкающих), находящихся нормально под напряжением, после включения вспомогательного источника питания.

Реле RMP-121Dтакже содержит схему задержки на 200 мс отключения напряжения питания, что обеспечивает контроль отклонений параметра системы от установленного предельного значения в течение 200 мс после выключения вспомогательного источника питания.

Таблица 16. Технические данные

Измеренный ток (In)	0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,8 -1,0 -1,3 -1,5-2,0 -2,5 -3,0 -4,0 -5,0 (AC)
Пределы регулировки	75 … 100% от In (например, 0,4; 0,45 и т.д.)
Наименьший диапазон	0,3А
Перегрузка по току	4 x In непрерывно 20 x In в течение 10 сек. (макс. 75А) 80 x In в течение 1 сек. (макс. 300А)
Нагрузка	Не более 0,5 ВА на одну фазу
Измеренное напряжение (Un)	См. AC диапазон напряжений питания
Перегрузка по напряжению	1,2 x Un непрерывно, 2 x Un в течение 10 сек.
Нагрузка	2 ком / В
Частота	40 … 45... 65… 70 Гц
Выходы	1 группа контактов минимальной мощности
Тип контактов	Реле B нормально под напряжением (“NE”) нормально без напряжения (“ND”) со схемой блокировки (“L”) или без нее
Контакты реле	1 группа переключающих контактов
Номинальные электрические параметры контактов	250В -8А -2000 ВА (AC) 24В -8А -200 Вт (DC) 200 Ч переключений на резистивную нагрузку
Напряжение на контактах	Не более 250В (AC) Не более 150В (DC)
Гистерезис	2% от полной шкалы
Постоянная времени	<400 мс
Температура	-25... 70°C(рабочая)
Температурный коэффициент	Значения установок: Не более ±0,2% полной шкалы на 10°C
Гальваническая развязка	Между входами, выходами и всп. источником питания (3250В, 50 Гц -1 мин.)
Всп. источник питания Un	57,7 -63,5 -100 -110 -127 -200 -220-230 -240 -380 -400 -415 -440 -450 -660-690В (AC) ±20% (?3,5ВА) 24 -48 -110 -220 (DC) -25% / +30% (?2,0Вт)
Климатическое исполнение	HSE, согласно DIN40040
Электромагнитная совместимость (EMC)	Согласно EN50081-1/2 и EN50082-1/2 SS4361503 (PL4) и МЭК 255-3
Соединения	Не более 2,5 для многожильных и 4 для одножильных проводов
Материалы	Пожаробезопасные, согласно UL94 (V1)
Степень защиты	Корпус: IP40; Контакты IP20, согласно МЭК 529 и EN60529

Таблица 17. Настройки и индикация

Параметр
Установка реактивной мощности: Для RMQ-111D (0 … 25%) Qn	“- Q>”	Загорается желтый светодиод, когда реактивная мощность становится ниже уставки, но реле еще не задействовано
Установка реактивной мощности: Для RMQ-121D (25 … 125%) Qn	“- Q>”	Загорается желтый светодиод, когда реактивная мощность становится выше установки, но реле еще не задействовано
Задержка: (0 … 20 сек.)	“RELAY”	Включаются контакты реле, и загорается красный светодиод, когда истекает период задержки таймера



2. Требования российского речного регистра к автоматизированным системам управления

Настоящий раздел Правил распространяется на системы и устройства автоматизации, применяемые на судах всех типов и назначений.

Требования настоящего раздела Правил должны выполняться, если предусматривается эксплуатация судов без вахты в машинных помещениях либо с вахтой в центральном посту управления (ЦПУ) при периодическом техническом обслуживании судовой техники.

Энергетическое, электрическое и электронное оборудование, а также конструктивные элементы систем автоматизации и сами двигатели, компрессоры, насосы, механизмы, оборудованные этими системами, кроме соответствия требованиям настоящего раздела, должны отвечать требованиям настоящей части Правил, ч. V «Судовые устройства и снабжение» и ч. VI «Электрическое оборудование».

В настоящем разделе приняты следующие определения.

1. Исполнительная сигнализация -- самостоятельный узел или часть системы автоматизации, предназначенные для оповещения персонала о выполнении системами управления заданных команд, наличии питания и т.п.

2. Обобщенный сигнал АПС -- сигнал от объекта или группы объектов, параметры которого(ых) контролируются, но сигналы непосредственно от датчиков контроля не поступают на пульт управления и не расшифровываются. Этот сигнал генерирует система АПС в случае выхода хотя бы одного из контролируемых параметров за пределы регламентированного диапазона значений.

3. Система аварийно-предупредительной сигнализации (система АПС) -- система, обеспечивающая подачу световых и звуковых сигналов при достижении контролируемыми параметрами установленных предельных значений и изменении нормальных режимов работы элементов энергетической установки.

4. Система автоматизации -- совокупность элементов, устройств автоматизации и соединений, предназначенных для выполнения заданных функций в области управления и контроля.

5. Система дистанционного автоматизированного управления (система ДАУ) -- система управления, с помощью которой можно задавать с дистанционного поста желаемый режим работы судового технического средства однократным воздействием на орган управления (например, рукоятку), выполняющая в дальнейшем автоматически все промежуточные действия.

6. Система дистанционного управления (система ДУ) -- система управления, при использовании которой для выполнения промежуточных действий требуется воздействие оператора на органы управления, расположенные на дистанционном посту.

7. Система защиты -- система, предназначенная для определенного автоматического воздействия на управляемую установку с целью предупреждения аварии или ограничения ее последствий.

8. Система индикации -- система, с помощью которой осуществляется визуальный контроль за правильным функционированием систем питания, управления и контроля, а также выявляются ситуации выхода того или иного параметра, обеспечивающего нормальную эксплуатацию энергетической установки и систем судна, за пределы значений, характерных для безопасной работы.

9. Элемент автоматизации -- гидравлическое, пневматическое, электрическое или электронное изделие, входящее в состав устройств и/или систем автоматизации (усилитель, датчик, реле, микросхема, логический элемент и т.д.).

Общие требования

Показатели надежности оборудования автоматизации должны отвечать следующим требованиям:

1. установленный срок службы между операциями подрегулировки и наладки должен соответствовать наработке не менее 5000 ч, установленный межремонтный ресурс должен быть не менее 15000 ч;

2. если долговечность средств автоматизации определена наработкой в циклах или операциях, то должно быть доказано, что представленные данные по наработке соответствуют установленному ресурсу в ч.

Электрические, пневматические и гидравлические элементы, оборудование и системы автоматизации должны надежно работать при:

следующих температурах окружающей среды:

от 0 до +45^оС в закрытых помещениях;

от -25 до +45^оС на открытой палубе.

Электронные элементы и устройства, предназначенные для установки в распределительные щиты, пульты или кожухи, должны надежно работать при температуре окружающей среды до +55^оС.

Температура до +70^оС не должна вызывать повреждений систем автоматизации, их элементов и устройств;

относительной влажности воздуха (753)% и температуре (452)^оС или при относительной влажности воздуха (803)% и температуре (402)^оС, а также при относительной влажности воздуха (953)% и температуре (252)^оС;

вибрациях с частотами от 2 до 100 Гц; при частотах от 2 до 13,2 Гц с амплитудой перемещений 1 мм и при частотах от 13,2 до 100 Гц с ускорением 0,7g.

Системы автоматизации, установленные на источниках вибрации (дизели, компрессоры и т.п.) или в румпельном отделении, должны надежно работать при вибрациях с частотами от 2 до 100 Гц: при частотах от 2 до 25 Гц с амплитудой перемещений 1,6 мм и при частотах от 25 до 100 Гц с ускорением 4,0 g.

Оборудование автоматизации должно надежно работать также при ударах с ускорением 5,0 g и частоте в пределах 40-80 ударов в минуту;

длительных кренах до 22,5^о и при качке 22,5^о с периодом качки (81) с.

Степень защиты электрических и электронных элементов и устройств автоматизации в зависимости от места расположения должна соответствовать требованиям 2.2.6 ч. VI «Электрическое оборудование».

Электрические и электронные элементы и устройства должны надежно работать при отклонениях от номинальных значений параметров питания, указанных в табл. 3.2.4. и коэффициенте нелинейных искажений синусоиды судовой сети 10% (см. разд. 6.9 ч. VI «Электрическое оборудование»).

Оборудование автоматизации, получающее питание от аккумуляторных батарей, должно надежно работать при отклонениях напряжения от номинального значения:

от +30 до -25% - для оборудования, не отключаемого от батареи во время зарядки;

от +20 до -25% - для оборудования, отключаемого от батареи во время зарядки.

Трехкратное исчезновение питания с интервалом в 30 с не должно оказывать влияния на работоспособность систем автоматизации.

Гидравлические и пневматические системы автоматизации должны надежно работать при отклонениях давления рабочей среды 20% от номинального значения.

Системы автоматизации должны быть выполнены так, чтобы замена тех или иных элементов и устройств их однотипными аналогами не влияла на работоспособность систем автоматизации и не требовала перерегулировки этих систем.

В системах автоматизации должны быть приняты меры против ложных срабатываний, вызываемых кратковременными изменениями параметров, обусловленными качкой судна, включением и отключением судового оборудования и т.п.

Устройства и элементы автоматики предназначенные к эксплуатации в условиях отличных от указанных в 3.2.2 (с повышенными механическими воздействиями, более сложными климатическими условиями и т.п.) должны быть рассчитаны и испытаны на эти условия.

Системы автоматизации должны быть выполнены по принципу «выход из строя в безопасную сторону».

Должны быть приняты меры:

для защиты системы автоматизации от помех, создаваемых магнитными и электрическими полями, а также от внезапных импульсов напряжения и тока, которые возникают при эксплуатации различного электрического оборудования на судне;

по обеспечению электромагнитной совместимости оборудования автоматизации (см. разд. 2.6 ч. VI «Электрическое оборудование»), а также по обеспечению допустимого уровня создаваемых им радиопомех.

Заменяемы элементы и устройства, требующие их регулировки, а также места контрольных измерений (клеммы, гнезда) должны быть расположены таким образом, чтобы к ним был обеспечен свободный доступ.

Настроечные элементы должны иметь защиту от самопроизвольного изменения произведенной регулировки, которая не должна исключать возможности повторной регулировки.

Контактные поверхности электрических штепсельных соединений должны быть сконструированы и расположены так, чтобы предотвращалось повышение контактного сопротивления, ограничивающее работоспособность.

В местах ввода кабелей и проводов, особенно в местах присоединения к подвижным элементам и устройствам, должны быть предусмотрены приспособления для разгрузки от натяжения и исключения перегиба.

Печатные платы должны покрываться изолирующим лаком.

Должны быть приняты меры для предотвращения возможности неправильной замены съемных блоков, имеющих штепсельные соединения, а также меры по их надежному фиксированию в рабочем положении. Если этого требуют функциональные или конструктивные особенности элементов и устройств, то их расположение, обеспечивающее правильный монтаж, должно быть четко обозначено или же их исполнение должно быть таким, чтобы была исключена возможность монтажа в другом положении.

Конструкция исполнительных механизмов и устройств должна исключать возможность самопроизвольного изменения их положения.

Системы автоматизации должны обеспечивать возможность автоматического или дистанционного включения объектов судовой техники, остановленных в результате срабатывания защиты, только после ручного возврата защиты в исходное положение с местного поста управления.

Конструкция устройств автоматизации должна быть такой, чтобы она позволяла контролировать их исправность во время работы.

Для каждого автоматически регулируемого параметра должна быть предусмотрена возможность регулирования вручную. Повреждение, отказ системы автоматизированного или дистанционного управления не должны приводить к выходу из строя ручного управления.

Для каждого технического средства с дистанционным управлением должна быть предусмотрена возможность управления с местных постов.

Переключение режимов работы с местного управления на автоматическое или дистанционное должно быть возможно только на местных постах управления. Переключение с дистанционного управления на автоматическое допускается производить на посте дистанционного управления.

При дистанционном управлении техническими средствами должна быть обеспечена возможность контроля исполнения заданных команд.

Трубопроводы гидравлических и пневматических систем управления должны соответствовать требованиям 8.2 настоящей части Правил, в том числе по оборудованию их устройствами защиты. Защита электрических систем управления должна соответствовать требованиям 2.2.6 ч.VI «Электрическое оборудование».

Все системы и устройства автоматизации, устанавливаемые в машинных помещениях, должны быть приспособлены к работе в условиях безвахтенного обслуживания, по крайней мере в течение периода, когда в машинном отделении нет обслуживающего персонала. Допускается выполнение отдельных кратковременных операций по техническому обслуживанию систем и устройств автоматизации, если эти операции предусмотрены соответствующими инструкциями и если они будут выполняться с определенной периодичностью, но не чаще одного раза за 24 ч.

Диапазоны измерения аналоговых датчиков должны быть, по крайней мере, на 20% больше диапазона изменений соответствующего измеряемого параметра.

Должна быть предусмотрена возможность проверки и калибровки датчиков давления в местах их присоединения к точкам контроля без демонтажа.

Применяемые в гидравлических системах жидкости должны длительное время сохранять свои физические свойства при всех условиях эксплуатации, иметь достаточные смазочные свойства, температуру вспышки паров не ниже 60^оС, не вызывать повреждений элементов и трубопроводов и не быть токсичными.

Вязкость жидкости не должна зависеть от окружающей температуры.

Должна быть обеспечена возможность очистки фильтров во время работы.

Гидравлические системы автоматизации не должны быть соединены с другими системами и должны питаться от отдельных цистерн. В исключительных случаях по согласованию с классификационным органом для исполнительных систем может использоваться жидкость из других систем при наличии очистительных устройств.

Подводящие трубы должны быть расположены ниже уровня жидкости в цистерне с учетом изменений уровня жидкости при эксплуатации и при качке судна.

Пневматические системы автоматизации должны быть снабжены устройствами, обеспечивающими требуемую степень очистки и допускаемое влагосодержание воздуха. Для главных энергетических установок и электростанций должно предусматриваться два устройства для очистки и осушения воздуха, соединенных между собой таким образом, чтобы возможна была работа одного из них, когда другое отключено. Допускается предусматривать только одно устройство, если замена фильтрующих элементов возможна без прекращения работы.

Питательные трубопроводы пневматических систем автоматизации должны иметь предохранительные клапаны, срабатывающие при превышении номинального рабочего давления более чем на 10%.

Редукционные клапаны (если имеются) должны быть дублированными.

Гидравлические, пневматические и электрические или электронные элементы и устройства, устанавливаемые совместно в пультах, шкафах и блоках, должны быть так отделены друг от друга, чтобы пропуски в трубопроводах и шлангах и в их соединениях не могли вызвать повреждения пневматических, электронных и электрических элементов и устройств.

Пульты, шкафы и блоки, в которых размещается оборудование, содержащее жидкую рабочую среду, должны снабжаться устройствами для возврата собранной от утечки жидкости.

Загрязнение воздуха не должно оказывать влияния на работоспособность устройств с воздушным охлаждением.

При применении принудительного охлаждения должны быть приняты меры, предотвращающие выход из строя охлаждаемого оборудования в случае отказа системы охлаждения с подачей соответствующей сигнализации.

Системы автоматизации должны быть выполнены таким образом, чтобы при выходе из строя световых или звуковых устройств сигнализации не нарушалась работоспособность остальных цепей.

Пневматические и гидравлические элементы и устройства не должны выходить из строя при кратковременных полуторократных перегрузках, создаваемых повышенным давлением рабочей среды.

Питание системы автоматизированного управления резервным элементом энергетической установки должно быть независимым от питания системы автоматизированного управления соответствующего основного элемента энергетической установки, т.е. получать питание по отдельным фидерам и должны быть защищены от коротких замыканий и перегрузок отдельными устройствами защиты.

Питание систем управления главными механизмами должно осуществляться по двум независимым фидерам. Один из этих фидеров должен быть подключен к главному распределительному щиту, а другой к щиту ответственных потребителей или, как исключение, к ближайшему распределительному щиту. Переключение между фидерами питания должно быть автоматическим с подачей сигнала на посту управления.

Для питания гидравлических и пневматических систем автоматизации должны предусматриваться два источника. Резервный источник должен автоматически включаться при падении давления питания.

Снабжение систем автоматизации воздухом от системы пускового воздуха допускается, если обеспечивается автоматическое заполнение воздухохранителей.

Полная или частичная потеря питания в системах автоматического или дистанционного управления не должна приводить к опасным состояниям.

Включение и отключение питания цепей АПС и защиты должно обеспечиваться автоматически при включениях и отключениях питания системы управления рассматриваемого элемента энергетической установки.

Системы АПС и защиты должны получать питание от источника бесперебойного питания, при исчезновении напряжения питания на входе которого должен подаваться сигнал АПС.

Аккумуляторная батарея указанного источника должна обеспечивать питанием системы АПС и защиты в течение не менее 30 мин.

Питание системы управления приводных механизмов генераторов должно быть независимым от наличия напряжения на шинах главного распределительного щита.

Системы управления, аварийно-предупредительной сигнализации, защиты и индикации

Каждая из систем (управления, АПС, защиты, индикации) должна быть независимой и выполнять не более одной из соответствующих функций. Неисправности и повреждения какой-либо из этих систем не должны оказывать влияния на работу остальных систем. Возможность частичного объединения систем управления, АПС и защиты является предметом специального рассмотрения классификационного органа.

Система АПС должна одновременно подавать звуковые и световые сигналы. При этом должна быть обеспечена возможность одновременного указания более чем одной неисправности. Принятие одного сигнала не должно препятствовать принятию другого. Отказ одного элемента (устройства) системы не должен вызывать выход из строя всей системы АПС.

Система АПС должна иметь функции самоконтроля при таких повреждениях, как короткое замыкание, обрыв цепи и замыкание на корпус, а также при исчезновении питания должен подаваться сигнал АПС.

Центральные информационные панели системы АПС, как правило, размещаются в ЦПУ или рулевой рубке. Система АПС должна иметь подсистему обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации, блоки которой должны располагаться:

в машинных помещениях;

на ходовом мостике (в рулевой рубке), если центральные информационные панели размещены не в рулевой рубке;

в служебных и общественных помещениях судна;

в жилых помещениях ответственного персонала.

Звуковой сигнал может быть общим для всех систем АПС и должен быть отключаемым при условии сохранения его готовности к работе сразу после отключения для вновь поступающих сигналов о неисправностях. При этом отключение звукового сигнала на блоках обобщенной сигнализации, например, в рулевой рубке или жилых помещениях не должно вызывать отключение звукового сигнала в ЦПУ.

Световые сигналы должны указывать причину срабатывания системы АПС и подаваться посредством включения хорошо различимых сигнализаторов, соответствующих данной ситуации или неисправности. При включении сигнализатора в случае неисправности он должен генерировать мигающий световой сигнал с частотой от 0,5 до 1,5 Гц и длительностью излучения света 50…60% времени цикла. После квитирования мигающий световой сигнал должен быть преобразован в сигнал с постоянной световой интенсивностью и должен автоматически отключаться только в случае устранения неисправности или отключения неисправного объекта судовой техники, системы или части системы АПС. Звуковые и световые сигналы должны подаваться одновременно.

Если вместо индивидуальных световых сигнализаторов применяются общие мониторы, их должно быть не менее двух.

Световые сигналы должны соответствовать требованиям 6.1.13 ч. VI «Электрическое оборудование».

Звуковой сигнал системы АПС должен отличаться от других звуковых сигналов. Звуковые сигналы должны иметь частоту от 200 до 2500 Гц, форма звукового сигнала должна быть в виде синусоиды, меандра или последовательности прямоугольных/треугольных импульсов. Уровень давления в одном метре от источника звука должен быть не ниже 75дБ и более чем на 10дБ выше уровня окружающего шума, существующего при нормальной работе оборудования на полном ходу судна в умеренных погодных условиях. Уровень звукового давления сигнала в помещении не должен превышать 120дБ.

В помещениях с повышенным уровнем шума следует предусматривать дополнительные звуковые и световые (вращающиеся или проблесковые) устройства сигнализации.

Должна быть обеспечена возможность проверки системы АПС без изменения режима работы объектов судовой техники.

Самоустраняющиеся неисправности должны восприниматься системой АПС таким образом, чтобы сигнал сохранялся до момента подтверждения.

Независимо от объема автоматизации установок, а также порядка наблюдения за их работой система АПС должна подавать сигнал:

при достижении контролируемыми параметрами предельных значений;

при срабатывании систем защиты;

при отсутствии энергии для питания отдельных систем автоматизации или о включении аварийных источников энергии;

при изменении других параметров или состояний, сигнализация о которых предписывается требованиями настоящей части Правил.

Сигнализация о неисправности технических средств должна быть предусмотрена на постах дистанционного управления этими средствами.

Система АПС должна быть выполнена так, чтобы не относящиеся к судовождению и навигационной обстановке сигналы поступали в первую очередь на пульты (щиты) в машинные помещения и ЦПУ, а также на блоки обобщенной сигнализации и индикации в жилые, служебные и общественные помещения, где может находиться обслуживающий механическую установку персонал. Затем, если эти сигналы не будут подтверждены в течение определенного периода времени (например, 2 мин), они должны поступать в рулевую рубку.

Должна быть предусмотрена сигнализация вызова механиков в машинное помещение (ЦПУ), приводимая в действие:

вручную из ЦПУ или с местного поста управления главными двигателями;

автоматически, если сигнал АПС по энергетической установке не был подтвержден, то есть не привлек внимания в месте его назначения в течение определенного периода времени (например, 2 мин).

Эта сигнализация должна быть выведена на блоки обобщенной сигнализации в жилые, служебные и общественные помещения, где может находиться обслуживающий энергетическую установку персонал.

Должна быть предусмотрена сигнализация «Персонал в машинном помещении», подтверждающая в рулевой рубке безопасное работоспособное состояние дежурного механика, находящегося в машинном помещении без сопровождения.

Эта сигнализация включается в режим ожидания на определенный период времени, но не более 30 мин:

вручную дежурным механиком при периодическом посещении машинного помещения и выключается им при выходе;

автоматически, при срабатывании АПС энергетической установки, когда дежурный механик должен явиться в машинное помещение для принятия мер по сигналу АПС. Отключение сигнализации «Персонал в машинном помещении» в этом случае должно быть возможным только после квитирования сигнала АПС.

За 30 мин до срабатывания в рулевой рубке сигнала «Персонал в машинном помещении» должен подаваться предупредительный сигнал дежурному механику, находящемуся в машинном помещении, о необходимости квитирования указанного выше сигнала, которое должно производиться в конце каждого (например, 30-минутного) периода в течение всего времени нахождения дежурного механика в машинном помещении.

Сигналы, заблокированные вручную, должны быть четко идентифицированы на пульте АПС.

Блокировки сигнализации и защитных функций в определенных режимах работы механизмов (например, период пуска) должна автоматически сниматься в других режимах.

Системы защиты должны быть независимыми от систем управления и систем АПС, включая датчики, таким образом, чтобы неисправности и повреждения этих систем, включая системы их питания, не оказывали влияния на работу системы защиты.

Предусматриваемые устройства отключения защиты должны исключать их непреднамеренное включение. На пультах управления техническими средствами должен быть предусмотрен световой сигнал о том, что устройство отключения защиты приведено в действие.

Система защиты должна срабатывать автоматически при появлении неисправностей, вызывающих аварийное состояние механизмов или устройств, таким образом, чтобы:

восстановить нормальные условия эксплуатации (посредством пуска резервных агрегатов);

временно приспособить работу технического средства к возникшим условиям (посредством снижения его нагрузки);

защитить оборудование от аварийного состояния посредством его остановки.

Автоматическая остановка главных механизмов должна производиться только в случаях отклонения параметров, которые могут привести к серьезному повреждению, полному выхода из строя или взрыву.

Срабатывание систем защиты должно сопровождаться световым и звуковым сигналами, при этом индикация должна указывать параметр, по которому сработала защита.

Системы защиты отдельных элементов энергетических установок должны быть независимыми друг от друга.

После остановки оборудования системой защиты, оно не должно запускаться автоматически при устранении аварийного состояния.

Системы защиты должны иметь функции самоконтроля при таких повреждениях, как короткое замыкание, обрыв цепи и замыкание на корпус, должен подаваться сигнал АПС.

Система индикации параметров должна быть достаточная для обеспечения безопасной эксплуатации ответственного оборудования и предусматриваться на всех постах, откуда осуществляется управление указанным оборудованием. При этом АПС не может быть заменой системы индикации.

Системы индикации и регистрации параметров должны быть независимыми от всех других систем, чтобы их выход из строя не оказывал влияния на другие системы.

Выход из строя систем регистрации должен быть извещен сигналом системы АПС.

Должна быть обеспечена возможность четкого отсчета показаний индикаторов с учетом условий освещенности на месте их установки.

Системы индикации должны быть выполнены таким образом, чтобы информация представлялась в единицах, обыкновенно применяемых для измеряемых величин, без пересчета.

Требования к объему автоматизации

По объему требований к автоматизации настоящими Правилами суда подразделяются на две группы:

I группа -- суда без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях и ЦПУ;

II группа -- суда без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях при наличии вахты в ЦПУ.

Первичные двигатели генераторных агрегатов

Первичные двигатели судовых генераторов должны быть оборудованы системой ДАУ из рулевой рубки или ЦПУ.

Должно быть обеспечено автоматическое поддержание первичных двигателей в готовности к немедленному действию.

Время от момента подачи сигнала на пуск до готовности к приему 100 %-й нагрузки для подготовленного к действию двигателя должно быть не более 30 с.

Должна быть предусмотрена возможность приема нагрузки непрогретым двигателем вспомогательного генераторного агрегата при экстренном пуске с дистанционного поста управления.

Регулирование температуры охлаждающей жидкости должно осуществляться автоматически.

Системы управления первичными двигателями генераторных агрегатов должны обеспечивать следующие виды управления:

дистанционный пуск и остановка генераторного агрегата;

автоматический пуск резервного генераторного агрегата, автоматическую синхронизацию, прием и распределение нагрузки в случаях:

достижения работающим (и) генератором (ми) предельно допустимой нагрузки;

неисправности работающего агрегата, позволяющей выполнить автоматическую синхронизацию генераторов;

автоматический пуск резервного генераторного агрегата и ввод его в работу при выходе из строя работающего основного (на данный момент) генераторного агрегата;

дистанционный пуск и автоматическое включение дизель-генераторов на параллельную работу из рулевой рубки или ЦПУ (если судно I или II группы оборудовано ДУ приводами, мощность которых соизмерима с мощностью генераторного агрегата);

дистанционный пуск, остановка, синхронизация, распределение нагрузок из ЦПУ или с ГРЩ, если он находится в помещении ЦПУ (для судов II группы).

На соответствующих постах управления должна быть предусмотрена индикация готовности генераторных агрегатов к немедленному (автоматическому) пуску.

Система управления первичными двигателями генераторных агрегатов должна обеспечивать предварительный выбор очередности автоматического пуска генераторных агрегатов и их подключение к сборным шинам ГРЩ.

Система пуска мощных потребителей электрической энергии, включение которых может привести к недопустимому провалу напряжения или обесточиванию шин ГРЩ, должна предусматривать предварительный автоматический запуск резервного генератора, синхронизацию, прием и распределение нагрузки или блокировку, запрещающую включение таких потребителей до момента подключения резервного генератора на шины ГРЩ, и соответствующую индикацию.

Топливные системы

Пополнение расходных топливных цистерн двигателей и вспомогательных котлов должно осуществляться автоматически, при этом должны быть предусмотрены средства для предотвращения разлива топлива при переполнении этих цистерн.

В двухтопливных (дизельное-тяжелое топливо) системах питания двигателей должно предусматриваться:

дистанционное управление подогревом и прокачкой тяжелого топлива, переключением питания с дизельного на тяжелое топливо и с тяжелого на дизельное топливо;

автоматическое поддержание заданной вязкости (температуры) тяжелого топлива;

автоматическое переключение на дизельное топливо при недопустимом повышении вязкости (падении температуры) тяжелого топлива, а также при потере питания приводов арматуры и насосов двухтопливной системы;

автоматическое поддержание циркуляции топлива через подогреватели после их отключения в течение времени, достаточного для предупреждения перегрева топлива в подогревателях.

В установках для очистки тяжелого топлива должны быть автоматизированы технологические операции процессов пуска, остановки, удаления шлама и отстоя.

Системы охлаждения, смазывания и сжатого воздуха

На судах I группы следует предусматривать автоматический пуск резервных циркуляционных насосов охлаждения и смазывания двигателей и передач, смазывания и прокачки подшипников валопровода в случае выхода из строя основных насосов.

Для насосов предпусковой прокачки маслом главных двигателей следует предусматривать дистанционный пуск и автоматическую остановку после завершения пуска двигателя.

В случае если подшипники ротора турбокомпрессора не имеют автономной (независимой) системы смазывания, следует предусматривать автоматическое включение насосов предпусковой прокачки маслом в момент прохождения сигнала на останов двигателя и автоматическую остановку их после остановки ротора турбокомпрессора.

Пополнение воздухохранителей пускового воздуха, тифона и для хозяйственных нужд, а также воздуха для питания систем автоматизации должно быть автоматическим.

Для автономных компрессоров необходимо предусматривать также возможность их пуска и остановки из рулевой рубки (для судов I группы) или ЦПУ (для судов II группы).

Должна быть предусмотрена автоматическая продувка сепараторов компрессоров.

Автоматическое включение воздушных компрессоров должно осуществляться при снижении давления в воздухохранителях не более чем на 30% номинального и выключение -- при достижении 97 - 103% номинального давления.

Оборудование ЦПУ с постоянной вахтой

В ЦПУ должны быть предусмотрены:

органы управления главными и вспомогательными элементами энергетических установок;

устройства индикации режимов работы механизмов и установок;

пульт системы аварийно-предупредительной сигнализации (АПС);

отключающие устройства для топочных устройств котлов, инсинераторов, вентиляторов машинных помещений, сепараторов, топливных и маслоперекачивающих насосов;

объекты противопожарной защиты указанные в 3.13.2.

Допускается не предусматривать в ЦПУ органы управления главными двигателями.

ГРЩ электростанции рекомендуется располагать в ЦПУ или в непосредственной (зрительной) видимости от него.

Если ГРЩ расположен вне пределов видимости из ЦПУ, в последнем должны устанавливаться сигнальные устройства о положении генераторных автоматов ГРЩ и дублирующие электроизмерительные приборы для каждого генератора.

Если дистанционное управление главными двигателями из ЦПУ предусматривается при помощи пневматических, гидравлических, электрических связей или их комбинаций, то система ДАУ главными двигателями из рулевой рубки должна быть независимой от системы управления из ЦПУ.

В ЦПУ должен быть предусмотрен регистратор команд по управлению главными двигателями, задаваемых из рулевой рубки посредством системы ДАУ.

В ЦПУ должны быть предусмотрены отдельные сигналы:

«Вода в машинном помещении»;

«Пожар в машинном помещении».



3. Модернизация судовой электроустановки судна

3.1 Основные параметры электроэнергии

Основным родом тока на судне принимается переменный ток частотой 50 Гц.

Электроэнергия распределяется от судовых источников питания с изолированной системой (трёх и двухпроводной) при следующих величинах напряжения:

- 220В трёхфазного и однофазного тока для питания части силовой сети, сетей основного освещения, сети отопления, кондиционирования и бытового электрооборудования;

- 24В постоянного тока для питания аварийного освещения, систем сигнализации и контроля, средств радиосвязи и навигации, стартерного запуска дизельгенераторов и главных двигателей, АПС и сигнально-отличительных фонарей;

- 12В переменного тока для питания сети переносного освещения;

- 3х 220В, 50 Гц при питании от внешнего источника электроэнергии.

3.2 Источники электроэнергии

В качестве двух основных источников питания электроэнергией на судне предусматриваются:

- дизель-генераторы (2 шт.) типа ДГ30-2А/1500ОМ4 (производства ООО «Президент-Нева»), второй степени автоматизации, с генераторами БГ30-4ОМ4, 30/37,5 кВт/кВА, 50Гц, 3х230В, 94 А, cos = 0,8, 1500 об/мин. с автоматическим регулированием напряжения и системами самовозбуждения.

Каждый источник обеспечивает питание потребителей во всех режимах работы судна (ходовом, маневры, рабочем, стояночном и аварийном). ДГ имеют Сертификаты РРР.

Стартерные кислотные аккумуляторные батареи дизель-генераторов (обеспечивающие шесть пусков) типа DЕКА8А4DМ напряжением 12 В и емкостью 198А·ч каждая (GB5- GB8), соединенные последовательно (попарно) для получения напряжения 24 В и емкости 198 А·ч, заряжаются от штатных навешанных зарядных генераторов. Аккумуляторы устанавливаются в аккумуляторных ящиках в отделениях ДГ.

Стартерные кислотные аккумуляторные батареи главных двигателей (обеспечивающие десять пусков) типа DЕКА8А4DМ напряжением 12 В и емкостью 198А·ч каждая (GB9- GB12), соединенные последовательно (попарно) для получения напряжения 24 В и емкости 198 А·ч, заряжаются от штатных навешанных зарядных генераторов. Аккумуляторы устанавливаются в кожухах главных двигателей на главной палубе. Все указанные аккумуляторные батареи имеют Сертификаты РРР.

3.3 Распределение электроэнергии

Для приёма электроэнергии от основных источников питания 230В и распределения её по потребителям ответственного назначения и значительной мощности в МП устанавливается ГРЩ 23,0 В, степень защиты IP22.

Функционально ГРЩ 230В разделён на четыре части, располагающиеся в отделениях ДГ. Схемой ГРЩ230В предусматривается:

- приём электроэнергии от дизель-генераторов и внешнего источника электроэнергии;

- Ручная, для перехода с 1-го на 2-ой, (на базе аппаратуры фирмы DEIF) синхронизация генераторов, с переводом нагрузки с одного на другой, автоматическое отключение неответственных потребителей (щита камбузно-бытового оборудования 4AQF21, камбузная плита 4AQF10, щит котлоагрегата 4AQF24, щит бытового оборудования 4AQF22 );

- ручная синхронизация с помощью установленных синхроноскопов;

- распределение электроэнергии напряжением 230 В;

- защита от помех радиоприёму;

- защита от обрыва фазы при питании от внешнего источника и контроль напряжения;

- сигнализация о состоянии коммутационных аппаратов на ГРЩ (внешний источник - генераторы);

- контроль изоляции системы 230 В и сигнализация о её снижении;

- контроль нагрузки, напряжения, частоты генераторов;

- защиту цепей питания электроприёмников от токов короткого замыкания и перегрузки. Защита электроприводов насоса водотушения обеспечивается только от токов короткого замыкания.

- отключение вентиляторов МП, общесудовой вентиляции, котла и топливоперекачивающих насосов в случае возникновения пожара.

Непосредственно от шин ГРЩ получают питание все потребители: выпрямительный агрегат (4,5 кВт), фекальный насос 3 3Ф-12, насос подсланевых вод НЦС -3, насос водотушения КМ-20/30, насос пенотушения КМ-20/30, насос осушения НЦС -3, (4 кВт), брашпиль (2,2 кВт), насос топливоперекачивающий ВКС-1/16 (1,5 кВт), вентилятор МО 22ЦС-6 и вентилятор жилой надстройки 22ЦС-6 (1,1 кВт), котёл KITURAMI (0,2 кВт), фекальный насос 4ф-6 (15кВт), щиты сетей освещения, 4QF11,4QF12.

Корпус ГРЩ 220В (2шт) - одностороннего обслуживания, четырехсекционный, каркасной конструкции, с открывающимися дверцами и поручнями по ОСТ5Р.6083-98 «Судовые распределительные устройства. Общие технические требования». Вся коммутационная аппаратура, шины, клеммники располагаются внутри щита, а на лицевых панелях устанавливаются сигнальные лампы, электроизмерительные приборы, предохранители цепей управления и выводятся рукоятки автоматических выключателей.

Для приёма электроэнергии от внешнего источника напряжением 3х50 Гц, 22300 В на главной палубе (Пр.Б) устанавливается щит питания (А3), 95 А, 230 В, IP55. В щите устанавливаются сигнальные лампы с предохранителями, фазоуказатель, автоматический выключатель, клеммники для подключения кабеля и планка для заземления на береговое заземляющее устройство.

Все распределительные устройства и пульт управления изготавливаются под наблюдением РРР.

3.4 Электрооборудование механизмов и устройств

В качестве электроприводов механизмов применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором с прямым пуском или переключением обмоток «со звезды на треугольник» с помощью электромагнитных пускателей типа ПМС (БКЦ-002ТУ) и выключателей ПВ. Пускатели и выключатели располагаются непосредственно у исполнительных механизмов. Управление электроприводов предусматривается ручное, местное, дистанционное или автоматическое.

Электроприводы якорного устройства (брашпиль), мощностью 2,2 кВт, напряжением 3х50Гц, 220В, получает питание от ГРЩ 230В во всех режимах работы судна. Управление шпилями местное, с помощью колонок управления. Защита электроприводов обеспечивается автоматическими выключателями на ГРЩ.

Электроприводы насосов водотушения и пенотушения (4 кВт, 230В,3х50 Гц), осушительных и НВ (4,0 кВт, 230 В, 3х50 Гц) и вентиляторы МП (1.1 кВт, 230В, 3х50 Гц) имеют местное и дистанционное управление из рубки. Предусматривается световая сигнализация положения постов управления на пульте управления в рубке. Применённые пускатели типа ПМС снабжены сигнальными лампами о наличии напряжения, переключателями вида управления (Местное-Дистанционное), выключателями нагрузки и кнопками управления. Пускатели располагаются рядом с насосами в помещении МП. Защита приводов насосов водотушения-только по короткому замыканию. Приводы вентиляторов МП имеют автоматическое отключение при пуске системы объёмного пожаротушения. Питание насосы и вентиляторы МП получают от 230В.

Работа приводов топливоперекачивающих насосов мощностью по 1,5 кВт, напряжением 230 В, 3х50 Гц, предусматривается как в ручном, так и в автоматическом режимах (с помощью датчиков верхнего и нижнего уровней в расходных топливных цистернах). Переключатели режимов работы находятся на пускателях насосов. Обеспечивается дистанционное отключение насосов как из рубки управления, так и перед входом в МП в случае возникновения пожара. Питание насосы получают от ГРЩ 230В.

Насос водоснабжения питьевой воды типа JP5, напряжением 1х50Гц, 220В, мощностью 0,775кВт, имеет автоматическое управление по верхнему (отключение) и нижнему (включение) давлению воды (в собственной ёмкости). Работа насоса осуществляется от штатной аппаратуры. Совместно с насосом питьевой воды включается и лампа бактерицидная УОВ-0,5М-1, 220 В, 25 Вт, 220В. Питание насос получает от ГРЩ 230В.

Насосы фекальные мощностью 15,0 кВт, напряжением 3х50Гц, 220В имеет дистанционное управление из рулевой рубки (местное управление только для пробного пуска насоса). Для привода, с целью уменьшения провалов напряжения, применяется система пуска «звезда-треугольник» с помощью электромагнитного пускателя типа ПМС2.

Питание устройства открытия обеспечивается от ГРЩ 230В.

Вентиляторы судовых помещений имеют ручное управление с помощью пакетных выключателей. Отключение вентиляторов также осуществляется из рулевой рубки.

Котёл отопительный (устанавливается в МП) типа KSO-30R фирмы KITORAMI, напряжением 1х50Гц, 220В, мощностью 0,2кВт, имеет автоматическое управление (по нижнему и верхнему значению температуры), защиту от обрыва факела, от превышения температуры и отказе вентилятора. На местном пульте управления расположены органы управления котлом и сигналы АПС. На выносном блоке управления (терморегулятор-термостат CTR-5000 - устанавливается в рулевой рубке) расположены световые индикаторы о работе и аварии котла, кнопки управления («Включено», «Отключено»), индикатор температуры, задатчик температуры. Совместно с котлом работает штатный циркуляционный насос типа КР-17РН. Предусмотрено дистанционное отключение котла как с терморегулятора-термостата так и с пульта управления из рулевой рубки, в случае возникновения пожара. Питание котёл получает от ГРЩ 220В.

Камбузно-бытовое оборудование имеет только местное ручное управление или снабжено встроенной системой автоматического управления (холодильники, электрочайник, стиральная машина). Включение утюга сопровождается световой индикацией красного цвета. Индикатор устанавливаются в коридоре. Камбузно-бытовое оборудование и плита электрическая ПКЭ-25, 5,4кВт, 3х50Гц, 220В получают питание от щита 4QF21-, 220В, IP44.

Предусматривается автоматическое отключение щита 4QF22 при перегрузке работающего генератора аппаратурой установленной в 230В. Кондиционеры фирмы MITSUBISHI напряжением 1х220В, мощностью 2,05 кВт-наружный блок типа MUX-2A59VB 1шт (устанавливается на палубе надстройки), внутренние блоки MSC-GA35VB и MSC-GA20VB (40 и 35Вт) устанавливаются в рубке и на камбузе и наружный блок 1,885кВт типа MUX-3A60VB 1шт (устанавливается на носовой стенке надстройки) и внутренние блоки MSC-GA25VB ( 35Вт) устанавливаются в каютах, получают питание от распределительного щита 4QF23. Отключение кондиционеров обеспечивается из рулевой рубки.

Дизель-генераторы фирмы “Президент Нева” типа ДГ30-2А/1500 ОМ4 с бесщёточными синхронными генераторами БГ30-4ОМ4, 30/37,5 кВт/кВА, 3х50Гц, 230В, Iн=54А, cosj = 0,8, 1500 об/мин с автоматическим регулированием напряжения и системой самовозбуждения, оборудованы по второй степени автоматизации, имеют электростартерный запуск, двухпроводную систему питания напряжением 24В. В состав электрооборудования каждого дизель-генератора входят датчики, стартер, зарядный генератор, аккумуляторные батареи, пульты управления (местный и выносной). Всё указанное электрооборудование располагается на дизель-генераторах (кроме аккумуляторов - размещаются в отелениях ДГ и выносных пультов управления - располагаются в рубке управления) и поставляется комплектно.

По уровню автоматизации дизель-генераторы согласно ТУ3122-001-82591568-08 соответствуют второй степени автоматизации и имеют Сертификаты РРР. Для обеспечения заданного объема автоматизации, в комплекте с каждым дизель-генератором поставляется система управления АПН-СВ (ТУ3433-02-27074699-03), имеющая Сертификат РРР. Система АПН-СВ включает в себя подсистемы: управления, защиты, контроля, АПС и отключаемой защиты.

Система осуществляет:

- приём сигналов от датчиков, расположенных на дизеле, предупредительные и аварийные (по охлаждающей жидкости 90 и 95, по маслу 105. и 110. С, по давлению масла 2,0 и 1,5 кг/см., разнос 1750 об/мин);

- индикацию текущих значений параметров ДГ;

- выдачу расшифровывающей и обобщённой световой и аварийной сигнализации;

- формирование сигнала на аварийную защиту (останов дизеля);

- звуковую сигнализацию при возникновении аварийной ситуации (разнос 1750 об/мин., давление масла 1,5кг/см., температура воды и масла 95.С и 110.С);

- формирование сигналов на ВПУ и приём сигналов с него;

- формирование сигналов управления пуском и остановом дизеля;

- формирование сигналов «УД. ПУСК» (удавшийся пуск), «ГКПН» (готов к приёму нагрузки) и «Авария».

Питание системы напряжением 24+6В, 0,5-2А осуществляется от аккумуляторных батарей, работающих в буфер со штатными генераторами. Для поддержания дизель-генераторов в «горячем резерве» предусматривается автоматическое включение и отключение (штатной аппаратурой ДГ) нагревательных элементов (ТЭНов), размещённых в картерах дизелей. Питание ТЭНов предусматривается через автоматические выключатели, установленные на ГРЩ220В.

3.5 Канализация тока и кабель

Для питания потребителей электроэнергией предусматриваются судовые кабели марок КНРк, КНРЭк (ГОСТ 7866.2-76), КГН (ТУ16.К73-05-88), НРШМ (ГОСТ 7886.1-76), КМПВЭ (ТУ16-705.169-80), имеющие Сертификаты РРР.

Крепление трасс кабелей выполняется при помощи скоб - мостов, кабельных подвесок и каналов.

На открытой палубе и трюме, в местах возможных механических повреждений, кабель прокладывается в трубах. Прокладка кабелей из корпусов в надстройку и между корпусами осуществляется только гибкими кабелями типа НРШМ и КГН. Для обеспечения прохода кабельных трасс между корпусами и из корпусов в надстройку выполняется с помощью гибких кабельных переходов, состоящих из кабельных коробок (вваренных под углом 45 градусов) и кабельных петель (расположенных между надстройкой и корпусами), уложенных в гибкие гофрированные шланги. В обстроенных помещениях применяется скрытая прокладка трасс кабелей по подволоку и переборкам помещений.

Проход кабелей через водонепроницаемые переборки и палубы осуществляется через уплотняемые кабельные коробки, патрубки и индивидуальные сальники с герметизацией уплотнительной массой «НИКИ».



3.6 Защитное заземление

Предусматривается система защиты экипажа от поражающего воздействия электрического тока с помощью системы заземления металлических корпусов всего электрооборудования, работающего при напряжении выше малого, и от разрядов молнии с помощью системы молниеотводов. Заземление выполняется с помощью гибких перемычек из меди или отдельной жилой питающего кабеля.

Предусматривается заземление судна отдельной жилой питающего кабеля при стоянке у берега на береговое заземляющее устройство.



4. Автоматизация судовой электростанции

4.1 Конструкция главного распределительного щита

Конструкция главного распределительного щита (ГРЩ) обеспечивает:

- автономную работу любого генератора на соединенные секции шин;

- параллельную работу двух генераторов на соединенные секции шин.

4.2 Управление электроэнергетической установкой судна

Система автоматического управления электроэнергетической установкой судна обеспечивает защиту, контроль и управление двумя основными дизель-генераторами (ДГ).

Защита основных генераторов осуществляется:

- от токов короткого замыкания;

- от перегрузки по току и активной мощности;

- от обратной мощности;

- по минимальному напряжению.

Предусматривается отключение менее ответственных потребителей при перегрузке генераторов в две ступени (камбузное оборудование).

Схемой ГРЩ 220В предусматривается:

- приём электроэнергии от дизель-генераторов и внешнего источника электроэнергии;

- Ручная (на базе аппаратуры фирмы DEIF) синхронизация генераторов, с переводом нагрузки с одного на другой, автоматическое отключение неответственных потребителей;

- ручная синхронизация с помощью установленных синхроноскопов;

- распределение активных нагрузок при параллельной работе генераторов;

- поддержание частоты сети в заданных пределах;

- распределение электроэнергии напряжением 230 В;