Разработка судовой электроэнергетической системы сухогруза дедвейтом 10000 т
Разработка схемы судовой электрической станции и главного распределительного щита. Автоматизации судов класса AUT 1. Выбор генераторных агрегатов. Анализ неисправностей при их эксплуатации и способы их устранения. Расчет переходных процессов СЭЭС.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.12.2013 |
Размер файла | 8,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
40
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Сухогруз предназначен для перевозки сыпучих грузов, например, песка, зерна и т. д. сухогруз также перевозит минеральные удобрения, контейнеров и леса (есть разновидность грузового судна под названием лесовоз). Для безопасности он оснащён двойными бортами и дном. Он оснащено оборудованием для:
- обеспечения движения и маневрирования;
- осуществления внешней и внутренней радиосвязи;
- снабжения энергией различных ее судовых потребителей поддержания условий обитаемости экипажа и функционирования судовых механизмов;
- борьбы за живучесть судна и за предотвращение потери эксплуатационных свойств;
- достижения предписанных целей функционирования;
- выполнения других функций.
Совокупность судового оборудования, выполняющего указанные функции, называют судовыми техническими средствами (ТС). К ним относят механизмы движительно-рулевого комплекса, источники выработки разных видов энергии, механизмы, агрегаты, установки всех судовых систем и устройств.
Управляющие судовыми техническими средствами комплексы представляют собой сложные эргатические (человеко-машинные) системы. Как всякая эргатическая система, управляющий судовой комплекс включает в себя две части: "человека" и искусственную систему (средства автоматики). На современных судах для решения задач управления судовым оборудованием на всех уровнях используются средства микропроцессорной техники (СМТ).
Автоматизация судовых процессов на базе СМТ производилась поэтапно. Вначале автоматизировались простейшие операции. Затем создавались подсистемы управления одним или совокупностью технических средств для выполнения определенных функции (функционально ориентированные подсистемы). Примером может служить система управления судном по курсу и ряд других. Затем функционально ориентированные подсистемы интегрировались в системы для решения более сложных задач (проблем). В свою очередь полученные интегрированные системы объединялись в проблемно-ориентированные управляющие системы более высокого уровня.
Судовая электроэнергетическая система (СЭЭС), предназначенная для выработки, распределения и потребления электрической энергии, относится к наиболее важным техническим средствам судна. СЭЭС представляет собой единый комплекс, состоящий из электрических станций, подстанций и потребителей электрической энергии, связанных между собой линиями электрических передач. Этот комплекс объединен общим процессом выработки, распределения и потребления электрической энергии.
Электроэнергетическая система обычно имеет в своем составе также различные преобразователи тока, напряжения и частоты (трансформаторы, выпрямители, инверторы и т.п.).
СЭЭС является многофункциональной системой, поскольку она выполняет несколько функций - выработку, распределение, передачу и потребление электроэнергии. Этим обусловлена ее ярко выраженная иерархическая структура. В общем случае она состоит из трех основных подсистем, а именно: подсистема генерирования и преобразования электроэнергии, подсистема канализации и распределения электроэнергии, а также подсистемы потребления.
В состав электрической станции входят источники электрической энергии (машинные генераторные агрегаты постоянного или переменного тока и аккумуляторные батареи) и устройства, осуществляющие распределение электроэнергии, контроль и управление работой электроустановок.
Судовые электрические станции классифицируются по различным признакам.
По виду преобразуемой энергии: тепловые, атомные.
По роду тока: постоянного, переменного.
По частоте: промышленной, повышенной.
По типу первичных двигателей: дизельные, паро- и газотурбинные, утилизационные турбогенераторы, валогенераторы.
По назначению:
основные СЭС - станции, обеспечивающие электроэнергией собственные нужды и технологические процессы;
аварийные станции (АС) - обеспечивают питанием жизненно-важную часть приемников на судне в случае выхода из строя основной станции; их устанавливают на всех пассажирских и грузовых судах, а также на ледоколах и самоходных наливных судах специальных типов.
По способу управления: автоматизированные, автоматические.
Основные требования, предъявляемые к СЭС, следующие:
а) живучесть и высокая надежность всех звеньев системы;
б) бесперебойное снабжение энергопотребителей во всех режимах;
в) относительная простота эксплуатации СЭС;
г) безотказность обслуживания, а также унификация систем, устройств.
Основные направления развития и совершенствования судовой электроэнергетики следующие.
1. Расширение применения комплексной автоматизации судовых электрических станций и систем, применение такой автоматизации на базе ЭВМ, при которой различные (оптимальные) режимы работы обеспечиваются автоматически.
2. Для повышения экономичности необходимо расширять использование главного двигателя как единого источника энергии, т.е. применять валогенераторы и утилизационые генераторы.
3. Повышение качества электроэнергии, т.е. стабилизирование параметров режима, для чего необходимо улучшать системы автоматической стабилизации напряжения и частоты и системы автоматического распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами, а также все виды противоаварийных защит.
Перспективно, также, применение схем автоматики с самоконтролем, различных автоматических устройств поиска неисправностей и самодиагностики.
Целью дипломного проекта является разработка судовой электроэнергетической системы сухогруза дедвейтом 10000 т, расчет мощности СЭС и выбор генераторных агрегатов, разработка схемы СЭС и ГРЩ, автоматизация СЭЭС, расчет переходных процессов в СЭЭС.
В дипломном проекте поставлены задачи:
- разработать схему СЭС и структурную схему АСУ класса АUT 1;
- проанализировать характерные неисправности при эксплуатации синхронных генераторов и способы их устранения;
- обосновать экономическую эффективность проектируемой СЭС;
- выявить опасные и вредные производственные факторы, воздействующие на человека, которые могут привести к травмам и профессиональным заболеваниям;
- произвести анализ условий труда вахтенного электромеханика в помещении ЦПУ;
- рассмотреть основные факторы, оказывающие вредное воздействие на окружающую среду (поверхность моря) при эксплуатации сухогруза.
Исходные данные:
Тип судна - сухогруз
D=14000т - водоизмещение судна;
N=5700 л.с. - мощность главных двигателей судна;
Рэн=80 кВт - мощность наибольшего из эпизодически включаемых потребителей;
Рпк=24 кВт - установленная мощность электроплит камбуза;
Рбв=26 кВт - мощность бытовой вентиляции;
Ркв=26 кВт - суммарная установленная мощность кондиционеров;
Ргм=86 кВт - суммарная мощность грузовых механизмов;
Рбр=66 кВт - установленная мощность электроприводов ЯШУ;
Ркп=60 кВт - установленная мощность компрессоров сжатого воздуха;
Рху=86 кВт - установленная мощность холодильной установки судна;
Рпв=129 кВт - суммарная мощность периодически включаемых потребителей;
Рно=31 кВт - установленная мощность электронавигационного оборудования;
Ргд=132 кВт суммарная мощность, потребляемая электромеханизмами обслуживания главных двигателей судна.
автоматизация судно электрический генераторный
1. Технические характеристики судна
1.1 Общие сведения
Характеристики сухогруза:
Водоизмещение D=14000 т;
Дедвейт (полная грузоподъемность судна), т
;
Скорость хода - 18 узлов;
Автономность - 180 суток;
Назначение судна - перевозка навалочного груза.
Район плавания - неограниченный.
Тип судна - одновинтовой, однопалубный, дизельный сухогруз с баком, с кормовым расположением машинного и насосного отделений и жилых помещений, с наклонным в подводной части форштевнем, бульбом в подводной части носовой оконечности и крейсерской кормой, срезанной по типу транца выше ватерлинии, с двойным дном, двойными бортами.
Судно удовлетворяет следующим Правилам, Конвенциям и нормам с учетом допущений и дополнений (принятых IMO):
- Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море SOLAS-74/88;
- Международной Конвенции по предотвращению загрязнения с судов MARPOL-73/78;
- Международной Конвенции по созданию системы управления безопасностью плавания МКУБ (ISM-Code);
- Международной Конвенции по охране судов и портовых сооружений (ОСПС);
- Международной Конвенции по морскому праву UNCLOS;
- Международной Конвенции о грузовой марке LL-66.
1.2 Главные размерения судна
Длина между перпендикулярами, м
;
Наибольшая длина, м
;
Ширина по мидель шпангоуту, м
;
Осадка, м
.
1.3 Главная энергетическая установка
Энергетическая установка располагается в кормовой части судна.
Главная энергетическая установка (СЭУ) - основной механизм судна, преобразующий энергию топлива во вращательное движение гребного вала. В настоящее время на судах в основном используют дизельные установки. У рассматриваемого судна дизельная установка. Упрощенная схема ГЭУ представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Схема главной энергетической установки ГЭУ, где Д - дизель; ВФШ - винт фиксируемого шага.
По заданной мощности N = 5700 кВт выбираем в качестве главного двигателя двухтактный малооборотный дизель фирмы «MAN B&W Diesel» марки 4S50MC.
Его основные характеристики:
1. Номинальная длительная эффективная мощность Nе = 5720 кВт = 7771 л.с.
2. Цилиндровая мощность Nец= 680 кВт.
3. Номинальная частота вращения n = 171 об/мин.
4. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня D/S = 50/191 см/см.
5. Число цилиндров I= 4.
6. Удельный расход масла gm = 1.17 г/ л.с.ч.
7. Удельный расход топлива ge = 117 г/ л.с.ч.
В качестве топлива для главной энергетической установки применено:
- легкое топливо - дизельное с температурой вспышки, определяемой в закрытом тигле, не ниже 333 0К (+60 0С);
- тяжелое топливо вязкостью не более 3000с по Редвуду I при 100 0F с содержанием серы не более 3 % и температурой вспышки, определяемой в закрытом тигле, не ниже 333 0К (+60 0С);
Применяемые масла соответствуют ТУ на поставку главного двигателя, дизель-генераторов, турбогенератора, вспомогательных механизмов и инструкциям по их обслуживанию.
Расположение механизмов и прокладка труб в МКО выполнены с учетом удобства и безопасности их обслуживания, осмотра и ремонта.
1.4 Вспомогательная энергетическая установка
Электрооборудование сухогруза включает в себя судовую электростанцию (СЭС), электрические сети и потребители электроэнергии.
В зависимости от назначения, СЭС делиться на основную и аварийную. По назначению потребители разделяются на следующие основные группы:
а) электромеханизмы судовой энергетической установки (СЭУ);
б) электромеханизмы судовых систем и устройств;
в) палубные электромеханизмы;
г) осветительные установки и устройства;
д) устройства связи, сигнализации и управления;
е) электромеханизмы технологических установок;
ж) бытовые потребители;
з) прочие электромеханизмы и приборы;
По степени важности все потребители электроэнергии делятся на три группы:
особо ответственные (обеспечиваются питанием не менее чем от 2-х источников энергии).
ответственные (радио- и гидролокационные устройства, приборы управления судном, водоотливные и противопожарные средства, сигнальные огни и т.д.);
малоответственные (вентиляторы бытовых помещений, бытовые электроприборы и т.д.);
Мощности основных потребителей электроэнергии приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 - Основные потребители судовой электроэнергосистемы.
Наименование групп потребителей |
Обозначение |
Мощность, кВт |
Группа |
|
Электроплиты камбуза |
Рк |
24 |
3 |
|
Бытовая вентиляция |
Рбв |
26 |
3 |
|
Кондиционеры воздуха |
Ркв |
26 |
3 |
|
Грузовые механизмы |
Ргм |
86 |
2 |
|
Электроприводы ЯШУ |
Рбр |
66 |
1 |
|
Компрессоры пускового воздуха |
Ркп |
60 |
2 |
|
Холодильная установка |
Рху |
86 |
2 |
|
Электронавигационное и радио - оборудование |
Рно |
31 |
1 |
|
Механизмы, обслуживающие ГД |
Ргд |
132 |
1 |
|
Периодическая нагрузка |
Рпн |
129 |
||
Эпизодическая нагрузка |
Рэн |
80 |
1.5 Основные параметры судовой СЭС
В общем случае можно говорить о применении в судовых электроэнергетических системах постоянного или трехфазного переменного тока. Решающим фактором в этом вопросе являются требования потребителей электроэнергии. Если на данном судне устанавливаются в подавляющем количестве и по суммарной мощности потребители переменного тока, то основной род тока СЭС также должен быть переменным. При этом потребители постоянного тока будут получать питание посредством преобразователей. На переменном токе используются главным образом асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и очень редко - двигатели с фазным ротором и синхронные.
Выбор напряжения.
Величина номинального напряжения электроэнергетических систем находится в прямой зависимости от их мощности, а также расстояний, на которые необходимо подавать электроэнергию от источника к потребителям.
Правилами Регистра по электрооборудованию судов в настоящее время допускается применение напряжений, приведенных в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Применяемые допустимые напряжения
Место применения |
Шкала напряжений при постоянном токе |
Шкала напряжений при переменном токе |
|
В силовых установках (в электроэнергетической системе) |
24, 110, 220 |
127, 220,380 |
|
В электроустановках освещения |
12, 24, 110, 220 |
12, 24, 127, 220 |
Основным критерием выбора величины напряжения СЭС является вес кабельной сети, который пропорционален площади поперечного сечения токопроводящих жил (пропорционален току нагрузки, который необходимо передать по кабелю для переменного трехфазного тока).
,
где P - мощность, передаваемая по кабелю, Вт;
U - напряжение сети, В;
При данной мощности ток обратно пропорционален напряжению сети (линии передачи). Поэтому, чем выше напряжение, тем меньше масса кабельной сети. В связи с этим, следует стремиться к применению более высоких значений напряжений. Однако, ввиду отсутствия прямой пропорциональности между током нагрузки и массой кабелей увеличение напряжения дает существенное снижение массы только при значительной величине мощности СЭС.
На судах небольшого водоизмещения целесообразно применять СЭС напряжением 220 В, а на крупных и средних судах - напряжением 380 В.
Выбор напряжения
Электроэнергия распределяется при следующих величинах напряжения:
- 380 вольт трехфазного тока для силовых потребителей;
- 220 вольт трехфазного и однофазного тока для основного и аварийного освещения, сигнально-отличительных огней, камбузного и бытового оборудования, нагревательных и отопительных электроприборов, средств радиосвязи и навигации;
- 127 вольт однофазного тока для приборов управления судном;
- 24 вольта однофазного тока для переносных инструментов, сигнализации, освещения: дегазированных танков, под настилом МКО, мест посадки и шлюпки;
- 12 вольт однофазного тока для подключения переносного низковольтного освещения.
Выбор частоты.
В судовых электроэнергетических системах переменного тока, так же как и в береговых электросистемах, номинальную частоту тока принимают равной 50 Гц. Повышение номинальной частоты до 400 Гц ради снижения массогабаритных показателей не целесообразно. Некоторые судовые потребители электроэнергии, количество которых непрерывно увеличивается (например, радиолокационное и навигационное оборудование), рассчитаны на работу при частоте отличающейся от 50 Гц.
Питание этих потребителей осуществляется через специальные преобразователи частоты. Несмотря на преимущества повышенной частоты, выбираем промышленную частоту 50 Гц.
2. Расчет мощности СЭС и выбор генераторных агрегатов
2.1 Предварительные замечания
Существуют различные методы расчета мощности СЭС. Наибольшее распространение получили:
табличный метод,
аналитический метод расчета.
При выборе ГА основные затруднения заключаются в сложности определения потребляемых мощностей, большого количества потребителей электроэнергии, работающих с различными нагрузками во многих режимах работы судна.
Аналитический метод расчета исключает применение коэффициентов одновременности, которые в табличном методе расчетов могут привести к некоторым погрешностям при расчетах нагрузки генераторных агрегатов судовых электростанций.
При расчете мощности СЭС и выборе ГА будем использовать аналитический метод.
2.2 Расчет мощности СЭС по режимам работы
2.2.1 Расчет мощности СЭС в ходовом режиме, кВт
,
т.к. расчетная мощность (бытовых потребителей) меньше, чем данная эпизодическая мощность , то берем мощность эпизодической нагрузки.
кВт.
Проверочный расчет мощности ходового режима, кВт:
;
;
;
;
;
.
т.к.> берем большую кВт;
2.2.2 Расчет мощности СЭС в режиме стоянки без грузовых операций, кВт
.
Проверка:
кВт,
т.к.> берем большую кВт;
2.2.3 Расчет мощности СЭС в режиме стоянки с грузовыми операциями, кВт
;
2.2.4 Маневренный режим, кВт:
;
2.2.5 Аварийный режим с работой основной СЭС, кВт:
;
2.2.6 Аварийная станция, кВт:
.
2.3 Выбор количества и мощности генераторных агрегатов
Генераторные агрегаты (ГА) выбирают на основе рассчитанных данных и следующих требований:
- загрузка ГА во всех эксплуатационных режимах должна быть не менее 60-90 % от номинальной;
- число типоразмеров ГА должно быть минимальным, что обеспечивает взаимозаменяемость, учитывает устойчивость параллельной работы СГ, равномерное распределение нагрузок между ними, упрощает эксплуатацию;
- с целью повышения надежности и живучести на судне необходимо устанавливать, как правило, не менее двух генераторных агрегатов;
- выбор ГА по типу первичного двигателя целесообразно производить так, чтобы моторесурс ГА не был меньше моторесурса главных двигателей;
- должен быть предусмотрен резервный ГА такой мощности, чтобы при выходе из строя одного из ГА суммарная мощность оставшихся агрегатов обеспечивала ответственные потребители электроэнергией;
- в качестве аварийного ГА необходимо устанавливать только дизель-генератор;
- на судах среднего и большого водоизмещения необходимо предусматривать установку приема энергии с береговой сети.
Таблица 2.1 - Расчет комплектаций ГА СЭС
Режим |
, кВт |
Потери сети 5%, кВт |
Вращ. резерв 20%, кВт |
, кВт |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
||||
Коэф. загрузки |
Коэф. загрузки |
Коэф. загрузки |
|||||||||
Ходовой Режим |
350 |
18 |
70 |
438 |
600 (3*200) |
0.73 |
600 (4*150) |
0.73 |
500 (1*200) (2*150) |
0.87 |
|
Стоянка c грузовыми операциями |
286 |
13 |
57 |
356 |
400 (2*200) |
0.87 |
450 (3*150) |
0.79 |
400 (2*200) |
0.89 |
|
Стоянка без грузовых операций |
226 |
12 |
45 |
283 |
400 (2*200) |
0.7 |
450 (3*150) |
0.63 |
400 (2*200) |
0.7 |
|
Маневренный Режим |
451 |
22 |
90 |
548 |
600 (3*200) |
0.9 |
600 (4*150) |
0.9 |
700 (2*150) (2*200) |
0.78 |
|
Аварийный Режим |
452 |
22 |
90 |
547 |
600 (3*200) |
0.9 |
600 (4*150) |
0.9 |
700 (2*150) (2*200) |
0.78 |
|
Аварийная станция |
52 |
2 |
10 |
62 |
75 |
0.82 |
75 |
0.82 |
75 |
0.82 |
Рассмотрим три варианта при выборе числа и единичной мощности генераторных агрегатов:
Комплектация 1:
-- 3 генератора МСК-103-4 (Р=200 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=90.5%);
-- резервный генератор МСК-103-4 (Р=200 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=90.5%);
-- аварийный генератор МСК-91-4 (Р=75 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=88.7%).
Комплектация 2:
-- 4 генератора МСК-102-4 (Р=150 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=91.5%);
-- резервный генератор МСК-102-4 (Р=150 кВт, U=400В, n=1500 об/мин, КПД=91.5%);
-- аварийный генератор МСК-91-4 (Р=75 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=88.7%).
Комплектация 3:
-- 2 генератора МСК-103-4 (Р=200 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=90.5%);
-- 2 генератора МСК-102-4 (Р=150 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=90.5%);
-- резервный генератор МСК-103-4 (Р=200 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=90.5%);
-- аварийный генератор МСК-91-4 (Р=75 кВт, U=400/230В, n=1500 об/мин, КПД=88.7%).
Для каждого вида комплектации выбирается резервный генератор, мощностью, равной самому мощному генератору в комплектации.
В качестве оптимального выбираем комплектацию №1, по следующим причинам:
- лучшие коэффициенты загруженности во всех режимах;
- лучшая работа генераторов в параллель;
- взаимозаменяемость в работе;
- удобное обслуживание и ремонт;
- одинаковый ЗИП.
-минимальное количество ГА
Таблица 2.2 - Основные параметры судовых СГ.
Тип |
Pн |
ra |
xq |
xs |
xd |
xd` |
хd`` |
d |
d` |
d`` |
n |
к.п.д |
|
кВт |
о.е. |
о.е. |
о.е |
о.е |
о.е. |
о.е. |
с |
с |
с |
об/мин |
% |
||
МСК-103-4 |
200 |
0.013 |
0,93 |
0,055 |
1,8 |
0,23 |
0,176 |
1,96 |
0,233 |
0,0075 |
1500 |
90,5 |
Определяем мощность приводного двигателя для генератора МСК МСК-103-4 по формуле :
кВт.
По полученной мощности выбираем дизель типа 12ЧСП15/18.
1. Номинальная длительная эффективная мощность Nе = 407 л.с.
2. Цилиндровая мощность Nец= л.с.
3. Номинальная частота вращения n = 1500 об/мин.
4. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня D/S = 15/18 см.
5. Число цилиндров I= 12 штук.
6. Удельный расход масла gm = 0.012кг/кВт•ч;
7. Удельный расход топлива ge = 0.237кг/кВт•ч
Определяем мощность приводного двигателя для генератора МСК-102-4 по формуле :
кВт
По полученной мощности выбираем дизель типа 12ЧСП15/18.
1. Номинальная длительная эффективная мощность Nе = 407 л.с.
2. Цилиндровая мощность Nец= л.с.
3. Номинальная частота вращения n = 1500 об/мин.
4. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня D/S = 15/18 см.
5. Число цилиндров I= 12 штук.
6. Удельный расход масла gm = 0.012кг/кВт•ч;
7. Удельный расход топлива ge = 0.237кг/кВт•ч
Определяем мощность приводного двигателя для аварийного генератора МСК-91-4 по формуле :
кВт.
По полученной мощности выбираю дизель типа 6ЧН15/18.
1. Номинальная длительная эффективная мощность Nе = 150 л.с.
2. Цилиндровая мощность Nец= 25 л.с.
3. Номинальная частота вращения n = 1500 об/мин.
4. Соотношение диаметра цилиндра к ходу поршня D/S = 15/18 см.
5. Число цилиндров I= 6 .
6. Удельный расход масла gm = 3,8 г/ч;
7. Удельный расход топлива ge = 243 г/кВт•ч;
Два дизель-генератора расположены на правом борту, а третий и четвертый - на левом борту в кормовой части судна.
Каждый ДГ состоит из дизеля и генератора, соединенных между собой упругой муфтой и смонтированных на общей фундаментной раме, установленной на амортизаторах.
Все обслуживающие двигатель насосы и теплообменные аппараты навешены на двигатель. Двигатель охлаждается пресной водой по замкнутому циклу с помощью навешенных на двигатель радиатора и вентилятора.
Аварийный дизель-генератор оборудован системой автоматического стартерного запуска, срабатывающей при исчезновении напряжения в судовой электросети.
Предусмотрена возможность ручного электростартерного пуска со щита двигателя, а также местного ручного пуска дизель-генератора сжатым воздухом от баллона давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).
В помещении аварийного дизель-генератора установлены пусковой баллон, расходно-топливная система ёмкостью 0,5м3, цистерна запаса дизельного масла ёмкостью 0,2 м3, конторка, ящик для ветоши и огнетушитель.
3. Разработка схемы СЭЭС и ГРЩ
3.1 Разработка ГРЩ и комплектация его аппаратуры
Распределительным устройством (РУ) называют комплекс электрических аппаратов сборных и соединительных шин, приборов, предназначенных для приема и распределении энергии.
По назначению (РУ) подразделяют на следующие категории:
а) главные распределительные щиты (ГРЩ) предназначены для управления и контроля работы ГА, регулирования их параметров и первичного распределения энергии к РЩ потребителей. Конструктивно ГРЩ собираются из отдельных секций: генераторных, распределительных и управления. Все секции ГРЩ комплектуются соответствующими приборами и аппаратурой;
б) распределительные щиты (РЩ) получают энергию от ГРЩ и распределяют ее между потребителями
в) групповые РЩ получают электроэнергию от РЩ и обеспечивают питание небольшой группы потребителей - преимущественно освещения;
г) аварийные РЩ (АРЩ) получают энергию от аварийного генератора и распределяют ее между потребителями, состав которых обусловлен Регистром, (сеть аварийного освещения, радиостанция и т.п.).
Распределение электроэнергии.
а) распределение электроэнергии производится по фидерно-групповой системе;
б) для распределения электроэнергии и контроля работы генераторов на судне установлены:
- в ЦПУ - главный распределительный щит (ГРЩ);
- в помещении аварийного дизель-генератора - аварийный распределительный щит (АРЩ);
в) дистанционное и автоматизированное управление и контроль работы электростанции осуществляется со щита управления ДАУ ЭЭУ, расположенного в ЦПУ, ручное - с секции управления ГРЩ;
г) схемой ГРЩ предусмотрены:
- длительная одиночная работа одного любого генератора;
- длительная параллельная работа двух или трех дизель-генераторов;
- кратковременная параллельная работа любого из генераторов с береговым источником электроэнергии на период перевода нагрузки;
- приём электроэнергии от берегового источника;
- передача электроэнергии с ГРЩ на шины АРЩ при неработающем состоянии последнего;
- распределение электроэнергии напряжением 380 и 220 в;
- секционирование шин ГРЩ в целях повышения надёжности установки;
- ручная синхронизация генераторов при помощи ламп синхронизации и с помощью синхроноскопа.
Параллельная работа генераторов с аварийным генератором не предусмотрена.
д) схемой щита аварийного дизель-генератора предусмотрено:
- распределение электроэнергии напряжением 380В и 220В потребителям, оговоренным Правилами регистра СССР;
- питание механизмов оживления главной установки (компрессора пускового воздуха, насоса забортной воды охлаждения вспомогательных механизмов главной установки), насоса пресной воды охлаждения дизель-генераторов и системы их дистанционного управления;
- приём электроэнергии с ГРЩ по кабельной перемычке, рассчитанной на передачу мощности 300кВт;
- автоматический запуск АДГ и прием нагрузки при исчезновении напряжения на стороне питания шин АРЩ от ГРЩ;
е) непосредственно от сборных шин ГРЩ получают питание потребители значительной мощности и наиболее ответственные потребители, обеспечивающие ход судна и безопасность его плавания;
Рисунок 3.1 - Схема судовой электростанции
Остальные потребители получают питание через распределительные щиты или отсечные щиты от шин распределительных секций ГРЩ;
ж) основные электроприводы рулевого устройства получают питание по двум фидерам (каждый по своему фидеру) от разных секций ГРЩ, запасный электропривод получает питание от шин АРЩ;
з) рефрижераторная установка провизионных камер получает питание от распределительной секции ГРЩ и от распределительного щита;
и) в электромастерской установлен контрольно-испытательный щит с необходимой контрольно-измерительной и коммутационно-защитной аппаратурой. На щите предусмотрены все величины напряжения и родов тока, имеющихся на судне (за исключением тока частотой 400Гц), предусмотрена аппаратура, обеспечивающая испытание электродвигателей до 5кВт без нагрузки, проверку всех типов ламп и предохранителей.
Коммутация и система защиты.
Для расчета и выбора автоматов необходимо учитывать: род тока; конструктивные исполнение в соответствии с местом установки; номинальные параметры.
а) подключение генераторов к шинам ГРЩ и защита их от токов КЗ и минимального напряжения с выдержкой времени осуществляется селективными автоматическими выключателями типа АМ-М, снабженными приводом с местным и дистанционным управлением. Защита генераторов от обратной мощности обеспечивается посредством реле обратного тока;
б) сборные шины ГРЩ соединены между собой селективными автоматическими выключателями типа АМ-М;
в) на ГРЩ установлены минимально необходимые контрольно-измерительные приборы;
г) подключение потребителей, отсечных и распределительных щитов к щитам распределительных секций ГРЩ осуществляется автоматическими включателями;
д) не подключенных к сборным шинам и шинам распределительных секций ГРЩ фидерах потребителей, имеющих пусковую аппаратуру с тепловой защитой, а также рулевого устройства и пожарных насосов, применены автоматы с электромагнитными расцепителями, обеспечивающими защиту от токов КЗ, а на фидерах, питающих распределительные щиты - автоматы с комбинированными расцепителями, обеспечивающими защиту от токов КЗ и перегрузки фидера;
е) подключение потребителей к АРЩ, отсечным распределительным и распределительным щитам осуществляется автоматическими выключателями с комбинированными или электромагнитными расцепителями и автоматическими выключателями с электромагнитным расцепителем и гидравлическим замедлителем срабатывания;
ж) при нормальном режиме работы шины распределительной секции аварийного распределительного щита получают питание с ГРЩ. При исчезновении напряжения на фидере питания шин АРЩ от ГРЩ после запуска аварийного дизель-генератора производится автоматическое переключение шин распределительной секции к шинам аварийного дизель-генератора. Обеспечена возможность пробных запусков аварийного дизель-генератора без подключения генератора на свои распределительные шины.
Схема СЭС сухогруза состоит из систем генерирования, первичного распределения электроэнергии, систем управления, защиты и контроля параметров ГА. Схема разработана с учетом количества, мощности и типа ГА, числа и мощности ответственных и малоответственных потребителей, электрораспределительных щитов, подключенных к шинам ГРЩ. Схема СЭС состоит из четырех генераторных секций, станции аварийного генератора, четырёх распределительных секций, двух секций управления.
ГРЩ является центральным узлом СЭС. Конструкция ГРЩ обеспечивает удобство его обслуживания, возможность доступа к аппаратуре и измерительным приборам. ГРЩ выполнены из конструктивно законченных элементов - секций. На генераторных секциях установлены приборы и аппараты, обеспечивающие контроль и управление работой генераторов.
3.2 Расчет основных элементов ГРЩ
3.2.1 Расчет тока сборной шины (СШ)
А
По току нагрузки определяем сечение шины и допустимый ток.
Выбираем медные шины размером S = (80x6) ммІ на фазу.
Допустимый ток нагрузки А
мОм/м, мОм/м.
Проверка шины на термическую устойчивость в условиях тропической зоны.
- максимальная температура для шин ГРЩ соответствует 90 градусам по Цельсию, т.к. шины не имеют легко плавящейся внешней защитной оболочки.
- температура тропической зоны для шин составляет 65 градусов по Цельсию.
А
A > A - СШ удовлетворяют условию нагрева.
Секционные автоматы выбираются исходя из условия расчетного тока.
По току СШ ГРЩ выбираем автомат серии АМ25.
3.2.2 Расчет тока ГШ
Вспомогательные дизель-генераторы
A
По току нагрузки определяем сечение шины и допустимый ток.
Это медная шина размером S = (30x4) ммІ на фазу.
Допустимый ток нагрузки А.
мОм/м, мОм/м.
Проверка шины на термическую устойчивость в условиях тропической зоны.
- максимальная температура для шин ГРЩ соответствует 90 градусам по Цельсию, т.к. шины не имеют легко плавящейся внешней защитной оболочки.
- температура тропической зоны для шин составляет 65 градусов по Цельсию.
А
A > A - ГШ удовлетворяют условию нагрева.
Секционные автоматы выбираются исходя из условия расчетного тока.
По току ГШ ГРЩ выбираем автомат серии АМ8-М.
Аварийный дизель-генератор
A
По току нагрузки определяем сечение шины и допустимый ток.
Это медная шина размером S = (15x3) ммІ на фазу.
Допустимый ток нагрузки А.
мОм/м, мОм/м.
Проверка шины на термическую устойчивость в условиях тропической зоны.
- максимальная температура для шин ГРЩ соответствует 90 градусам по Цельсию, т.к. шины не имеют легко плавящейся внешней защитной оболочки.
- температура тропической зоны для шин составляет 65 градусов по Цельсию.
А
A > A - АГШ удовлетворяют условию нагрева.
Секционные автоматы выбираются исходя из условия расчетного тока.
По току АГШ ГРЩ выбираем автомат серии АМ8-М.
3.2.3 Расчет генераторных фидеров
Фидер вспомогательного генератора мощностью 200 кВт выбираем по А. Расчет токовой нагрузки ведем на одну фазу.
Расчётный ток в кабеле
A
- коэффициент температуры среды(для кабелей из теплостойкой резины);
-коэффициент прокладки в кожухах;
-коэффициент температуры жилы;
-коэффициент частоты;
-коэффициент пучковой прокладки (группа II. 2 ряда);
-коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля в сутки ;-коэффициент перегрузки по току при кратковременном режиме работы;
Выбираем три трёхжильных кабеля марки КНР сечением S = 3*(3х70) ммІ с допустимым током нагрузки на фазу
=178A-допустимый ток для длительного режима
Суммарный допустимый ток
А
Площадь поперечного сечения на фазу
ммІ
Активное сопротивление фидера
Реактивное сопротивление фидера
Проверка фидера на потерю напряжения
м - длина фидера -коэффициент зависящий от сечения кабеля (70 ммІ) при частоте 50Гц и от коэффициента мощности нагрузки cosц=0.8 м/Ом ммІ- удельная проводимость меди
ммІ - площадь суммарного поперечного сечения фазы кабеля ВГ
%
ДU < 1 %, что удовлетворяет требованиям Морского Регистра по потере напряжения на фидерах генераторов.
Кабель аварийного генератора мощностью 75 кВт выбираем по А. Расчет токовой нагрузки ведем на одну фазу.
Расчётный ток в кабеле
A
- коэффициент температуры среды(для кабелей из теплостойкой резины);
-коэффициент прокладки в кожухах;
-коэффициент температуры жилы;
-коэффициент частоты;
-коэффициент пучковой прокладки (группа II. 2 ряда);
-коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля в сутки ;
-коэффициент перегрузки по току при кратковременном режиме работы; Выбираем три трёхжильных кабеля марки КНР сечением S = 3*(3х50) ммІ с допустимым током нагрузки на фазу ;
A-допустимый ток для длительного режима
Суммарный допустимый ток
А
Площадь поперечного сечения на фазу
ммІ
Активное сопротивление фидера
Реактивное сопротивление фидера
Проверка фидера на потерю напряжения
м - длина фидера
- коэффициент, зависящий от сечения кабеля(50 ммІ) при частоте 50Гц и от коэффициента мощности нагрузки cosц=0.8
м/Ом ммІ- удельная проводимость меди
%
ДU < 1 %, что удовлетворяет требованиям Морского Регистра по потере напряжения на фидерах генераторов.
3.2.4 Расчет тока фидера наибольшего мощного электродвигателя
кВт - мощность электродвигателя
A
Расчётный ток в кабеле
A
- коэффициент температуры среды(для кабелей из теплостойкой резины);
-коэффициент прокладки в кожухах;
-коэффициент температуры жилы;
-коэффициент частоты;
-коэффициент пучковой прокладки (группа II. 2 ряда);
-коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля в сутки ;
-коэффициент перегрузки по току при кратковременном режиме работы;
Выбираем три трёхжильных кабелей марки КНР сечением S = 3*(3х35) ммІ с допустимым током нагрузки на фазу А.
A-допустимый ток для длительного режима
Суммарный допустимый ток
А
Площадь поперечного сечения на фазу
ммІ
Активное сопротивление фидера
Реактивное сопротивление фидера
Проверка фидера на потерю напряжения
м - длина фидера
-коэффициент, зависящий от сечения кабеля(50 ммІ) при частоте 50Гц и от коэффициента мощности нагрузки cosц=0.8
м/Ом ммІ- удельная проводимость меди
%
ДU < 1 %, что удовлетворяет требованиям Морского Регистра по потере напряжения на фидерах генераторов.
ДU < 7 %, что удовлетворяет требованиям Морского Регистра по потере напряжения в силовой сети.
На генераторных секциях устанавливают приборы и аппараты, которые обеспечивают контроль и управление работой ГА. На распределительных секциях - автоматы и амперметры на ряд питающихся фидеров. На секциях управления - приборы для управления работой генераторов, контроля параметров при включении их на параллельную работу, аппараты для переключение на питание с берега. При выборе приборов учитываются: класс точности, назначение, предел измеряемых величин. Шкалы приборов должны иметь запас 30% от номинального значения измеряемой величины.
Таблица 3.1 - Основные параметры автоматов, установленных на ГРЩ
Назначение |
Расчетный ток, А |
Тип |
, А |
, А |
Ударный , кА |
, кА2с |
, с |
|
СШ |
1083 |
АМ25М |
1500 |
1250 |
110 |
3000 |
0,38 |
|
Шина ДГ |
360 |
АМ8-М |
800 |
500 |
70 |
580 |
0,63 |
|
Шина АДГ |
135 |
АМ8-М |
800 |
260 |
55 |
170 |
0,63 |
|
Кабель ЭД |
114 |
АМ8-М |
800 |
130 |
30 |
51 |
0,18 |
Выбор контрольно-измерительных приборов произведен в таблицах 3.2, 3.3
Таблица 3.2 - Выбор приборов для одной из генераторных секций ГРЩ
Название |
Количество приборов |
Тип |
Способ включения |
Пределы измерения |
|
Амперметр |
1 |
Д-1500 |
ТА |
0-500А |
|
Вольтметр |
1 |
Д-1500 |
непосредственно |
0-450 В |
|
Ваттметр |
1 |
Д-1503 |
ТА |
0-250 кВт |
|
Частотомер |
1 |
Д-1506 |
непосредственно |
45-55 Гц |
Таблица 3.3 - Выбор приборов для одной из секций управления ГРЩ
Название |
Количество приборов |
Тип |
Класс точности |
Пределы измерения |
|
Синхроноскоп |
1 |
Э-1505 |
±3 % |
||
Мегометр |
1 |
М-1503 |
2,5 |
0-5 МОм |
|
Вольтметр |
1 |
Д-1500 |
1,5 |
0-450 В |
|
Фазометр |
1 |
Э-1500 |
2,5 |
||
Частотомер |
1 |
Д-1506 |
2,5 |
45-55 Гц |
Таблица 3.4 - Выбор приборов для одной из распределительных секций ГРЩ
Название |
Количество приборов |
Тип |
Способ включения |
Пределы измерения |
|
Амперметр |
1 |
Д-1500 |
ТА |
0-200 А |
|
Вольтметр |
1 |
Д-1500 |
1,5 |
0-450 В |
Внешний вид приборов, для монтажа в секции ГРЩ
Синхроноскоп Амперметр Частотомер
Фазометр Ваттметр
3.3 Расчёт надёжности системы генерирования
Надёжность - это свойство технического объекта (изделия) сохранять свои параметры в заданных условиях эксплуатации. Структурная схема системы генерирования приведена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Схема генерирования
Вероятность отказа:
- интенсивность отказа генераторов;
- интенсивность отказа автоматов.
Принимаю срок службы t = 10000 часов, тогда для ветвей схемы генерирования:
Вероятность безотказной работы:
Время безотказной работы:
часов
За заданный срок службы 10000 часов данная система генерирования будет безотказно работать 9006 часов.
4. Автоматизация СЭЭС
4.1 История развития систем автоматического управления (АСУ)
Все современные суда в соответствии с требованиями правил Регистра и зарубежных классификационных обществ должны оснащаться системами автоматизации технических средств.
Успехи, достигнутые в вопросах судовой электроавтоматики, позволили в 70-х годах осуществить переход от автоматизации отдельных судовых механизмов и рабочих процессов к комплексной автоматизации судов, базирующихся на новейших элементах с применением достижений технической кибернетики. Первым отечественным таким опытом стал комплекс «Лиман», установленный в 1970 г. на дизельном сухогрузном судне «Светлогорск». В 1970-1976 гг. на основе опыта создания и эксплуатации комплекса «Лиман» были разработаны четыре базовые САУ, составившие первое поколение систем комплексной автоматизации судов: «Залив» - для теплоходов; «Пролив» - для паротурбинных судов; «Тропик» - для газотурбинных; «Север» - для атомных ледоколов.
На судах широкое распространение получают вычислительная техника, микропроцессоры и микро ЭВМ, что позволило функции управления и контроля рационально распределить между человеком-оператором и средствами автоматики. В 1971 г. в мире насчитывалось около 50 судов с ЭВМ на борту, в 1972 г. - около 100, в 1973 г. - более 150, в 1975 г. - около 170 судов. К концу 1982 г. только устройства вычисления загрузки и контроля остойчивости судна, выпущенные шведской фирмой «Kockumation AB», были установлены более чем на 5000 судах. Область применения микропроцессорных средств вычислительной техники на современных судах весьма обширна и охватывает практически весь комплекс технических средств судна.
Сейчас рынки стран СНГ наполнились многочисленной зарубежной продукцией, конкурирующей как между собой, так с изделиями отечественных производителей. При этом определилась общая тенденция автоматизации судов на основе микропроцессорных вычислительных средств.
Для правильной ориентации на этом рынке необходима определенная подготовка специалистов проектных бюро, судостроительных заводов и заказчиков судов, принимающих решение по выбору системы управления, поскольку для сухогруза предъявляются особые требования. Причиной тому являются повышенная опасность и риск для здоровья обслуживающего персонала, что приводит к его сокращению. С этой целью часть труда человека выполняет система автоматизации, особенно в области борьбы с пожарами, предотвращение взрывов, управление судном и др.
4.2 Требования Регистра к постройке судов
Основные требования Регистра международного торгового флота в части автоматизации регламентируют конструкцию систем автоматизации, их элементов и устройств, требования к элементам и устройствам, системы автоматизированного управления, системы аварийно-предупредительной сигнализации и защиты, индикации и регистрации, питание систем автоматизации.
Регистр определяет символ класса автоматизации судна А1 как судно, за исключением пассажирского, валовой вместимостью 500 peг.т и более которое может эксплуатироваться без вахты в машинных помещениях и ЦПУ.
Ниже приведены основные положения Регистра международного торгового флота, характеризующие понятия автоматизации и требования к автоматизации судов.
4.3 Основные понятия
В правилах Регистра международного морского флота приняты следующие основные понятия.
Автоматизированный механизм -- это механизм (двигатель, котельная установка, судовые системы), оборудованный системами и устройствами автоматического регулирования, управления, контроля и защиты.
Регулирование -- такой процесс управления непрерывными режимами, при котором параметр, характеризующий режим, поддерживается в заданных пределах постоянным или изменяющимся по определенной программе, реализуемой регулятором.
Регулятор -- автоматическое устройство, воспринимающее отклонение некоторого значения от заданного и воздействующее на процесс в сторону восстановления регулируемого параметра.
Регулируемая величина -- физический показатель, характеризующий состояние происходящего в объекте регулирования процесса. Регулируемыми величинами применительно к судовым установкам являются частота вращения двигателя, температура воды, масла и пара, уровень воды в котле, топлива и масла в емкости; давление пара, воды, масла и т. д.
Система автоматизации -- оборудование, предназначенное для автоматического и/или автоматизированного управления, регулирования, контроля, сигнализации и защиты механизмов и устройств.
Система аварийно-предупредительной сигнализации (АПС) -- оборудование, предназначенное для сигнализации о достижении контролируемыми параметрами установленных предельных значений и об изменении нормальных режимов работы механизмов и устройств. Отдельные сигналы могут быть сгруппированы в обобщённые.
Система дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) -- оборудование, предназначенное для управления механизмом с удалённого поста управления, обеспечивающее автоматическое выполнение промежуточных операций сбора и обработки информации об объекте и выработку команд исполнительным устройствам, реализующим задаваемый оператором режим работы механизма.
Система защиты -- оборудование, предназначенное для определенного автоматического воздействия на управляемую установку с целью предупреждения аварии или ограничения ее последствий.
Система индикации -- оборудование, предназначенное для получения информации о значениях определенных физических параметров и о определенных состояниях механизмов и устройств.
Устройство автоматизации -- часть системы автоматизации, составленная из элементов, соединенных в одно конструктивное и функциональное целое.
Элемент системы автоматизации -- это самостоятельное в конструктивном отношении изделие (например, реле, логический элемент, измерительное устройство, датчик), входящее в устройства и системы автоматизации.
4.4 Классификация систем автоматического регулирования
Из автоматических систем управления наибольшее применение имеют в настоящее время системы автоматического регулирования. Поэтому охарактеризуем виды этих систем подробнее.
Системы автоматического регулирования можно классифицировать по многим признакам: по назначению (системы управления судном, энергетической установкой, кондиционированием помещений и т.д.); по характеру управляемых величин (системы управления курсом, скоростью, траекторией, регулирования частоты, напряжения, и т.д.) и по другим признакам.
Наиболее часто такие системы классифицируют по виду задающего воздействия. По этому признаку САР разделяются на системы стабилизации, системы программного управления и следящие системы.
Системы стабилизации поддерживают постоянство задаваемого значения регулируемой величины.
Системы программного управления обеспечивают изменение регулируемой величины по определенному известному до управления закону (программе).
Следящие системы обеспечивают изменение управляемой величины по закону, который при управлении неизвестен.
По виду зависимости между входными и выходными сигналами САР подразделяются на линейные и нелинейные
В линейных САР все элементы описываются линейными дифференциальными или разностными уравнениями, что означает наличие линейной связи между входом и выходом системы. Благодаря этому свойству к линейным САР применим принцип суперпозиции
У нелинейных систем имеется хотя бы один элемент, в котором связь между входом и выходом нелинейная и описывается нелинейным дифференциальным или разностным уравнением. При анализе и синтезе этих систем нельзя применять принцип суперпозиции.
В зависимости от характера сигналов САР делятся на системы непрерывного и дискретного действия.
В системах непрерывного действия входные и выходные сигналы всех элементов системы представляют собой непрерывные плавно изменяющиеся сигналы.
У дискретных систем хотя бы одна величина представляет собой дискретный по времени (импульсный) или дискретный по уровню (скачкообразный, релейный) сигнал.
До виду управления качеством регулирования САР разделяют на системы без настройки, САР с ручной настройкой, системы с частичной адаптацией и адаптивные системы.
У одних САР при изменении условий работы качество управления изменяется мало. У других систем изменение условий работы существенно влияет на качество функционирования. В результате САР, оптимальная в одних условиях, может иметь неудовлетворительную эффективность в других. Для обеспечения удовлетворительного качества работы таких систем во всем диапазоне условий предусматривается возможность настройки их управляющего устройства.
САР без настройки - это система автоматического управления, в которой при работе во всем диапазоне условий структура и параметры устройства управления остаются неизменными.
Системой с ручной настройкой называется САР, в которой настройка регулятора с целью обеспечения требуемого качества управления при изменении условий работы выполняется вручную оператором.
Под САР с частичной адаптацией понимается система, в которой используется автоматическая настройка управляющего устройства при изменении ряда факторов, влияющих на качество работы системы. Для обеспечения удовлетворительного качества управления при изменении других факторов в этих системах применяется ручная настройка регулятора.
Адаптивные системы - это такие САР, которые в процессе эксплуатации при изменении динамических свойств объекта или характеристик внешних воздействии самостоятельно, без участия человека изменяют параметры, или структуру и параметры управляющего устройства, для поддержания оптимального режима функционирования.
Адаптивные системы по степени их совершенства делят на самонастраивающиеся, самоорганизующиеся и самообучающиеся.
В самонастраивающихся системах качественное управление достигается подстройкой параметров алгоритма управления, а структура алгоритма при всех условиях работы остается постоянной. Эти системы называются также системами с параметрической адаптацией.
В самоорганизующихся системах качественная работа обеспечивается за счет изменения, как структуры алгоритма управления, так и его параметров. Самоорганизующиеся САР называются также системами со структурной адаптацией.
Самообучающиеся САР - это самоорганизующиеся системы, использующие при адаптации опыт своего функционирования. Под обучаемостью здесь понимается способность системы накапливать знания об окружающей среде, сохранять их и использовать имеющийся опыт для прогнозирования процесса управления; так и ее способность выбирать наилучшие решения в возникающих ситуациях.
В зависимости от числа управляемых величин системы автоматического управления одним объектом делят на одномерные и многомерные.
Одномерные системы имеют одну управляемую величину и один силовой орган.
В многомерных системах управляемых величин и органов управления несколько. Многомерные системы подразделяются на системы связанного и несвязанного регулирования.
В системах несвязанного регулирования алгоритмы управления по разным координатам не связаны между собой. Эти системы делятся на независимые и зависимые.
В независимых системах несвязанного регулирования изменение каждой управляемой величины не зависит от изменения остальных управляемых величин. Например, в системе управления курсом и скоростью судна при определенных условиях изменение скорости не влияет на изменение курса и наоборот, изменение курса не влечет за собой изменения скорости.
В зависимых системах несвязанного регулирования изменение одной управляемой величины приводит к изменению других управляемых величин. Например, в системе управления курсом и угловой скоростью судна при изменении одной координаты происходит изменение второй.
В системах связанного регулирования алгоритмы управления по разным координатам имеют взаимные связи.
4.5 Общие требования к автоматизации судов класса АUT 1
Суда со знаком автоматизации АUT 1 должны быть оборудованы системами и устройствами автоматизации таким образом и в таком объеме, чтобы при потере знака А1 эти суда могли нормально эксплуатироваться со знаком автоматизации А2.
Машинные помещения должны быть оборудованы механизмами и системами, способными нормально работать без местного обслуживания и без дистанционного контроля за их работой из ЦПУ, рулевой рубки или других мест с применением контроля только по обобщенной сигнализации.
Работоспособность примененного оборудования автоматизации должна быть подтверждена результатами ресурсных (стендовых или натурных) испытаний или опытом эксплуатации.
Должен быть предусмотрен автоматический ввод в действие всех резервных вспомогательных механизмов, связанных с ходом судна, при выходе из строя основных, включая резервные насосы и компрессоры для питания гидравлических и пневматических систем и устройств автоматизации.
Должен быть обеспечен автоматический контроль исправности в системах и устройствах управления, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты главных механизмов, а также в системах сигнализации обнаружения пожара и осушения машинных помещений, причем переход с основного питания на резервное у систем АПС должен происходить автоматически.
В отдельных случаях для повышения надежности систем и устройств автоматизации Регистр может потребовать резервирования отдельных блоков или элементов автоматизации.
Подобные документы
Обоснование выбора рода тока и рабочего напряжения электрической станции проекта. Выбор типа, числа и мощности генераторных агрегатов. Выбор устройств автоматизации проектируемой электрической станции. Разработка схемы распределения электроэнергии.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.02.2015Порядок расчета судовой электрической сети аналитическим методом. Выбор количества и единичной мощности генераторных агрегатов. Расчет Фидера от генератора до распределительного щита. Расчет силовой и осветительной систем. Схема судовой электростанции.
курсовая работа [590,4 K], добавлен 27.12.2012Определение мощности судовой электростанции табличным методом, выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии. Разработка структурной однолинейной электрической схемы генерирования и распределение электроэнергии. Выбор аккумуляторов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.06.2009Обзор устройств фирмы DEIF, предназначенных для защиты и контроля генераторных агрегатов. Требования российского речного регистра к автоматизированным системам управления. Модернизация судовой электроустановки судна. Автоматизация судовой электростанции.
дипломная работа [318,5 K], добавлен 02.02.2016Анализ показателей судна и его энергетической системы, обоснование и расчет состава главной установки. Комплектация судовой электростанции, характеристика основных элементов, обоснование, расчет и выбор главных двигателей; рекомендации по эксплуатации.
курсовая работа [44,9 K], добавлен 07.05.2011Расчет величин токов при трехфазном коротком замыкании в судовой электрической сети. Определение снижения напряжения при включении асинхронного двигателя с мощностью, соизмеримой с мощностью синхронного генератора. Проверка выбранной защитной аппаратуры.
курсовая работа [789,4 K], добавлен 06.04.2016Выбор камбузной плиты. Схема замещения асинхронного электродвигателя, эскиз внешнего вида. Схема замещения одной из фаз участка судовой электроэнергетической системы, векторная диаграмма. Подбор автоматического выключателя в фазе камбузной плиты по току.
контрольная работа [284,1 K], добавлен 23.10.2013Выбор количества, типов и параметров основных и стояночного генератора. Режимы работы основных генераторов, проверка загруженности по режимам, устройство и принцип действия. Расчет и выбор генераторных автоматов и контакторов. Виды защит генераторов.
курсовая работа [223,7 K], добавлен 26.02.2012Характеристика дизельной установки. Выбор главного двигателя и предварительный расчет винта. Принципиальные схемы энергетических систем судовых установок. Расчет судовой электростанции и энергетических запасов. Подбор соответствующего оборудования.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 24.10.2011Расчет мощности электростанции. Выбор источников электроэнергии и трансформаторов. Аварийный генератор, шины, кабель, коммутационные аппараты. Проверка оборудования электроэнергетической установки на работоспособность в условиях короткого замыкания.
курсовая работа [189,5 K], добавлен 08.02.2010