Глава 6 АВАРИЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
§ 18. АВАРИЙНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
В качестве аварийных источников электроэнергии на судах применяют дизель-генераторы или аккумуляторные батареи. Аварийные источники предназначены для электроснабжения приемников, работающих в аварийных режимах. При установке на судне аварийного дизель-генератора (АДГ) должна быть дополнительно предусмотрена аккумуляторная батарея (кратковременный аварийный источник).
Аварийная электростанция (АЭС) состоит из дизель-генераторного агрегата с автоматизированной системой пуска и приема нагрузки (при исчезновении и недопустимом снижении напряжения на ГРЩ основной ЭС) и аварийного распределительного щита (АРЩ). Кроме автоматизированного пуска, АДГ должен иметь ручной дистанционный пуск.
АДГ и АРЩ устанавливают в общем помещении, расположенном выше палубных переборок вне шахты машинных отделений (и не перед таранной переборкой) с непосредственным выходом на открытую палубу. Аккумуляторные батареи и АРЩ находятся в одном помещении.
Аварийная ЭС должна обеспечивать электроэнергией следующие приемники: аварийные светильники и сигнализацию, электроприводы, системы, сигнализацию водонепроницаемых дверей, щит сигнально-отличительных огней, фонари «Не могу управляться» и дневной сигнализации, устройства дистанционного пуска, предупредительную сигнализацию средств пожаротушения и пожарного насоса, компрессоры и насосы спринклерной системы, радиотехнические средства, радиолокационные системы, гирокомпас и другие системы и устройства, работа которых необходима для безопасности судна.
Рис. 37. Принципиальная схема аварийной судовой электростанции
Мощность АДГ рассчитывают по суммарной мощности приемников, работающих в аварийном режиме. Правилами Регистра СССР предусмотрен обязательный автоматизированный пуск АДГ (при выходе из строя основной ЭС) на пассажирских и промысловых судах. Время от начала автоматизированного пуска до подачи электроэнергии от АДГ приемникам должно быть минимальным (до 20 с).
Автоматизированную судовую АЭС (рис. 37), состоящую из АДГ и АРЩ с комплектом коммутационной и защитной аппаратуры и устройствами автоматизации управления и контроля режимов работы АДГ и построенную на контактных элементах с контактным программным механизмом, применяют на многих судах.
Система АЭС обеспечивает автоматизированный пуск и прием 100%-ной нагрузки при номинальной частоте вращения АДГ в течение 6—8 с. В случае неудавшегося первого пуска АДГ предусматриваются два повторных пуска.
На дизеле установлены стартер Ст, реле включения стартера PC, зарядный генератор Г, реле-регулятор, электродвигатели насосов подачи масла ДМ и топлива ДТ, концевой выключатель КВ. На Щите управления дизелем установлены вольтметр, кнопки включения электродвигателя масляного насоса КДМ и стартера КС. АРЩ состоит из секций генераторной ГС распределительной и автоматики СРА.
На ГС расположены: генераторный выключатель ВГ, блоки системы стабилизации напряжения БССН, построенные по принципу косвенного фазового компаундирования, измерительные трансформаторы тока ТрТ и напряжения ТрН, трансформатор фазового управляемого компаундирования ТрФК, амперметр А, вольтметр V, частотомер Hz, ваттметр W, мегаомметр MQ, резистор гашения поля и его выключатель ВГП, ручной регулятор возбуждения РВ в цепи обмотки возбуждения возбудителя В.
В секции распределительной автоматики находятся: два трехполюсных замыкающих контактора К1 и К2 для подключения приемников электроэнергии к судовой сети или АДГ; блок контроля напряжения, содержащий трансформатор напряжения ТрНЗ (для питания аппаратуры блока), выключатель В К, выпрямитель ВС, реле контроля времени РВК и напряжения РНК комплект аппаратуры управления; кулачковый программный механизм, содержащий электродвигатель постоянного тока ДКМ со встроенным редуктором для привода кулачкового механизма, микровыключатель с замыкающими и размыкающими контактами /—V для коммутации цепей схемы управления; реле удавшегося пуска РУП с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами, реле номинальной скорости РНС с контактами, реле включения электродвигателя маслоперекачивающего насоса РМ с замыкающим контактом, реле включения электродвигателя насоса подачи масла
ДМ с замыкающим контактом, реле промежуточное РП с замыкающим контактом, кнопка КВ для приведения кулачкового программного механизма в нулевое положение.
Кроме указанной аппаратуры, на СРА установлены выключатели ВП1, ВП2 для подключения схемы управления к аккумуляторной батарее или ее включения на заряд от выпрямительных устройств. Установочные выключатели ВУ для подключения приемников электроэнергии, сигнальные лампы (Л Ж— о наличии питания в схеме управления, ЛЗ — о принятии нагрузки АДГ, ЛK — о неудавшемся пуске АДГ, ЛБ — о подаче питания.
Аккумуляторные батареи АБ служат для питания стартера Ст и устройств автоматического управления. Заряжаются батареи от зарядного генератора Г. Реле обратного тока РОТ защищает генератор Г от перехода в двигательный режим. Глубокая зарядка батарей производится от выпрямительных устройств.
Действие автоматизированной системы АДГ состоит из подготовки к пуску, автоматического пуска и приема нагрузки.
Для подготовки системы АЭС к пуску необходимо: на ГС включить выключатели ВГ, ВГП, систему БССН, переключатели измерительных приборов; установить регулятор РВ в положение начального напряжения на СГ; на СРА включить выключатели ВУ, В К, ВП2.
При наличии напряжения в ГРЩ включается контактор К2 и своими главными контактами подключает шины СРА на судовую сеть, блок-контактами замыкает цепь сигнальных ламп ЛЖ1— ЛЖ2 — на СРА загораются лампы желтого цвета, сигнализирующие о наличии напряжения в схеме управления. Одновременно в блоке контроля срабатывают реле РНК и РВК. Размыкающие контакты реле РНК размыкаются, разобщая цепи реле защелки контактора К1 и питания схемы управления. Размыкающие контакты реле РВК размыкают цепь питания схемы управления, а замыкающий контакт замыкает цепь реле РМ прокачивания масла. В результате выключатели ВУ электроснабжения приемников подключаются к судовой сети, а схема управления подготовлена к автоматическому пуску АДГ.
При готовности АДГ к пуску по контактным элементам и кулачковому программному механизму подаются импульсы на соответствующие контакторы и реле схемы управления, обеспечивающие программированный пуск и прием нагрузки АДГ в следующей 'последовательности: отключение шин СРА от судовой сети, включение электродвигателя, ДМ и последующее его отключение, включение электродвигателя ДТ и стартера Ст при подаче топлива, пуск и прием нагрузки АДГ.
При исчезновении или снижении напряжения (в течение 5 с) на 70% и более контактор К2 размыкает свои главные контакты и отключает шины СРА от судовой сети — погаснут лампы ЛЖ1 и ЛЖ2. Реле РНК теряет питание, одним размыкающим контактом в цепи реле защелки контактора Р31 контактор К1 готовится к включению, а другим размыкающим контактом цепь управления готовится к действию. При потере питания реле РВК отпускает свои контакты с выдержкой времени, поэтому реле РМ оказывается под напряжением, срабатывает и замыкает цепь электродвигателя ДМ. Начинается предварительное прокачивание масла в системе дизеля. Через 3 с реле РВК. своими размыкающими контактами размыкает цепь реле РМ и отключает электродвигатель ДМ. Одновременно замыкается размыкающий контакт реле РВК в цепи управления, этим подается питание на электродвигатели ДТ и ДКМ.
Двигатель ДТ, вращаясь, приводит в действие топливную рейку, обеспечивающую подачу топлива к дизелю в момент включения стартера Ст. Через 0,5 с после начала работы кулачкового программного механизма замыкаются контакты I в цепи реле пуска РП1 и промежуточного реле РП2 и левые контакты V в цепи питания двигателя ДКМ. При этом подготавливается параллельная цепь питания двигателя ДКМ. Реле РП1, срабатывая, включает реле PC, которое подключает стартер Ст к батарее АБ.
При пуске, удавшемся с первой попытки, частота вращения АДГ достигает номинального значения, срабатывает катушка реле РУП, подключенная к зажимам навешанного на дизель генератора Г. Замыкание контактов РУП подготовлено дальнейшей работой ДТ и ДКМ, а размыкание контактов отключает цепь питания реле РП1, сигнальных ламп ЛК1, ЛK2 и ревуна Ре. Реле РП1 отключает реле PC и, следовательно, стартер Ст от батареи АБ.
При достижении АДГ номинальной частоты вращения двигатель ДТ устанавливает топливную рейку в соответствующее положение. Это вызывает замыкание контактов конечного выключателя топливной рейки КВТ. При этом реле РНС получает питание и размыкает одним контактом цепь питания двигателей ДТ и ДКМ, а другим — цепь промежуточного реле РП2. Двигатель ДТ останавливается, а ДКМ — продолжает работать, получая питание через контакт реле РУП и контакты V кулачкового механизма.
Промежуточное реле РП2 отключается и расшунтирует резистор регулятора РВ. Дальнейшее возбуждение СГ будет обеспечиваться автоматически от системы БССН замыканием контактов реле РНС. При включении контактор К1 своими контактами подключает приемники электроэнергии к АДГ, а цепь сигнальных ламп замыкает на СРА. Лампы сигнализируют о включении нагрузки на АДГ. Электродвигатель ДКМ продолжает вращаться до тех пор, пока коммутирующая система программного механизма не займет нулевое положение. При этом левые контакты V размыкаются и двигатель ДКМ останавливается.
При пуске со второй или третьей попытки все автоматические операции происходят в указанном порядке, с той разницей, что после предварительной подачи топлива электродвигатель ДТ останавливается и не вращается до тех пор, пока не запустится АДГ и не включится реле РУП. Программный кулачковый механизм допускает три попытки пуска АДГ длительностью каждой 3 с с интервалами между ними 3 с. После неудавшейся третьей попытки
контакты кулачкового механизма находятся в следующем положении: I к II разомкнуты, III и IV—в правом замкнутом положении, V — левом замкнутом положении. Благодаря этому исключается подача питания на Ст,ДТ и ДКМ. Двигатель ДКМ останавливается в промежуточном положении. На СРА загораются красные лампы ЛK1 и ЛК2, сигнализирующие о несостоявшемся пуске. В дальнейшем для пуска АДГ вручную включают кнопки КДМ и КС. При включении кнопки КДМ осуществляется предварительное прокачивание масла, кнопки КС — пуск АДГ стартером.
После устранения неисправности кулачковый программный механизм устанавливают в исходное нулевое положение нажатием соответствующей кнопки.
Для исключения возможности работы двигателя ДТ с момента состоявшегося пуска АДГ с первой попытки до окончания третьей попытки в цепь двигателей ДТ и ДКМ включены диоды Д1 и Д2, которые не допускают прохождения тока через контакт fV к двигателю ДТ.
Обслуживание. Электрооборудование следует содержать в состоянии полной готовности к действию. Систематически нужно проверять надежность зажимов в местах присоединения кабелей, сопротивление изоляции элементов электрооборудования (оно должно быть не более 0,5 МОм), состояние контактов реле и контакторов, наличие и целостность ламп сигнализации, состояние щеток, плотность их прилегания к коллектору.
Необходимо следить за тем, чтобы выключатели ВГ, ВУ, ВК, В1, ВП2 и ВГП (см. рис. 37), переключатели возбуждения и измерительных приборов всегда находились во включенном положении. Следует убедиться в правильной установке маховика регулятора РВ, а по горению сигнальных ламп ЛЖ1, ЛЖ2 — в наличии напряжения в системе управления.
Для ручного пуска АДГ нужно нажать на кнопку КДМ. Как только давление масла в магистрали достигнет 0,4—0,6 МПа, нажать на кнопку КС (не более 10—15 с).
При ручном пуске АДГ (сразу после неудавшихся трех попыток автоматического пуска) кулачковый программный механизм следует установить в нулевое положение. В случае отсутствия напряжения на зажимах СГ перейти на ручное управление с помощью регулятора возбуждения, установив переключатель режима работы в соответствующее положение. После пуска АДГ лампы Л31—Л32 сигнализируют о принятии нагрузки, в дальнейшем нужно контролировать ее значение, состояние изоляции, нагрев подшипников.
Необходимо следить за состоянием батарей АБ, периодически проверять напряжение на зажимах (оно должно быть не менее 24 В) в строгом соответствии с заводскими инструкциями по эксплуатации и уходу.
После остановки АДГ выключатель ВГ должен оставаться во включенном состоянии. В процессе обслуживания следует соблюдать последовательность включения и отключения аппаратуры, изложенную в описании.
Перед первоначальным вводом системы в действие, а также периодически в дальнейшем необходимо проверять настройку, работу аппаратов и устройств согласно заводской инструкции по обслуживанию. При проверке работоспособности аппаратов отключают выключатели ВГ, ВП1, ВП2, В1, ВК, рукоятку подачи топлива устанавливают в нулевое положение.
