СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Автоматизированные установки типа ДГА-М являются модернизированным вариантом установок ДГА. Все установки имеют однотипные электрические схемы, различающиеся лишь элементами силовых цепей (автоматических выключателей, контакторов и др.) в зависимости от мощности установки и некоторыми особенностями, связанными с различием в конструкции дизелей.
В состав ДЭС с модернизированной установкой ДГА-М входят дизель-генераторы (до трех), щиты управления дизель-генератором ЩДГА-М (по количеству агрегатов); щит автоматики вспомогательный ЩАВ (один на станцию);
вспомогательное оборудование (топливные и масляные баки, насосы подкачки топлива, аккумуляторные батареи, шкаф заряда батарей ШЗБ, устройства вентиляции и отопления).
Основные технические данные установок ДГА-24М и ДГА-48М следующие:
ГЕНЕРАТОРЫ СЕРИИ ЕСС
Генераторы ЕСС снабжены аппаратурой системы самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения, которая обеспечивает точность поддержания напряжения в пределах ±2% среднерегулируемого значения. Схема регулирования позволяет с помощью потенциометра уставки изменять выходное напряжение от 400 до 380 В.
Генераторы допускают 10-процентную перегрузку по мощности в течение 1 ч при номинальных значениях напряжения и коэффициента мощности.
Аппаратура автоматического регулирования напряжения состоит из блока регулирования напряжения (БРН), размещенного над проемом станины генератора, блока корректора (БК) и потенциометра уставки (ПУ), размещенных в шкафу ЩДГА-М.
В генераторах ЕСС применена схема фазового компаундирования, которая реагирует не только на величину тока нагрузки, но и учитывает его фазу, т. е. угол сдвига относительно напряжения, который зависит от коэффициента мощности нагрузки. Схема фазового компаундирования обеспечивает поддержание напряжения с точностью ±5%. Для получения требуемой точности поддержания напряжения ±2% применен электромагнитный корректор напряжения.
При изменении нагрузки от 0 до 100% схема автоматического регулирования с корректором обеспечивает точность поддержания напряжения в пределах ±1%.
Принципиальная схема генератора ЕСС-91-4Щ и силовых цепей установки ДГА-М показана на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Принципиальная схема генератора и силовых цепей установок ДГА-М
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ ДИЗЕЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ
Устройства дизельной автоматики можно разделить на две группы; датчики и исполнительные механизмы. Датчики температуры и давления, которые входят в состав комбинированных реле КР или КРД, служат для контроля температуры и давления в системах смазки и охлаждения двигателя и выдачи дискретного электрического сигнала в схему автоматики ДГУ.
В установках ДГА-М применяются реле КР-4 или КРД-4 (новая модификация), в состав которых входят три датчика температуры ДТМ+35, ДТВ+80, ДТВ+105 и датчик давления масла (ДДМ-1,7). Для контроля уровня жидкости (воды, топлива, масла) применяются поплавковые реле уровня типа РУС-3 или ДРУ1ПМ (новая модификация). Реле может контролировать как нижний, так и верхний уровень жидкости. Точность срабатывания реле равна 1—3 мм. Разница между уровнями срабатывания реле при понижении и повышении уровня жидкости не превышает 20—25 мм. В системе охлаждения дизеля имеются следующие датчики: датчик температуры воды ДТВ+80, который срабатывает при 80° С, включает контактор вентилятора и дает разрешение на остановку дизеля при температуре воды ниже 80° С; датчик аварийной температуры воды ДТВ+105, срабатывающий при температуре воды выше 100° С и дающий сигнал на аварийную остановку дизеля; датчик уровня воды ДУВ (ДРУ1ПМ), установленный в бачке уровня воды, подает сигнал на аварийную остановку дизеля при снижении уровня воды в системе.
В системе смазки дизеля (в бачке подогрева масла) установлен температурный датчик ДТМ+35, который срабатывает при температуре масла +35° С и дает команду на включение электроподогрева воды и масла и разрешение на включение нагрузки (дизель прогрет).
Датчик давления масла ДДМ-1,7, который установлен иа главной масляной магистрали двигателя, осуществляет контроль предпускового давления масла и при давлении 14,7х104 Па (1,5 кгс/см2) дает разрешение на включение стартера. Во время работы дизеля этот датчик контролирует давление масла в системе и при снижении его ниже допустимого дает команду на аварийную остановку дизеля.
Для контроля частоты вращения (оборотов) коленчатого вала дизеля служит реле скорости РС-3 (рис. 3.3) (прежнее название—реле центробежное РЦ-3). Центробежный чувствительный элемент, которому через редуктор передается вращение от вала дизеля, воздействует на втулку, которая, перемещаясь последовательно, включает микропереключатели: первый при 500±50 об/мин (датчик Д-500), второй при 1350±20 об/мин и третий при 1700+50 об/мин (датчик Д-1700). Датчик Д-500 контролирует пуск дизеля (отключает пусковую цепь, стартер, МЗН и т. д.); датчик Д-1700 дает команду на аварийную остановку дизеля, второй элемент реле РС-3 (1350 об/мин) в схеме автоматики ДГА-М не задействован.
К числу исполнительных механизмов и элементов системы автоматизации агрегатов ДГА-М относятся: электроподогреватель воды и масла, электростартер, воздухонагреватель, маслопрокачивающий насос, стоп-устройства перекрытия воздуха и топлива.
Электроподогрев воды и масла применяется для облегчения условий пуска и обеспечения возможности экстренного приема нагрузки после запуска дизеля. Электронагреватель (напряжение 220 В, мощность 1 или 2 кВт) установлен в бачке подогрева воды, куда встроен бачок подогрева масла, омываемый горячей водой. Циркуляция воды происходит за счет разности температур. Управление подогревателем производится по температуре масла датчиком ДТМ+35, установленным в бачке подогрева масла. Система обеспечивает поддержание температуры масла в пределах 33—38° С.
Воздухонагреватель устанавливается па впускном коллекторе дизеля для подогрева во время пуска воздуха, засасываемого в цилиндры двигателя. Основным элементом воздухонагревателя является нихромовая спираль, закрепленная в асбоцементном кольце.
Пуск дизеля производится с помощью электростартера (сериесный двигатель постоянного тока), укрепленного на блоке-картере и получающего питание от стартерной аккумуляторной батареи.
При включении стартера его шестерня с помощью специального тягового реле входит в зацепление с зубчатым венцом маховика дизеля и, вращаясь, раскручивает коленчатый вал двигателя в течение 5—6 с (пусковая попытка). За это время двигатель должен запуститься и набрать необходимые обороты (не менее 500 об/мин), после чего стартер отключается и выходит из зацепления с маховиком.
В дизель-генераторах ДГА-М рейка топливного насоса, от положения которой зависят обороты двигателя, в предпусковой период находится в положении, соответствующем номинальной заранее заданной скорости двигателя, и при пуске автоматически не перемещается. После запуска двигатель сразу же выходит на номинальные обороты.
Для остановки дизеля применяются стоп-устройства прекращения подачи топлива (при нормальной и аварийной остановках) и стоп-устройство перекрытия подачи воздуха в цилиндры двигателя (аварийная остановка с перекрытием воздуха). Перекрытие топлива производится соленоидом закрытия топлива (СЗТ), который для обеспечения надежной остановки должен находиться в сработавшем состоянии 25—30 с. Исполнительным устройством перекрытия воздуха (СЗВ) является аварийное стоп-устройство АСУ-5-24В, которое представляет собой электромагнит соленоидного типа, подобный СЗТ, но с той разницей, что при подаче напряжения он срабатывает кратковременно и освобождает стопор воздушной захлопки, которая под действием пружины плотно перекрывает воздушный коллектор. Питание обмотки СЗВ прерывается контактом микропереключателя, срабатывающего при втягивании якоря СЗВ. Для возврата якоря в исходное положение необходимо вернуть в первоначальное положение воздушную захлопку (разблокировать АСУ).
Рис. 3.3. Электрическая схема центробежного реле скорости типа РС-3
Рис. 3.4. Реализация функции «Память» на элементе Т-101 (логика)
АВТОМАТИКА ПУСКА, ОСТАНОВКИ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТА
Предусмотрены два варианта пуска: дистанционный (по сигналу телеуправления или путем нажатия кнопки «Пуск» на щите) и автоматический (при исчезновении или снижении напряжения внешней сети, при аварийной остановке другого ранее работавшего дизеля и при понижении температуры в помещении до +8° С — пуск на самопрогрев). В схеме автоматики принята следующая технологическая последовательность пуска:
включение маслопрокачивающего насоса (МЗН) и воздухонагревателя на 6 с;
включение стартера на 6 с по сигналу датчика предварительного давления масла ДДМ.-1 или по истечении первых 6 с;
отключение стартера при неудаче первой попытки пуска; пауза в работе стартера 6 с; МЗН работает, воздухоподогреватель под током;
вторая и третья попытки пуска аналогичны первой; при неудаче третьей попытки пуска происходит блокировка схемы и срабатывает аварийная сигнализация «Нет запуска»;
после состоявшегося пуска очередная попытка включения стартера прекращается по сигналу реле скорости (датчик Д-500); на 15 с после запуска блокируется защита по минимальному давлению масла 16,6·104 Па (1,7 кг/см2);
через 15 с схема автоматики приходит в рабочее состояние, в котором она находится до появления команды на остановку;
включение нагрузки происходит при исправности подогрева через 1 —1,5 с после появления нормального напряжения генератора (время «успокоения» системы регулирования напряжения);
при одновременном пуске двух агрегатов включается контактор только одного дизель-генератора, цепь другого контактора так же, как и цепь контактора ввода, разрывается блок — контактами контактора этого дизель-генератора. После включения контактора посылается команда на остановку второго ДГА-М. Электродвигатель вентилятора включается его контактором при повышении температуры воды до + 80° С и отключается при остановке дизеля.
Схемой автоматики предусмотрены два варианта остановки дизель-генератора: нормальная и аварийная (при работе защиты). Нормальная остановка происходит при дистанционной остановке агрегата, появлении напряжения внешней сети и повышении температуры помещения до +20° С, если дизель включался на самопрогрев.
Автоматическая остановка двигателя при появлении напряжения внешней сети осуществляется в следующей технологической последовательности:
контроль появления нормального напряжения на вводе и выдержка времени (2—3 мин) для проверки его стабильности (осуществляется в шкафу ЩАВ);
выдача команды (со шкафа ЩАВ) на отключение контактора КТ дизель-генератора в ЩДГА-М и включение контактора ввода КТВ в ЩАВ;
остановка дизеля перекрытием топлива в случае, если температура воды в радиаторе ниже +80° С, или продолжение работы дизеля на холостом ходу, если температура воды выше +80° С.
Аварийная остановка дизель-генератора с перекрытием топлива происходит при: аварийном снижении напряжения генератора, перегрузке генератора по току, снижении давления масла в системе смазки ниже 16,6·104 Па (1,7 кгс/см2), снижении уровня воды в радиаторе, незапуске дизеля с трех попыток.
Аварийная остановка с перекрытием воздуха происходит при: повышении числа оборотов дизеля выше нормы, повышении температуры воды выше +105° С, неисправности датчика, фиксирующего окончание пуска дизеля, неостановке дизеля перекрытием топлива, снижении или исчезновении напряжения в цепи управления.
Указанная технологическая последовательность автоматических операций по пуску, остановке и контролю параметров агрегата осуществляется схемой автоматического управления установок ДГА-М, которая выполнена на электромагнитных реле с применением шагового искателя ШИ-11.
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЕМ ВВОДА И АВТОМАТИЗАЦИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Автоматическое управление и контроль напряжения ввода (внешней сети), а также коммутация вспомогательного электрооборудования ДЭС осуществляется схемой автоматики ЩАВ.
Напряжение от основного источника электропитания включается на нагрузку контактами контактора КТВ. Отключение КТВ при пропадании или занижении напряжения на вводе происходит мгновенно, отключение контактора дизеля КТ и включение КТВ при появлении нормального напряжения на вводе происходят с выдержкой времени 2—3 мин. Контактор ввода КТВ и контакторы дизелей ΚТ1 и КТ2 взаимно сблокированы, что устраняет возможность одновременного подключения к сборным шинам двух несинхронно работающих источников электроэнергии.
Поддержание заданной температуры воздуха в помещении ДЭС осуществляется с помощью печей обогрева в холодное время и работы вентиляции станции. Включение печей обогрева производится при понижении температуры в помещении ДЭС до + 10° С (датчик ДТП+10). Включение вентиляции ДЭС производится при температуре помещения выше +35° С датчиком ДТП + 35, отключение при снижении температуры до +20° С — датчиком ДТП+ 20.
Управление двигателями заслонок вентиляционных каналов осуществляется контакторами от тех же датчиков ДТП + 35 (открытие заслонки) и ДТП+ 20 (закрытие заслонки).
Команда на запуск дизель-генератора для подогрева воздуха помещения (самопрогрев) поступает от датчика ДТП+ 8, остановка работающего на прогрев дизеля осуществляется при повышении температуры воздуха до 20° С от датчика ДТП + 20.
Управление подкачкой топлива в расходный топливный бак из топливохранилища предусмотрено либо вручную, либо автоматически от датчиков уровня топлива УТ-2 (нижний рабочий уровень— включение насоса) и УТ-1 (верхний рабочий уровень — отключение подкачки). При снижении уровня топлива в баке до нижнего аварийного уровня датчик УТ-3 подает сигнал в систему телесигнализации об аварии вспомогательных устройств.
Регистрация режимов работы станции производится в щите ЩАВ с помощью счетчиков количества случаев и продолжительности в (минутах): отсутствия напряжения на вводе, отсутствия напряжения на шинах гарантированного питания, работы первого, второго или третьего агрегатов. Счетчики управляются генератором одноминутных импульсов. По системе телесигнализации передаются сигналы: включения КТВ, открытия входной двери и аварии вспомогательных устройств (снижение до +5° С и повышение до +50° С температуры в помещении, отсутствие топлива в баках).
