§ 9.6. СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СЭС
Теперь, после того как рассмотрены системы автоматической стабилизации напряжения и частоты (§ 2.3), устройства синхронизации (§ 7.4), устройства автоматического распределения активных (§7.4) и реактивных (§ 7.3) нагрузок, устройства защиты генераторов (§ 6.5) и линий (§ 6.3) и другие, уместно привести общую функциональную схему автоматизированного управления СЭС. Подобные схемы (рис. 9.5) получили широкое распространение на судах современной постройки (системы ДАУ СЭС «Иртыш» и др.) В схеме объединены рассмотренные ранее частные функциональные схемы и устройства (теплоходы типа «Великий Октябрь», «50-летие комсомола» и др.).
Для пояснения работы схемы допустим, что в СЭС работает один из трех генераторов и нагрузка его увеличилась до уставки срабатывания устройства включения резерва УВР, например до Iраб = 0,85IГ.НОМ, тогда УВР через заданное время (4—8 сек), включает программу запуска резервного агрегата, причем последний задается положением ключа К. После запуска агрегата он самовозбуждается и его напряжение и частота вращения стабилизируются блоком системы стабилизации напряжения и регулятором частоты вращения ДГ. Затем в действие вступит устройство автоматической синхронизации УСГ, выравнивающее при необходимости частоты изменения напряжения (частоты вращения) работающего и запускающего агрегатов и включающее генератор на параллельную работу.
Рис. 9.5. Функциональная схема управления судовой электроэнергетической системой
После включения генератора вступает в работу устройство регулирования частоты и нагрузки (УРЧН), выравнивающее распределения активных нагрузок между генераторами при помощи прибора регулирования частоты ПРЧ, датчиков активного тока ДАТ и магнитных усилителей У. Распределение реактивных нагрузок выполняется устройствами АРВ (автоматическое регулирование возбуждения).
При перегрузке генератора (генераторов) например до Iраб=1,1 Iг.ном, если перегрузка не уменьшится за время 4—8 сек, устройство автоматической разгрузки генераторов УРГ отключит первую группу малоответственных потребителей, а затем через 4—8 сек, если перегрузка сохранится,—вторую группу и, наконец, третью группу потребителей или выключатель генератора.
Увеличение тока через генератор до тока к. з., что возможно, например, при замыкании на шинах ГРЩ, вызовет срабатывание защиты, встроенной в выключатель генератора, и его отключение от сети. Генератор будет отключен защитой, и при переходе в режим работы двигателем сработает реле обратной мощности М.
Если нагрузка на каждом из параллельно работающих генераторов или на одном из них уменьшится до 30—35% от номинальной, УВР отключит генератор или включит систему предупредительной сигнализации.
Напомним, что СЭС управляется также и такими же функциональными устройствами, как устройство непрерывного контроля изоляции системы (УКИ) и ее отдельных элементов (§ 6.3).
Таким образом, современные СЭС имеют развитую автоматизированную систему управления как в рабочих, так и в аварийных и ненормальных режимах работы.
Для повышения надежности и экономичности СЭС необходимо дальнейшее совершенствование и развитие автоматизации управления и контроля. Так, необходимо иметь разветвленную систему непрерывного и периодического контроля состояния оборудования и режима, автоматически регистрировать на пишущей машинке или самописцами отклонения всех контролируемых параметров от установленных пределов, необходимо накопление информации, позволяющей судить о состоянии оборудования и изменении его характеристик в процессе эксплуатации. Необходимо также такое построение автоматической системы управления СЭС и главной энергетической установки, чтобы после аварийного обесточивания судна ввести силовую установку в действие и восстановить ход судна в минимально возможное время и без участия вахтенного персонала. Очень важна автоматизация распознавания и ликвидации предаварийных и аварийных состояний агрегатов, систем и др.
Для решения задачи непрерывного контроля за работой электрических и механических систем и накопления информации о работе агрегатов и систем на судах все чаще устанавливают машины централизованного контроля и сигнализации (МЦК) с включением в круг контролируемых ею объектов не только агрегатов и режимов СЭС, но и главной энергетической установки и разнообразных механических систем судна (теплоходы «Котовский» [43, № 1, 1970], «Новомиргород» и др).
Работа МЦК рассматривается в курсе «Судовые электрические измерения».
Сложность управления многочисленными электрическими и механическими агрегатами судна, быстрота протекания многих процессов, особенно аварийных, задача повышения эффективности морских перевозок, в том числе за счет сокращения численности экипажа судна, требуют наряду с автоматизацией СЭС автоматизации главной энергетической установки, автоматизации получения и обработки навигационной и метеорологической информации и судовождения.
Рис. 9.6. Схема функциональных связей ЭВМ на танкере «Сейко Мару»:
1 — помещение ЦПУ; 2— машина централизованного контроля; 3 — устройство регистрации маневров; 4 — щит и пульт ЦПУ; 5 — помещение машинного отделения; 6—главный двигатель; 7 — аппаратура системы ДАУ главного двигателя; 8 — аппаратура системы ДАУ вспомогательными механизмами; 9 — щиты местной сигнализации ДАУ общесудовых систем; 10 — аппаратура общесудовых цистерн; 11 — аппаратуры системы ДАУ и общесудовых систем; 12 — автоматизированные сепараторы; 13 — автоматизированные компрессоры; 14 — блок управления вспомогательным котлом; 15 — блок управления утилизационным котлом; 16 — вспомогательный котел; 17 — утилизационный котел; 18 расходная топливная цистерна; 19 — система автоматизации дизель-генераторов; 20 — дизель-генераторы; 21 — ГРЩ; 22 — общесудовые цистерны; 23 — помещение судовой ЭВМ; 24 — ЭВМ; 25—установка точного времени; 26 — гирокомпас; 27 — лаг; 28 — рулевая рубка; 29 — пульт управления силовой установкой; 30 — система предупреждения столкновения; 31 — рулевой пост; 32 — штурманская рубка; 33 — автоматическая регистрация навигационных данных; 34 — помещение радиостанции; 35— радиостанция; 36 — антенна радиостанции; 37 — антенна системы определения позиции судна через спутники; 38 — антенна системы предупреждения столкновения; 39 — центральный пост управления грузовыми операциями; 40 — записывающее устройство; 41 — панель автоматического управления грузовыми операциями; 42 — дистанционно управляемые клапаны трубопроводов; 43—датчик уровня груза; 44— грузовой танк; 45—насосное отделение; 46 — грузовые насосы
На современных судах наблюдается стремление к объединению судовых систем управления в единый общесудовой комплекс на основе применения электронных вычислительных (управляющих) машин (ЭВМ). Есть сторонники и децентрализированных систем управления со специализированными ЭВМ. Применение ЭВМ особенно полезно при решении задач, требующих участия логики и памяти. ЭВМ расширяют также возможности выполнения вычислительных операций, связанных со статистической обработкой поступающей информации, диагностикой событий, выбором оптимальных режимов и др.
К 1972 г. построены и эксплуатируются десятки судов с высокой степенью автоматизации на базе применения ЭВМ.
Рисунок 9.6 дает представление о функциональных связях ЭВМ на танкере «Сейко Мару».
