Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В данной работе предлагается для рассмотрения техническое обслуживание АВВ в составе судового рулевого электропривода, сконструированного по схеме Г-Д.

Основными элементами реле АВВ являются практически все элементы его конструкции.

Работа начинается с расчётов и выбора основного оборудования рулевого электропривода в режиме «ход по курсу». Одному из которых, двигателю постоянного тока, реле оказывает защиту от перегрузки по току.

Предлагаются два вида технического обслуживания - по фактическому состоянию и с регламентированным контролем в течение рейса судна. Первый вид технического обслуживания требует задания конкретного признака неисправности элементов АВВ и поиска места дефекта обычными способами диагностики. Второй вид технического обслуживания требует выбора для конкретного вида электрооборудования в течение рейса судна.

Для рассмотрения в работе предлагается судовой рулевой электропривод с электромеханической передачей управляющего воздействия на перо руля судна пассажирского типа. Данный тип судов имеет среднее водоизмещение и нагрузки на перо руля при движении незначительны, поэтому рулевой привод с электромеханической передачей находит широкое применение на пассажирских судах до настоящего времени.

При правильно выбранном техническом обслуживании электромеханической системы данного типа электропривода показатели надёжности его работы находятся на хорошем техническом уровне, что следует из опыта эксплуатации.

По сравнению с электрогидравлическими судовыми приводами из-за отсутствия элементов системы гидравлики электромеханические приводы имеют показатели надёжности иногда выше для всей системы в целом.



1. Характеристика объекта технического обслуживания (АВВ)

Автоматический Воздушный Выключатель - электрический аппарат, который способен включать, проводить и отключать электрический ток. Автоматическое отключение электрической цепи происходит при перегрузках и коротком замыкании. Воздушным называют выключатель потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами в момент отключения, гасится в среде окружающего воздуха. Особое место среди коммутационной аппаратуры занимают выключатели напряжения свыше 1000 В. Они служат для включения и выключения электрических цепей в любых режимах работы, наиболее сложными из которых является отключение токов КЗ и выключение выключателя на существующее КЗ данной работе предлагается для технического обслуживания АВВ в судового рулевого электропривода. В состав АВВ входит множество элементов, показатели надёжности которых неодинаковы. Ряд элементов, отказы которых носят внезапный характер, не обладают ремонтопригодностью и требуют замены после выхода из строя.

Обнаружение неисправностей здесь для работающей системы управления возможно только путём периодических проверок. АВВ в данной работе по техническому обслуживанию представлены двумя типами - обычным электромагнитным АВВ серий АМ и АМ-М. Данные серии АВВ подвержены ремонту и техническому обслуживанию во время рейса судна. Основные элементы данных серий АВВ подвержены влиянию физического старения, постепенно изменяют свои свойства во времени (износ электрических и механических частей). Работоспособность элементов АВВ может быть восстановлена в процессе обслуживания, которое предусматривает замену и регулировку ещё исправных элементов АВВ, достигших определённого возраста и степени износа.

Рулевой электропривод - система многократного действия. Продолжительность рабочих и нерабочих периодов определяется длительностью рейса и стоянок, являющихся в общем случае непостоянными.

В настоящее время в практике деятельности судовых электромеханических групп МКО можно выделить два основных вида технического обслуживания АВВ, также как и других видов электрооборудования на судне:

автоматический воздушный выключатель генератор рулевой электропривод



2. Расчет и выбор электродвигателей и генератора по схеме Г-Д

2.1. Расчет мощности и выбор рулевого электродвигателя

2.1.1. Максимальный момент на валу рулевого двигателя

где М_Бмакс - максимальный момент на баллере руля;

i - полное передаточное число привода;

з - КПД механической передачи.

2.1.2. Момент холостого хода на валу рулевого двигателя

2.1.3. Момент стоянки рулевого двигателя под током

2.1.4. Частота вращения рулевого двигателя при холостом ходе

где д_макс - максимальный угол перекладки руля (из задания);

Т - время перекладки руля с борта на борт.

2.1.5. Номинальный момент рулевого двигателя

2.1.6. Номинальная расчетная частота вращения рулевого двигателя

2.1.7. Номинальная расчетная мощность рулевого двигателя

2.1.8. По значениям Р_нр и n_нр из приложения 1 выбирается электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением для кратковременного получасового или часового режима работы водозащищенной формы исполнения.

ДПМ 21 (1450 об/мин) (5.5 кВт) (ток 31,5 А) КПД 81%.

2.2. Проверка рулевого двигателя на нагрев в режиме «ход по курсу»

2.2.1. Перерасчет заданного передаточного числа привода.

Если номинальная частота вращения выбранного из каталога двигателя не соответствует расчетной частоте вращения, то необходимо сделать перерасчет заданного передаточного числа привода

где i' - исправленное передаточное число привода;

i - заданное передаточное число (из задания);

n_н - частота вращения выбранного из каталога двигателя;

n_нр - расчетная номинальная частота вращения рулевого двигателя.

2.2.2. Перерасчет моментов на валу рулевого двигателя.

После перерасчета передаточного числа привода, необходимо пересчитать моменты на валу рулевого двигателя

где M_j - определенные ранее моменты М_макс, М_х, М_с;

- коэффициент пересчета.

Таким образом

2.2.3. Исправленная частота вращения холостого хода рулевого двигателя

где n_н - номинальная частота вращения выбранного из каталога двигателя.

2.2.4. Время одной полной перекладки руля

2.2.5.

где 1 час = 3600 с;

- число полных перекладок руля в час на угол (0є - д_k - 0є) в режиме «ход по курсу» (из задания).



2.2.6. Время работы электродвигателя с учетом запаздывания привода

где t₀=(1-2) с - время запаздывания привода.

2.2.7. Средняя частота вращения электродвигателя за одну полную перекладку руля

2.2.8. Для определения среднего момента необходимо построить нагрузочную диаграмму на валу электродвигателя, изображенную на рисунке 2.1. На диаграмме выделить участок, соответствующий режиму «ход по курсу», т.е. ограниченный углами [(-д_k)-(+д_k)]. На выделенном участке диаграммы [(-д_k)-0] необходимо определить средний момент М_ср1 при перекладке руля от борта к диаметральной плоскости. Здесь средний момент равен моменту холостого хода, т.е. М_ср1 = М_х.

Рис. 2.1 - Нагрузочная диаграмма на валу электродвигателя

На участке диаграммы [0-(+д_k)] необходимо определить средний момент М_ср2 при перекладке руля от диаметральной плоскости к борту. Для этого на диаграмме следует провести горизонтальную линию так, чтобы заштрихованные площади S₁ и S₂ были равны. Эта линия будет соответствовать среднему моменту М_ср2.

Средний момент за одну полную перекладку определяют

Значения моментов М_ср1 и М_ср2 определяют также графически, используя масштаб нагрузочной диаграммы.

2.2.9. Построение механической характеристики двигателя для обеспечения перекладки руля с борта на борт.

Уравнение механической характеристики имеет вид:

В эту формулу вместо момента «М» следует поочередно подставить значения M'_c, М'_макс, М'_x, М=0 и получить соответствующие частоты вращения.

Результаты расчетов необходимо разместить в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Результаты расчетов

	М'c	М'макс	М'х	М=0
М, Нм	54,5	34	8,5	0
n, об/мин	0	1542	2360	2511

По данным таблицы строят механическую характеристику электродвигателя для перекладки руля с борта на борт согласно рисунку 2.2.

Рис. 2.2 - Механические характеристики рулевого электродвигателя

2.2.10. Построение механической характеристики двигателя для перекладки руля в режиме «ход по курсу».

С помощью параметров n_ср (п. 2.2.6) и М_ср1 (п. 2.2.7) на рисунке 2.2 необходимо обозначить точку "X", через которую должна проходить искомая механическая характеристика "В".

При перекладке руля в режиме «ход по курсу» якорь двигателя получает от генератора (схема Г-Д) пониженное напряжение. Следовательно, механическая характеристика "В" должна проходить параллельно характеристике "А".

Построение механической характеристики "В" выполняют следующим образом:

- из точки "X" восстанавливают перпендикуляр, пересечение которого с характеристикой "А" образует точку "W";

- от характеристики "А" вертикально вниз 5-6 раз откладывают расстояние, равное расстоянию между точками "X" и "W";

- через полученный ряд точек строят механическую характеристику "В".

2.2.11. Определение частоты вращения двигателя в режиме «ход по курсу» при перекладке руля на участках [(-д_k)-0] и [0-(+д_k)].

Значение моментов М_ср1 и М_ср2 (п. 2.2.7) откладывают на механической характеристике "В", изображенной на рисунке 2.2. Для этих моментов графически определяются соответствующие значения n_ср1 и n_ср2.

2.2.12. Определение времени перекладки руля на участках [(-д_k)-0] и [0-(+д_k)].

2.2.13. Суммарное время работы двигателя за одну полную перекладку руля.

где t₀=(1-2) c - время запаздывания привода.

2.2.14. Определение среднеквадратичного момента при работе двигателя в режиме «ход по курсу»

где М_х и М₃ - из диаграммы, изображенной на рисунке 2.1.

2.2.15. Определение мощности рулевого электродвигателя при длительной работе в режиме «ход по курсу».

где n_k - частота вращения двигателя, соответствующая моменту М_ср.кв., определяется графически на механической характеристике "В", изображенной на рисунке 2.2.

Рулевой двигатель обеспечивает данный режим работы при условии , где Р_нр - номинальная расчетная мощность двигателя.

2.3. Расчет мощности и выбор генератора и приводного двигателя схемы Г-Д

2.3.1. Расчет мощности и выбор генератора.

Номинальная мощность генератора

где Р_нр - номинальная расчетная мощность рулевого двигателя;

з_н - номинальный КПД рулевого двигателя.

Генератор выбирают согласно таблицы 3 приложения с учетом номинального напряжения выбранного рулевого двигателя.

П42М (8 кВт) (39 А) (КПД 80 %) (2850 об/мин).

2.3.2. Расчет мощности и выбор приводного двигателя.

Номинальная мощность приводного двигателя

где з_н1 - номинальный КПД выбранного генератора.

В качестве приводного двигателя выбран асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором из таблицы 4 приложения с учетом номинальной частоты вращения выбранного генератора и напряжения судовой сети.

А02-51-2М (10 кВт) (19 А) (КПД 88 %) (2880 об/мин).

3. Разработка принципиальной схемы рулевого электропривода

3.1 Выбор элементов схемы

3.1.1. На рисунке 3.1 представлен один из возможных вариантов схемы рулевого электропривода, выполненной по схеме Г-Д.

Рис. 3.1 - Схема управления рулевого электропривода по схеме Г-Д с кнопочным постом

Условные обозначения, принятые на схеме: - F - предохранители, необходимые для защиты схемы управления от токов К.З.; - G - генератор; - H1, Н2, НЗ - сигнальные лампочки;

- К1 - грузовое реле, обеспечивающее защиту двигателя от перегрузки по току, переводя его работу на меньшую скорость;

- К1.1 - контакт грузового реле;

- К2 - электротепловое реле защиты асинхронного двигателя от перегрузок по току, отключает двигатель при перегрузке;

- LG1, LG2 - обмотки возбуждения генератора;

- LM2 - обмотка возбуждения двигателя;

- M1 -приводной электродвигатель;

- М2 - исполнительный электродвигатель;

- Q - автомат, обеспечивающий защиту от К.З.;

- R1 - сопротивление, регулирующее частоту вращения двигателя;

- R2 - сопротивление, обеспечивающее переключение двигателя на малую скорость;

- R3, R4 - разрядные сопротивления, защищающие обмотки от пробоя изоляции при отключении питания;

- R5 - сопротивление, регулирующее яркость горения ламп;

- S1, S2 - контакты конечных выключателей, отключающие двигатель при достижении максимального угла перекладки;

- SB1, SB2 - кнопки управления «лево», «право»;

- SB3 - кнопка «ускоренно»;

- UZ - выпрямитель.

3.2. Принцип работы схемы судового рулевого электропривода

3.2.1. При включении автомата Q подается питание на двигатель M1 и на выпрямитель UZ. Двигатель M1 начинает вращать генератор G1.При скачке по току выше допустимого сработает электротепловое реле защиты.

3.2.2. При замыкании выключателя S1, питание поступает на схему управления, при этом обмотка возбуждения двигателя LM2 создает магнитный поток. Схема готова к работе.

3.2.3. Для переключения руля влево необходимо нажать кнопку SB1, при этом получит питание обмотка LG1 и создаст магнитный поток генератора.

3.2.4. Генератор G1 возбудится и подаст питание на рулевой двигатель М2. Двигатель начнет перекладку руля влево. Для увеличения скорости перекладки руля необходимо дополнительно нажать кнопку SB3. При этом ток возбуждения в обмотке LG1 возрастет, напряжение генератора G1 увеличится и двигатель М2 начнет работать с большей скоростью.

3.2.5. При отключении кнопки SB1 двигатель М2 теряет питание и переходит в режим динамического торможения.

3.2.6. Перекладка руля вправо происходит аналогично. При этом рулевой двигатель М2 реверсируется за счет изменения полярности напряжения на якоре.

3.2.7. Если в процессе работы рулевого электропривода нагрузка на валу двигателя M2 недопустимо увеличится, сработает грузовое реле (реле тока) K1 и разомкнет свой контакт K1.1. При этом ток возбуждения генератора G1 уменьшится, напряжение генератора уменьшится, рулевой двигатель начнет вращаться с меньшей скоростью и, следовательно, ток в цепи якоря двигателя уменьшится. Исходя из расчётов, данных в задании, мощности и выбора электродвигателя и генератора далее следует провести расчёт мощности СЭС и выбрать генератор и трансформатор.



4. Расчет мощности судовой электрической станции и выбор генератора и трансформатора

4.1. Принципиальная схема судовой электрической станции

4.1.1. Принципиальная схема судовой электрической станции изображена на рисунке 4.1.

Рис. 4.1 - Схема судовой электрической станции

Условные обозначения, принятые на схеме:

- K1, K2 - контактор секционный;

- Q1, Q2 - автоматический аппарат;

- ВГ - валогенератор;

- Г - генератор;

- ГД - главный двигатель;

- РЭП - рулевой электропривод;

- Т - трансформатор;

- Ф - силовой фидер;

- ЩПБ - щит берегового питания.



4.2. Таблица расчета судовой электрической станции и выбор генератора и трансформатора

4.2.1. Расчет судовой электростанции представлен в таблице 4.1.

	Кол-во одинакового оборудования	Номинальная мощность, квт	Номинальные данные приемника	Коэффициент использования	Потребляемая мощность	Режим ном. (средний ход)
					единичная	суммарная
			Тип (эл. двигателя)	Мощность, квт	КПД	Cos y		Активная, Р квт	Реактивная Qквар	Активная nPквт	Реактивная nQквар	Коэф. загрузки машины	Коэф. одновремности	Актив. мощность	Реактив. мощность
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Палубные механизмы
Рулевая машина	1	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	6,25	5,5	1	1	6,25	5,5
Брашпиль	1	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	6,25	5,5	1	1	6,25	5,5
Компрессор	1	2	Пер	2,80	0,7	0,8	0,7	2,80	2,5	2,80	2,5	1	1	6,25	5,5
Масленный насос	2	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	12,5	11	1	1	6,25	5,5
Пожарный насос	1	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	6,25	5,5	1	1	6,25	5,5
Осушительный насос	2	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6.25	5,5	12,5	11	1	1	6,25	5,5
Радиостанция	2	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	12,5	11	1	1	6,25	5,5
Трансформатор	3	5	Пер	6,25	0,8	0,8	0,8	6,25	5,5	18,75	16,4	1	1	6,25	5,5
Суммарная мощность приемников также с учетом коэффициента одновременности (Ко)	Постоянно работающих	18,75	11,25
	Периодически работающих	-	-
	Эпизодически работающих	32,24	40,3
	Итого	47,24	59,05
	Постоянно работающих Ко=0,9-1	15	18,75
	Периодически работающих Ко=0,5-0,8	-	-
	Эпизодически работающих Ко=0,1-0,4	9,7	12,09
	Итого	24,6	30,84
То же с учетом потерь в сети(5%) P, Q	25,9	32,3
Полная мощность (кВт)	41,4
Средневзвешенный коэффициент мощности	0,8

4.2.2. Генератор выбирают из каталога по мощности P с учетом параметров его приводного устройства двигателя (дизель, турбина, вал).

Для двигателя основным параметров является частота вращения и мощность на выходном валу.

Выбираем синхронный генератор типа МСК 83-4 мощностью 50 кВт.

4.2.3. Трансформатор выбирают из каталога по выходному напряжению на клеммах устройства и мощности.

Выбираем трансформатор типа 0З-63 мощностью 63 кВ·А.



5. Техническое обслуживание коммутационных устройств (АВВ) в составе судового рулевого электропривода

5.1. ТО и ремонт по фактическому состоянию АВВ

(Автоматический выключатель не выключается)

5.1.1. Обеспечение безопасной работы при заданном виде технического обслуживания:

- отключить рулевой электропривод от электрической сети;

- снять напряжение с автоматов;

- промерить сопротивление изоляции и проверить заземление двигателя постоянного тока;

- надеть специальную экипировку для обслуживания (резиновые перчатки, сапоги, фартук).

5.1.2. Если в результате профилактики неисправность обнаружить не удаётся, то переходим к определению места дефекта с использованием диагностических мер.

5.1.3. Используем способ технического обслуживания по фактическому состоянию объекта. Для этого по заданному признаку неисправности, используя наиболее эффективный способ поиска, определяем место дефекта.

5.1.4. Алгоритм 1 - поэлементный способ. Поиск дефекта осуществляют проверкой функциональных элементов системы по одному по определённой программе. Когда дефектный элемент обнаруживают, его заменяют или восстанавливают, а затем проверяют работоспособность всей системы в целом. Если система оказывается неработоспособной, то проводят поиск следующего дефектного элемента, причём поиск начинают с той проверки, при которой был обнаружен первый дефектный элемент. Затем после устранения второго дефекта снова проверяют работоспособность системы и т.д.

5.1.5. Алгоритм 2 - групповой способ. Поиск дефекта проводят путём разделения электрической системы (объекта) на отдельные группы элементов, обычно, исходя из конструктивных особенностей системы (объекта). Затем определяют группу элементов, в которой имеется дефект. Внутри этой группы выявляется дефектный элемент путём последовательного деления этой группы на подгруппы. В дефектной группе поиск ведётся поэлементным способом согласно п. 3.1.4.

5.1.6. Алгоритм 3 - комбинационный способ. Поиск дефекта проводят путём измерения определённой совокупности параметров. На основе их анализа делают заключение о дефектном элементе. Выбор минимальной совокупности параметров повышает эффективность данного способа. Последовательность проверок значения не имеет, так как для поиска дефекта контролируют (в любом порядке) полную совокупность определяющих параметров, устанавливают параметры, находящиеся вне допустимых пределов, и по кодовому числу (двузначный код состояния) определяют дефектный элемент.

5.1.7. В сложных электрических системах (объектах) для поиска дефекта наилучшая программа поиска может быть реализована путём комбинированного использования рассмотренных выше способов: комбинационного способа - для поиска неисправного функционального блока, способа групповых проверок - для поиска неисправного узла, каскада, способа поэлементных проверок - для поиска неисправных элементов.

5.1.8. Алгоритм 4 - логический способ. При данном способе поиска дефекта учитывают дополнительную информацию, получаемую при выполнении проверок. Логический поиск иногда называют способом «проб и ошибок», так как поиск дефекта ведут путём проверки выдвинутых при анализе проявлений дефекта гипотез о возможных причинах дефекта. В процессе выполнения проверок гипотез выдвигают уточняющие гипотезы о причине дефекта, которые также проверяются, и так далее до обнаружения дефекта. Логический способ не исключает возможность одновременного применения формальных способов (поэлементного и группового) на отдельных этапах поиска дефекта.

5.1.9. Выбираем наиболее эффективный способ с объяснением причины выбора. Выбираем способ поиска - логический, так как в соответствии с техническим заданием признак неисправности, характеризующий работу АВВ, может быть вызван целым рядом причин неисправностей разного по типу элементов оборудования.

5.1.10. Перечислим некоторые причины неисправности:

- ослабела пружина и отключающий валик не возвращается в исходное положение;

- повреждена катушка нулевого провода;

Гипотетически предположив, что эпизодический незапуск двигателя может быть вызван только заеданием АВВ, можно за основную причину незапуска принять:

- отключающий валик заедает и, отойдя при взводе, не возвращается в исходное положение;

5.1.11. После нахождения логическим способом дефектного функционального элемента необходимо выбрать способ проверки для установления непосредственного места дефекта. В зависимости от конкретных условий эксплуатации, конструктивных особенностей и элементной базы, квалификации обслуживающего персонала, признаков дефекта, наличия соответствующего комплекта ЗИП в практике эксплуатации судового электрооборудования и электрических систем автоматики находят применение следующие способы:

- внешний осмотр;

- замена блока (или его элемента);

- исключение блока (или его элемента) из схемы;

- введение дефекта;

- промежуточные измерения;

- характерный признак.

Далее необходимо перейти к выбору способа определения места неисправности.

5.1.12. Способ 1 - внешний осмотр. Данным способом обнаруживают отказ элементов по различным признакам:

- механическим повреждениям электрического монтажа, изоляции, конструктивных элементов;

- плохим контактным соединениям;

- необычному виду элементов (почернение, следы нагара);

- свечению ламп;

- искрению, дыму, круговому огню;

- степени нагрева элементов и т.п.

Способ чаще применяется как вспомогательный, так как может быть использован при наличии внешних признаков отказа. Однако, большинство отказов элементов судового электрооборудования и электрических систем автоматики не сопровождается явными внешними признаками.

5.1.13. Способ 2 - замена блока (или его элемента). Данным способом предполагаемый дефектным элемент, блок, узел заменяют исправным. Если работоспособность системы восстанавливается, то делают заключение об отказе замененного элемента.

Способ позволяет одновременно обнаружить и устранить дефект, он прост в реализации и обеспечивает быстроту проверки, но имеет ряд недостатков:

- необходимость большого количества разнообразных блоков, узлов, элементов в комплекте ЗИП;

- отсутствие возможности выявления причин отказа;

- вероятность отказа вновь установленного элемента из-за нарушения режима работы.

Способ замены целесообразно применять, когда проверяемый элемент является недорогим и легко снимаемым.

5.1.14. Способ 3 - исключение блока (или его элемента) из схемы. Способ заключается в том, что проверяемый элемент отключается, т.е. шунтируется. Если при этом признак отказа системы устраняется, то делают вывод об отказе отключаемого (шунтированного) элемента. Этот способ позволяет быстро обнаружить дефектный элемент, особенно при отказе типа «КЗ», но может применяться только для тех элементов, отключение которых не вызывает других отказов в системе.

5.1.15. Способ 4 - введение дефекта. Способ реализуют путём отключения или шунтирования участка электрической цепи, отключения питания от какого-либо блока, т.е. путём введения дополнительного дефекта и наблюдения за признаками этого дефекта. По признакам дополнительного дефекта делают вывод о характере основного дефекта.

5.1.16. Способ 5 - промежуточные измерения. С помощью КИП измеряют параметры блока или непосредственно его элементов. Результаты измерений сравнивают с данными эксплуатационной документации и на основании этого делается вывод о состоянии блока (элемента). Способ применим при наличии информации о параметрах проверяемого элемента, необходимых КИП, а также в случае доступности соответствующих точек для выполнения измерений.

5.1.17. Способ 6 - характерный признак. Способ состоит в том, что на вход проверяемого блока подают тестовый сигнал с заданными характеристиками. По характерным признакам выходного сигнала делают вывод о месте дефекта. Способ целесообразно применять при наличии устройств, вырабатывающих тестовый сигнал и анализирующих сигнал на выходе проверяемого блока.

5.1.18. Выбираем наиболее эффективный способ определения места дефекта с объяснением причины выбора. В нашем случае признак дефекта - автоматический выключатель не выключается. Определяем место неисправности «способом внешнего осмотра» при частичной разборке, так как повреждение нулевой катушки можно определить визуально. Чертеж конструкции АВВ изображен на рисунке 1 приложения.

5.1.19. Ремонт выполняем путём замены катушки нулевого расцепителя.

5.2. Техническое обслуживание АВВ в рейсе.

5.2.1. Выбираем вид ТО - регламентированное техническое обслуживание с периодическим контролем технического состояния основных элементов АВВ. Рассмотрим выбранный вид технического обслуживания в течение кругового линейного рейса судна пассажирского типа, изображённого на рисунке 5.1.

5.2.2.

Рис. 5.1 - Диаграмма кругового линейного рейса судна

5.2.3. При стоянке в порту электропривод рулевого устройства не задействован, поэтому время эксплуатации состоит из чередующихся интервалов времени работы t_p (переходов) и t_п (простоев в порту), обусловленных ремонтом электропривода после возможных отказов в работе и выполнением ТО.

5.2.4. В качестве показателя надёжности, характеризующего систему обслуживания, применим комплексный показатель - коэффициент технического использования

где t_p и t_п - суммы средних наработок и простоев электропривода в течении рейса.

5.2.5. При ТО с периодическим контролем параметров АВВ, характерным для устранения не предотвращаемых отказов, контроль технического состояния проводим с целью проверки ТС и определения работ по поддержанию или восстановлению технического состояния. В результате контроля выявляются элементы с параметрами, значения которых близки к предельным, а также отказы, которые не были обнаружены (не проявились) до проведения проверки. Периодический контроль ТС особенно важен для судового электрооборудования, длительно работающего в рейсе, а так же находящегося в режиме ожидания (например, средства защиты), поэтому в нашем случае эксплуатации рулевого электропривода данный вид контроля является определяющим.

5.2.6. Охарактеризуем основные этапы эксплуатации АВВ в составе рулевого судового электропривода в течение рейса судна:

- подготовка и ввод в действие;

- обслуживание во время работы;

- техническое обслуживание.

5.2.7. Во время эксплуатации судна необходимо периодически проверять уставки защиты, чтобы убедиться в том, что защита работоспособна. Рекомендуемая периодичность проверок - один раз в год. Проверка необходима также после каждого ремонта или замены узлов в аппаратах и устройствах защиты.

5.2.8. Проверку уставок аппаратов и устройств защиты следует производить на их штатных местах, т.е. в условиях, соответствующих реальным условиям эксплуатации (по температуре окружающей среды, уровню вибрации, влиянию электромагнитных полей, ферромагнитных масс и др.).

5.2.9 При ТО механической части генераторных АВ рекомендуется руководствоваться следующим типовым перечнем работ:

- очистка АВ от пыли, грязи, следов смазки;

- проверка плотности контактных и крепежных соединений;

- проверка состояния пружин;

- проверка наличия смазки в подшипниках и шарнирных соединениях, редукторе электродвигательного привода;

- проверка одновременности замыкания и отсутствия перекоса контактов;

- проверка механических указателей АВ (коммутационного положения, состояния пружинного механизма, срабатывания расцепителей и др.);

- проверка срабатывания АВ путем ручного воздействия на якоря расцепителей при включенном АВ. Одновременно проверяется невозможность включения АВ, если якорь минимального расцепителя не прижат.

5.2.9. При обслуживании АВ выдвижного исполнения следует проверять работу устройства безопасности. При попытке ввода АВ во включенном положении он должен отключиться прежде, чем соприкоснутся изолирующие контакты. Если же АВ выдвигается во включенном положении, он должен отключиться прежде, чем разомкнутся изолирующие контакты.

5.2.10. ТО электрической части генераторных АВ заключается в обслуживании контактов и дугогасительных камер, проверке стабильности и регулировке (при необходимости) уставок расцепителей.

5.2.11. После каждого отключения тока КЗ необходимо, не дожидаясь плавного срока проведения ТО, выполнить следующие работы:

- удалить с контактов копоть и капельки металла (не нарушая формы контактов). Применение наждачного полотна и полировка контактов не допускаются. Копоть, образующаяся на контактах с серебряными накладками, удаляется ветошью, смоченной рекомендованным моющим средством. Потемнение таких контактов не является признаком их неисправности;

- оценить состояние контактов. Дугогасительные контакты следует заменять, если их толщина в месте соприкосновения окажется уменьшившейся примерно на 1/3. Главные контакты подлежат замене при износе серебряного покрытия под действием дуговой эрозии и сил трения до медной основы;

- удалить брызги металла и копоть с изоляционных поверхностей, внимательно осмотреть их на предмет обнаружения следов пробоя или трекинга;

- осмотреть дугогасительные камеры, удалить с них частицы металла, убедиться, что металлические пластины деионной решетки не деформированы, а внутренние поверхности камер не имеют значительного обгорания

5.2.11 . Особое внимание в эксплуатации должно быть уделено состоянию изолирующих контактов выдвижных АВ. Основной их неисправностью является уменьшение силы контактного нажатия, приводящее к перегреву. О наличии перегрева свидетельствует потемнение контактов, что легко заметить при регулярных осмотрах. Для дистанционного измерения температуры изолирующих контактов целесообразно использовать неконтактный термометр.

5.2.12 Предупредительную сигнализацию о высокой нагрузке генераторного агрегата (ГА) следует настраивать на 85-95% номинальной нагрузки с выдержкой времени не менее 10 с. Защиту ГА от перегрузки путем отключения части потребителей рекомендуется настраивать следующим образом:

- Для дизель-генераторов (ДГ): при нагрузке 110% - отключение первой группы потребителей с выдержкой времени не менее 10 с, при нагрузке 120% и большей - отключение всех групп потребителей без выдержки времени.

- Для валогенераторов (ВГ) защита от перегрузки может быть настроена на предельные для генератора полный ток и время отключения.

- С уменьшением располагаемой мощности ГА в связи с ухудшением их технического состояния мощность потребителей, отключаемых при перегрузке, должна увеличиваться.

- Уставки по нагрузке и по времени при отключении генераторов вследствие перегрузки должны быть настолько большими, насколько это допустимо, исходя из перегрузочных характеристик генераторов и приводных двигателей.

5.2.13 Проверку электромагнитных расцепителей перегрузки прямого действия в АВ следует производить методом непосредственного нагружения ГА судовыми электропотребителями или с помощью специального нагрузочного устройства. При невозможности создать необходимую нагрузку в силовой цепи проверка срабатывания защиты имитируется ручным воздействием на якоря расцепителей включенного АВ с целью его отключения. Для проверки АВ с электронными расцепителями должны использоваться специальные устройства проверки, выпускаемые для этой цели фирмами-изготовителями таких АВ Проверка блоков перегрузки в комбинированных защитных устройствах (КЗУ) должна производиться, используя схемы, воспроизводящие требуемые значения тока защиты во вторичных обмотках измерительных трансформаторов тока, питающих КЗУ (симулирующие схемы).

5.2.14 Электромагнитные расцепители прямого действия защиты от КЗ допускается проверять ручным воздействием на якоря расцепителей включенного АВ с целью его отключения. При этом АВ должен быть электрически изолирован от соответствующей секции ГРЩ, либо эта секция должна быть полностью обесточена. Электронные расцепители КЗ должны проверяться с помощью специальных устройств проверки, выпускаемых для этой цели фирмами - изготовителями таких АВПроверка блоков КЗ в КЗУ должна производиться, используя симулирующие схемы проверки. Наличие селективности защиты при КЗ может быть в первом приближении проверено установлением наличия временной задержки отключения в АВ генератора или в соответствующем блоке КЗУ.

5.2.15 Рекомендуется проверку защиты от обратной мощности производить непосредственно переводом каждого генератора в двигательный режим. Для этого при параллельной работе двух ГА воздействуют дистанционно на регуляторы частоты вращения приводных двигателей, постепенно разгружают один из генераторов и переводят его в двигательный режим. Наблюдая за повышением мощности нагрузки второго генератора, определяют значение, при котором аппаратура защиты от обратной мощности сработает и отключит АВ генератора. Аналогично проверяется защита другого генератора. В распределительной сети судовой электроэнергетической системы переменного тока во всех ответвлениях должна предусматриваться защита от КЗ и перегрузок. Методика проверки тепловых расцепителей сетевых АВ практически не отличается от методики проверки ЭТР в пускателях и станциях управления (см. п.7.3). При проверке правильности настройки электромагнитных расцепителей АВ следует проверять ток срабатывания, а для селективных сетевых АВ - также и время замедления срабатывания в зоне токов КЗ. Проверка уставок АВ с полупроводниковыми максимальными расцепителями должна производиться, как правило, с помощью специальных испытательных устройств, выпускаемых изготовителями АВ.

5.2.16 Для предотвращения возможного недопустимого перегрева контактов постоянно включенных АВ из-за увеличения контактного переходного сопротивления рекомендуется раз в три месяца несколько раз включить и выключить АВ без тока. Во избежание механических повреждений пластмассового корпуса АВ не допускается чрезмерный затяг контактных соединений. При обслуживании АВ следует пользоваться динамометрическим ключом и предписанными в заводских инструкциях значениями затяга.

5.2.17 Если сетевой АВ начинает необоснованно отключаться ( при длительном протекании рабочего тока или пусках электродвигателя) и отсутствует возможность регулировки или замены максимального расцепителя, следует установить другой АВ с ближайшим большим током расцепителя. Если возможность регулировки имеется (в виде градуированной шкалы, стрелок "больше-меньше" и др.), следует несколько увеличить уставку и произвести проверку расцепителя с тем, чтобы установить новые параметры срабатывания защиты.



6 Техника безопасности при работе с электрооборудованием

6.1. В разделе 5 были отмечены основные действия для обеспечения безопасной работы с основным оборудованием электромеханической системы (АСД-Г-Д) при проведении технического обслуживания.

Более детально охарактеризуем эти действия:

- отключить двигатели и генератор от электрической сети;

- промерить сопротивление изоляции и проверить заземление системы (АСД-Г-Д);

- приготовить специальный инструмент для проведения ремонта в судовых условиях и обеспечить нормальное освещение рабочего места.

6.2. При работе с полностью снятым напряжением должны быть отключены токоведущие части, на которых выполняется работа, и доступные прикосновению при выполнении работ. Асинхронный двигатель полностью отключается от находящихся под напряжением токоведущих частей с помощью размыкания контактов аппарата защиты Q с трёхфазной сетью.

Для предотвращения подачи напряжения к месту работы необходимо: отключить от силового фидера АСД все связанные с ним силовые, измерительные и другие устройства со стороны высшего и низшего напряжения. При работе без переносных заземлений принять дополнительные меры (применить изолирующие прокладки между контактами аппарата защиты Q или отсоединить от концов питающей линии).

На рукоятках коммутационных аппаратов (контакторов), при помощи которых может быть подано напряжение к месту обслуживания, вывесить запрещающие таблички «НЕ включать!!! Проводятся работы».

6.3. При измерении сопротивления мегомметром прежде всего необходимо убедиться в том, что измеряемая цепь отключена и приняты меры, исключающие прикосновение людей к проводной системе, оказавшейся под создаваемым мегомметром собственным напряжением. Заземления проверяются на правильность присоединения кабеля к заземляемым объектам и к объекту, на который заземляемся, и на повреждения кабеля.

6.4. Требования к безопасной работе с электроинструментом не выдвигаем, так как не используем. Освещение переносное не используем, так как имеется штатное.



Заключение

Результатом выполненной работы является выбор эффективного технического обслуживания двух видов.

Первый вид - ТО по фактическому техническому состоянию АВВ (после отключения электродвигателя постоянного тока АВВ не выключался вследствие заедания остался включённым, двигатель не запускается для поворота рулевого устройства) с определением места дефекта (неисправности) и использованием логического способа поиска неисправности.

Второй вид - ТО с регламентированным периодическим контролем технического состояния основных элементов АВВ асинхронного двигателя в течение рейса судна с учётом всех переходов и стоянок.

Периодический контроль технического состояния АВВ особенно существенен для систем длительно находящихся в режиме ожидания или хранения.

Выбранные виды технического обслуживания хорошо согласуются с принятыми на практике в соответствии с ПТЭ РД-97/2018, что говорит о правильности в выборе видов технического обслуживания в соответствии с техническим заданием.



Используемая литература

1. Васильев Б.Ю. Электропривод. Энергетика электропривода. Учебное пособие, ЭБСМ: СОЛОН-ПРЕСС, 2015г. - 268с.

2. Худяков С.А. Организация, технология судоремонта и диагностика. Учебное пособие, Новороссийск: ГМУ им. адм. Ушакова, 2014 г. - 164 с.

3. Кузнецов С.Е. Основы технической эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматизации. Учебник, СПб: ГУМРФ, 2015 г. - 350 с.

4. Правила технической эксплуатации ПТЭ РД-97/2018 г. (Глава7). СПб: ЦНИИМФ - 280 с.

5. Белов О.А. Судовые электроприводы. Основы теории и динамики переходящих процессов. Учебное пособие, М.: Моркнига, 2016 г. - 186 с.

6. Бурков А.Ф. Основы теории и эксплуатации судовых электроприводов. Учебник, ЭБС Лань, СПб: Изд. «Лань», 2017 г. - 340 с.

7. Москаленко В.В. Электрический привод. Учебник, ЭБС Академия М.: Академия, 2014 г. - 368 с.

8. Епифанов А.П., Епифанов Г.А. Электрические машины. Учебник, ЭБС Лань, СПб: Изд. «Лань», 2017г. - 300 с.

9. Техническая эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики.

10. Интернет ресурсы: http://www.mga-nvr.ru,

http://www.marinsoft.ru,

http://www.marineofficer.ru,

http://www.seasoft.narod.ru.

Размещено на Allbest.ru

...