Модернизация судовой электроэнергетической системы судна типа RO-RO "Glukofilousa III"

PSM-1 -это импульсный блок питания, который генерирует ± 5В, ± 12В и ± 15В постоянного тока для питания блоков Delomatic.

Общая потребляемая мощность PSM-1 зависит от конфигурации шкафа так как блоки имеют различную потребляемую мощность. PSM-1 имеет внутреннюю защиту от скачков напряжения и переходных процессов. Номинальное напряжение питания ни при каких обстоятельствах не превышать 32В постоянного тока. Кратковременные потери питания следует избегать, так как это может повредить блок.

Входной модуль (IPM-1)

Входной модуль (IPM) состоит из 16ти входных каналов, которые могут быть индивидуально сконфигурированы как входные сигналы по току (0...20мА), входные сигналы по напряжению (0...10В) или как двоичные входы (СС/С0). Конфигурация входных каналов (аналоговый/двоичный) должны соответствовать входным определениям по заданной программе.

Статус на двоичный вход обнаруживается детектором активного уровня напряжения цепи в IPM, который может быть подключен только к беспотенциальному контакту. Все “COM” входы во всех трех конфигурациях подключены к земле внутри блока. Кабель контроля является обязательным для настроенных каналов как двоичный вход.

Синхронизация/Измерительный модуль (SCM-1)

Синхронизация/Измерительный модуль (SCM) - это многофункциональный модуль, который состоит из синхронизатора, блока управления генератором, выключателя ГА и мульти-блока датчиков. Один SCM-1 может управлять комплектом генераторов, который автоматически задаёт частоту врашения, регулирует мощность ГА, регулирует напряжение в

сети, обеспечивает защиту генераторов от перепадов напряжения в фазах и токов к.з.

Обеспечивает автоматическое безопасное включение и отключение генераторного автомата. Оператор также может переключить автоматическое управление скоростью и включение/отключение автомата на ручной режим. Производит выбор и введение в синхронизм одного из пары генераторов.

CRM-1 блок сконфигурирован для:

- защита от короткого замыкания;

- дифференциальная токовой защиты (основан на сравнении токов протекающих через участки между защищаемым участком линии или защищаемым аппаратом)

Функция устанавливается на заводе изготовителя и поэтому параметры конфигурации должны быть указаны при заказе блока.

CRM-1 измеряет переменный ток трёх фаз. Если один или несколько из них превышают уставку, таймер блока активируется и если за определённую выдержку времени ток не установится в нормальное значение, блок отключает генераторный автомат. Если наоборот - то генератор продолжает работу.

Так как CRM-1 имеет собственный источник питания, он будет продолжать работать, даже если cистема Delomatic будет выведена из строя. Что повышает устойчивость системы и безопасность.

Следует обратить внимание, что единственное визуальное различие между двумя версиями CRM-1 это этикетка на верхней панели устройства показывающая за какую защиту отвечает блок “короткое замыкание” или “дифференциальная защита по току”.

Измерительный преобразователь мощности TAS-331 (Deif)

Конфигурируемый преобразователь, предназначенный для измерения активной или реактивной мощности в переменного тока с симметричным или асимметричным распределением нагрузки по фазам. Данные измерительные преобразователи могут конфигурироваться конечным пользователем по своему усмотрению с помощью специального ПО и дополнительного комплекта связи. Измерительные входы, входы питания и выходы гальванически не связаны друг с другом.

4.4 Схема электрическая принципиальная системы автоматического управления типа Delomatic судовой электроэнергетической установкой

Описание:

Модуль SCM-1 выполняет главную роль в системе автоматического управления. Модуль контролирует параметры напряжения и тока фаз генератора, регулирует частоту вращения (с помощью управления топливной рейкой). Осуществляет выбор и ввод в синхронизацию генераторов (на данном судне два генератора).

С модуля SCM-1 сигнал поступает на автоматическую систему управления дизелем через реле К3 и К4. По истечении выдержки времени они замыкают свои контакты.

На блок IPM-1 подается сигнал о том, что дизель запущен «Дизель запустился» и дизель готов к работе «Дизель готов», который указывается на дисплее пульта управления.

На входы 1 -13 поступают значения напряжения и тока с фаз генератора G1 и главного распределительного щита ГРЩ 380В, 50 Гц. На основании этих данных модуль SCM-1 автоматически принимает решения по обеспечению нормальной и безопасной работы генератора в целом. Также система может работать в паре c оператором. В каком-либо из случаев (например: аварии или неисправности в системе) оператор может переключиться, с помощью пульта управления, с автоматического режима на ручной. В ручном режиме оператор может осуществлять регулирование частоты вращения (регулирование будет осуществляться кнопками SB1 и SB2), включение или отключение ГА (кнопки SB3 и SB4 Приложения В), выбор и введение в синхронизацию генераторов с помощью лампового синхроноскопа (Приложение Г) на панели синхронизации.

Блок IPM-1 сообщает о таких неисправностях, как:

- Остановка работы дизеля;

- Предварительное предупреждение о неисправности;

- Перевозбуждение генератора;

IPM-1 имеет запасные входы «Запасной», которые можно настроить на другие неисправности. Неисправности работы указываются на дисплее в ЦПУ. Также имеется возможность квитирования тревог.

В схеме также присутствуют блок амперметров. Амперметры установлены на каждую фазу по отдельности; Измерительный преобразователь мощности, который передает обработанный сигнал в модуль синхронизации и контроля за генератором SCM-1;

Блок PSM-1 - служит для подачи питания на схему, что в свою очередь, повышает устойчивость и живучесть системы.

При замыкании генераторного автомата Q1 с фаз генератора SG1 на главный распределительный щит ГРЩ 380В, 50Гц подается электрический ток. На фазах генератора и на фазах нагрузки установлены трансформаторы тока ТA1 - ТA9, которые снимают параметры с фаз и передают их на блок CRM-1 на входы 7 - 12. Данный блок отвечает за защиту от короткого замыкания и разности токов в фазе (дифф. защита). Блок анализирует полученные параметры и если значения токов в фазах не соответствует значениям токов уставки, то блок CRM-1 подает сигнал на SCM-1. Модуль производит запуск второго генератора, вводит его в синхронизм с первым, переводит нагрузку на второй генератор и CRM-1 подаёт сигналы на реле К1 и К2 которые размыкают свои контакты К1 и К2 в цепи генераторного автомата Q1 в следствии чего генераторный автомат обесточивается. На пульте управления в ЦПУ передается сигнализация «SG№1 требует техническое обслуживание». Если значения тока и напряжения находятся в пределах нормы, то генератор продолжает работу.

В схеме также установлены понижающие трансформаторы напряжения TV1-TV2, которые передают значения напряжения с фаз генератора и ГРЩ на блок SCM-1.

4.5 Схема электрическая принципиальная контроля запуска генераторного автомата

Описание:

На схему приходит питание 24 В. Данная схема отвечает за контроль запуска и отключения генераторного автомата Q1. Контроль может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме. В автоматическом режиме запуск - стоп выполняется с помощью модуля SCM-1. С входов 15,16 (АВ ВКЛ.) и 17,18(АВ ОТКЛ.) SCM-1 подает питание на фазы генератора на включение или отключение Q1. На схеме присутствует тумблер QF1, который находится на пульте управления. В режиме АВТ SCM-1 выполняет функцию, сказанную ранее.

Оператор может также переключить на режим РУЧ (ручной), где запуск-стоп можно производить в ручном режиме, с помощью кнопок SB3 (ОТКРЫТ) и SB4(ЗАКРЫТ), которые также находятся на ПУ оператора. Также на пульте установлены лампочки HL1 и HL2, которые сообщают об отключении или включении автомата соответственно. Лампочка HL3 сообщает о том, что включен ручной режим работы. Реле К5 служит для дополнительной блокировки SCM-1 при работающем ручном режиме.

Счётчик мото-часов H, также установленный на ПУ показывает оператору о часах наработки данного генератора, что позволяет точно определить время следующей ремонтной профилактики.

Статус об положении автомата Q1 передается также в ЦПУ.

4.6 Схема электрическая принципиальная ручной синхронизации генераторов

Описание:

Для безударного включения СГ на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия синхронизации:

1) равенство напряжения U_с сети и ЭДС Е_z подключаемого генератора, т. е. |U_с| = |Е_z|;

2) равенство частот сети f_c и подключаемого генератора f_z, т. е. f_c = f_z;

3) совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений обоих генераторов, или, иначе, равенство нулю угла сдвига по фазе указанных векторов, т. е. ц = 0°;

4) одинаковый порядок чередования фаз трехфазных генераторов, т.е. А_с - В_с -С_с и А_z-В_z- С_z. На практике это означает, что выводы А, В и С каждого генератора должны при включении на шины, подключаться к шинам соответственно А, В и С ГРЩ.

Для проверки выполнения первого условия используют вольтметры с переключателем, позволяющим поочередно измерить напряжение на шинах (сети) и на зажимах генератора, включаемого на шины. Если напряжение подключаемого генератора больше (меньше) напряжения на шинах, то поступают так:

- при регулировании вручную уменьшают (увеличивают) ток возбуждения подключаемого генератора при помощи реостата возбуждения P1-P2, рукоятка которого выведена на лицевую часть генераторной панели каждого генератора;

Для проверки выполнения третьего условия используют ламповый или стрелочный синхроноскоп. Включить генераторный автомат надо в момент, когда погаснут все 3 лампы (если синхроноскоп включен по схеме «на погасание»).

Проверка выполнения четвертого условия в процессе эксплуатации судна не выполняется.

В схеме на панели синхронизации установлен вольтметры PV1, PV2 типа Э8030-М1, которые снимают напряжение с каждой фазы и могут измерять разность напряжения между 1-2, 2-3, 1-3 фазами. Еще один выход подходит к «земле» (PE). Также есть частотомеры PF1, PF2 типа D156, ламповый синхроноскоп Э1550 и дисплей панели управления СP-1, где оператор может следить за параметрами в системе. Параметр мощности показывается на дисплее CP-1, при помощи ваттметра PP1, PP2 типа D8002. Также присутствуют запасные входы, которые могут быть использованы для слежения за другими параметрами системы. Следует указывать их при покупке у производителя. Запитан блок CP-1 24 В постоянного тока от PSM-1.

Оператор сам осуществляет выбор и ввод в синхронизм одного из двух генераторов с помощью лампового синхроноскопа типа Э1550.Он подает сигнал на ламповый синхроноскоп и осуществляет подбор фаз. Также оператор в ручную подбирает напряжение и частоту вращения генераторов, следит за параметрами во время данной операции с помощью дисплея на панели синхронизации.

4.7 Структурная схема САУ Delomatic

Описание:

С генератора SG1 через генераторный автомат Q1 поступает питание на ГРЩ 380В, 50ГЦ. Трансформаторы тока TA 1-3, TA 4-9 снимают значения токов с фаз SG1 и передают их на блок CRM-1(к.з.), CRM-1 (дифф. защита) и на модуль SCM-1. Эти блоки имеют обратную связь между собой и отключают генераторный автомат Q1 при сбое. Трансформаторы напряжения TV1-2 снимают значения напряжения с фаз генератора SG1 и ГРЩ380В, и передают их на модуль SCM-1. Также присутствует блок ручного регулирования скоростью, который передает сигналы на блок SCM-1.

Сигнал, выходящий из CRM-1 через блок амперметров, поступает на модуль SCM-1 и на преобразователь мощности. С блока амперметров и преобразователя мощности данные подходят к модулю SCM-1.

Сам модуль SCM-1 подает сигналы на схему управления генераторным автоматом Q1(Приложение В), который в свою очередь позволяет управлять Q1 как в ручную, так и автоматически.. Блок PSM-1 служит как дополнительный источник питания модуля SCM-1.

С дизеля сигналы подаются на блок IPM-1 и далее на ЦПУ.

4.8 Алгоритм работы блока дифференциальной защиты по току CRM-1

Описание:

Через трансформаторы тока TA, находящихся на фазах генератора и нагрузки на блок CRM-1 поступают значения тока. В этом блоке сигналы фаз генератора и фаз нагрузки сравниваются. Если выполнятся выражение: Iнагр. Iген., СRM-1 подает сигнал на модуль SCM-1. Получив команду модуль SCM выполняет запуск второго генераторного агрегата. Осуществляет введение в синхронизм обоих генераторов. Далее модуль SCM осуществляет перевод нагрузки с SG1 на SG2. Блок СRM-1 по истечении времени подает питание на реле К2, отключая тем самым генераторный автомат Q1. SG1 отключается и на пульт управления в ЦПУ подается сигнал тревоги о том, что «SG№1 требует технического обслуживания». Алгоритм переходит на измерение значений тока на фазах уже второго генератора.

Если данное условие не выполняется алгоритм переходит на начало работы.

В последнем пятом разделе данного дипломного проекта будет описана охрана труда, инструкции по безопасности во время работы, ремонта, переборки электрического оборудования и пр. Изучение основ электробезопасности. Защита от поражения электрическим током. Первая помощь пострадавшему от электрического тока.

Раздел 5

5.1 Изучение основ электробезопасности

Электpобезопасность - это cистема оpганизационных и техничеcких меpоприятий, и cредств, обеcпечивающая защиту людей от вpедного и опаcного воздействия элекpического тока, дуги, эл.-магн. поля и др.

Электрическая установка - это система, где: производится, преобразуется, распределяется или потребляется электрическая энергия.

Все электроустановки делятся на два типа: напряжением до 1000 В, и свыше 1000 В.

Устройства электроустановок должны быть такими, чтобы:

- Предотвращалось возникновение опасного высокого потенциала для экипажа судна;

- Не допускалось случайного прикосновения к частям или деталям, которые находятся под напряжением.

- Обеспечивалась надёжность установки и простота обслуживания.

Чтобы соответствовать требованиям, изложенным выше, необходимо:

- Ограничить величины приложенного напряжения;

- Качественно заизолировать токоведущие части;

- С помощью ограждений, блокировок и очерчиванием минимальных расстояний от ограды до проводов под питанием;

- Принимать меры по ликвидации опасности при переходе напряжения на металлические части;

- Использовать защитное снаряжение;

- Подбирать и сочетать правильность строительно-монтажных материалов.

Особенности поражения электрическим током:

1. Отсутствие внешних признаков опасности поражения электрическим током (ток невозможно увидеть, услышать или как-нибудь иначе обнаружить возможность поражения).

2. Тяжесть исхода поражения электрическим током (может быть с летальным исходом).

3. Токи промышленной частоты 50 Гц обычно могут вызвать судороги мышц. Человек словно «подключается» к токоведущим частям и не в состоянии избавиться от действия электрического тока.

4. После поражения электрическим током не исключена также возможность последующего травмирования.

Во время работы на высоте, после поражения электрическим током, происходит шок, пострадавший теряет сознание и рискует упасть с высоты и получить травму.

5.2 Влияние электрического тока на организм. Способы освобождения от токоведущего элемента

1. Термические ожоги различных степеней: ожог, нагрев, повреждение сосудов, сердца, мозга и других органов, вызывающее расстройства в организме;

Рис. 22. Способы освобождения от токоведущего элемента.

2. Химическо-электрическое - разложение крови.

3. Биологическое - нарушение процессов в организме (судороги, потеря сознания, нарушение сердечной деятельности, нарушение дыхания).

4. Механическое - повреждение и разрыв тканей в организме.

На рис.22 изображены способы освобождения от токоведущего элемента.

5.3 Последовательность действий при оказании первой помощи пострадавшему

1. Обесточить установку, соблюдая технику безопасности;

2. Необходимо определить наличие пульса и дыхания;

3. При отсутствии их провести прекардиальный удар, а затем при необходимости приступить к реанимационным предприятиям: а) Обеспечить проходимость дыхательных путей (Запрокинуть голову назад, фиксируя ладонью лоб. Под шею положить валик.) б) Провести искусственную вентиляцию лёгких рот в рот через носовой платок или чистую ткань; в) Провести непрямой массаж сердца. (Если спасатель один, то на два вдувания проводится 15 надавливаний. Если два спасателя, то на одно вдувание - 5 надавливаний);

4. Поддерживать жизнь в пострадавшем до прибытия медицинской помощи;

5. Через третье лицо вызвать скорую медицинскую помощь, либо принять меры для транспортировки пострадавшего в больницу как можно быстрее.

Далее представлены шесть приложений-схем на А1, выполненных в соответствии с ГОСТом, в программе «Сплан», и два приложения - таблицы, выполненные в программе «Miсrosoft Excel». Также представлены перечни элементов и схем, и список использованной литературы.

Заключение

В данном дипломном проекте были рассмотрены суда типа РО-РО, их значимость и роль в грузопассажирских перевозках, их маневровые способности и параметры, особенности элементов конструкции и в частности конкретного судна типа РО-РО «Гликофилоуса 3». Была рассмотрена электроэнергетическая установка судна. Количество и название потребителей на судне. Типы электродвигателей, их характеристики. Был произведён расчёт СЭЭС и токов короткого замыкания в целом. Была

К дипломному проекту привязаны пять приложений-схем. Каждая схема подробно описана и расчерчена. Главной схемой является принципиальная электрическая схема САУ СЭЭС Delomatic, которая описывает работу системы в целом. Остальные четыре приложения более подробно и детально описывают работу каждого блока, процессов и алгоритмов работы модулей и блоков. Шестым приложением является схема генерирования и распределения электроэнергии на судне, на которой подробно обозначены шины главного и аварийного распределительного щита, электродвигатели различных потребителей на судне, типы кабелей, название контактов, расположение генераторов в схеме.

Дипломный проект включил в себя модернизацию данного судна системой автоматического управления судовой электроэнергетической установки. Было подробно рассказано о преимуществах данной системы над другими. Ее особенности работы, параметры, характеристики. В подробном виде расписан каждый блок системы, конкретно за что отвечает и его роль в системе. Данный дипломный проект был разработан для дальнейшей автоматизации различных судов (конкретно типов РО-РО) в будущем, что уменьшит количество экипажа на судне и в несколько раз облегчит работу машинной команды, сократит её численность до минимума. Система оставляет операторам только следить за параметрами и ее работоспособностью в целом.

Список использованной литературы

1. В.В. Колодяжный, Титов В.В., Горбулев Ю.Н. Проектирование электрической части судовых электроэнергетических систем. Керчь: КМТИ, - 2000.

2. Дворак В.Н. Моделирование электромеханических систем: конспект лекций для студентов направления 6.050702 "Электромеханика" специальности "Электрические системы и комплексы транспортных средств" / Дворак В.Н.; М-во аграр. политики Украины, Гос. ком. рыб. хоз-ва Украины, Керчь. гос. мор. технолог. ун-т, Каф. электрооборудования судов и автоматизации пр-ва. - Керчь, 2010.

3. Автоматизированные судовые электроэнергетические системы: методические указания по выполнению курсового проекта / В.В. Колодяжный, Ю.Н. Горбулев, В.В. Титов. - Керчь: КГМТУ, 2011. ОСТ5.6181 -81 «Судовые электроэнергетические системы. Методы расчета переходных процессов»

4. Голиков С.П. Динамические процессы и устойчивость судовых электроэнергетических систем: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей 7.05070204 «Электромеханические системы автоматизации электропривод», 7.07010404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» / Голиков С.П.; М-во аграр. политики Украины, Гос. аг. рыб. хоз-ва Украины, Керч. гос. мор. технолог. ун-т, Каф. электрооборудования судов и автоматизации пр-ва. - Керчь, 2014.

5. Динамические процессы и устойчивость судовых электроэнергетических систем 2016г.

6. Типы судна для перевозки грузов морским транспортом, 2016г.

7. Конспекты СЭУ и ЭОС 2014г.

8. Об утверждении Правил классификации морских судов 2014г.

Размещено на Allbest.ru