книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации

Электродвигатель регулирования скорости вращения при достижении соответствующего положения рейки то­ пливного насоса отключается микровыключателем. По мере работы маслозакачивающего насоса и создания

давления масла, достаточного для срабатывания датчика давления предварительной прокачки (2 кГ/см2), блок времени отсчитывает четыре попытки пуска.

Рис. 44. Принципиальная электрическая схема блока вре­ мени электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200

Блок времени электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200 (рис. ,44) включает в себя: реле времени РВ1, работаю­ щее в пульс-паре с промежуточным реле РП2; проме­ жуточное реле РП1, служащее для выделения Четных и нечетных временных импульсов; четыре счетных реле РС1, \РС2, РСЗ и РС4. Сочетанием контактов счетных реле в системе автоматики выделены отсчеты б, 12, 18, 24, 30, 36 сек, .кратные уставке реле РВ1 (6 сек) и не­ обходимые для {обеспечения различных операций во вре­ мени. ;

При начале отсчета четырех попыток пуска шина 201 блока времени получает питание от аккумуляторной ба­ тареи автоматики, (а шина 200 постоянно находится под

121

напряжением. В результате срабатывают реле РВ1 и РП1 (цепи / и 2). Реле РП1 своими контактами (в цепи 5) подготовляет цепь питания нечетных реле РС1

и РСЗ.

После того как реле времени отсчитает 6 сек, его замыкающий контакт |(в цепи 3) подает питание 1на реле РП2, которое, сработав, .разомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле РВ1 и РП1 и замкнет своим замыкающим контактом цепь питания счетных реле. Реле РВ1 срабатывает, после чего отпадает якорь реле РП2 с задержкой, обеспечиваемой конденсатором С5 (цепь 4). Эта задержка необходима для того, чтобы счетное реле РС1 успело сработать и стать 'на самобло­ кировку (по цепи 6). Якорь реле РП1 отпадает несколь­ ко позже, чем реле РП2, что обеспечено 'соотношением емкостей конденсаторов С/ и С5. Это необходимо для того, чтобы после отпускания реле РП1 напряжение не попало на цепь четных реле (РС2 и РС4).

Реле PCI, сработав и став на самоблокировку, ра­ зомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле РП1. Поэтому, когда вследствие замыкания кон­ тактов реле РП2 сработает реле РВ1, реле РП1 уже не будет срабатывать. После отсчета реле РВ1 очередной выдержки времени реле (в цепи 5) замкнет цепь пита­ ния четного реле РС2, которое, став на самоблокировку (по цепи 8), подготовит своим 'замыкающим контактом цепь литания реле РСЗ и разомкнет своим размыкаю­ щим контактом (в цепи 6) цепь самоблокировки реле РС1. Якорь реле РС1 отпадет и восстановит цепь пита­ ния реле РП1.

Таким образом, при .каждом нечетном срабатывании реле РВ1 и РП2 питание поступает через замыкающий

размыкающий контакт РП1 на четные счетные реле РС2 или РС4. Нечетные реле (РС1, РСЗ), срабатывая, раз­ мыкают цепь питания реле РП1. Четные реле {РС2, РС4), срабатывая, размыкают ' цепи самоблокировок нечетных реле и восстанавливают цепь питания реле РП1 (по цепи 2).

Следовательно, первое срабатывание реле РВ1 (от­ счет 6 сек) 'фиксируется контактом реле РС1, второе срабатывание (отсчет 12 сек) — контактом реле РС2,

122

третье срабатывание (отсчет 18 сек) — контактном реле

Рис. 45. Диаграмма работы блока времени АДА-200 и АСДА-200

Как следует из диаграммы (рис. 45), в момент сра­ батывания реле РВ1 и РП1 питание получает реле включения стартера РВС, контакты которого включают контактор включения стартера на дизель-генераторе. Если запуск двигателя с первой попытки не произошел, то через 6 сек после начала работы стартера сработает реле PCI и на 6 сек разомкнет своим размыкающим контактом цепь питания реле включения 'стартера, обе­ спечивая паузу в работе стартера.

После срабатывания реле РС2 блока времени якорь реле PCI отпадает и снова включается 'стартер для вто­ рой попытки и т. д. Более подробно порядок работы блока времени системы автоматизации электроагрегатов АДА-200 и АСДА-200 рассмотрен 'в ,гл. VI.

Автоматический контроль работы электроагрегатов. Для обеспечения длительной работы электроагрегатов без обслуживающего персонала система автоматизации выполняет необходимые функции контроля и регулиро­ вания наиболее важных параметров электроагрегатов. Система обеспечивает автоматический контроль следую­ щих процессов:

123

поддержания теплового режима электроагрегата; . регулирования скорости вращения вала двигателя и

напряжения генератора;.

регулирования давления )и уровня масла в системе смазки, уровня воды в системе охлаждения и уровня топлива в расходных баках;,

изменения величины нагрузки электроагрегата выше номинальной;

изменения напряжения на внешнем вводе и на за­ жимах аккумуляторных батарей (стартерных и питания системы ;автоматизации).

В системах автоматизации дизель-электрических агрегатов малой мощности тепловой режим электроагре­ гата обычно контролируют по температуре воды ;и мас­ ла в системах охлаждения и смазки Дизеля, а также воздуха в машинном зале. В электроагрегатах средней и особенно большой мощности, кроме указанных выше функций, система автоматизации может Также контро­ лировать температуру подшипников дизеля и генерато­ ра, обмоток статора и ротора генератора.

Температуру охлаждающей жидкости в Дизелях в процессе работы .электроагрегатов поддерживают спе­ циальными терморегуляторами (термостатами) или ав­ томатическим включением и отключением электроприво­ да вентилятора узла охлаждения. Последнее применяют на ^практике значительно реже. Температура масла в 'ди­ зелях определяется в значительной мере температурой охлаждающей жидкости, а поэтому в процессе работы электроагрегата ее поддерживают в определенных пре­ делах в соответствии с изменениями 'температуры охлаж­ дающей жидкости. ,

В электроагрегатах, используемых в качестве ре­ зервных, для поддержания теплового режима приме­ няют различные типы подогревателей: электрические, работающие на дизельном топливе и др. В некоторых

кратковременную работу. Однако эта мера является ре­ зервной на случай аварии подогревающих устройств или их недостаточной мощности.;

Датчики температуры масла установлены в- картере (поддоне) дизеля или в других местах системы смазки;

124

бнй служат для подачи иМПульсбв при перегреве .мас­ ла, а [также управляют включением (отключением) элек­ троподогревающих устройств масла дизеля.

Для поддержания температуры воздуха в опреде­ ленных пределах в машинном зале электростанции при­ меняют систему вентиляции, управление которой осуще­

центробежными реле, тахогенераторами, реле скорости вращения, а также косвенно — путем использования им­ пульсов напряжения генератора электроагрегата или зарядного генератора дизеля.

Давление масла в системе смазки .электроагрегатов создается масляными насосами и регулируется специ­ альными редукционными клапанами. Контроль за дав­ лением масла осуществляют реле Давления, которые установлены в |Конце магистралей системы смазки после фильтров и служат для подачи импульсов в систему ав­ томатизации при снижении давления ниже допустимого.

Контроль уровня масла в дизеле осуществляют до­ заторы масла, автоматически поддерживающие уровень масла в пределах ±10 мм от установленного. Уровень топлива [и охлаждающей жидкости в соответствующих системах дизеля контролируют датчики уровней, кото­ рые обычно указывают крайние предельные значения (верхнее и нижнее). Пополнение топлива и реже охлаж­ дающей жидкости осуществляют насосами, управляемы­ ми от соответствующих датчиков уровней. Масло в до­ затор поступает, как правило, самотеком из дополни­ тельной емкости.

Автоматический [контроль нагрузки в электроагрега­ тах обычно осуществляют тепловыми и электромагнит­ ными элементами, встроенными в коммутационные при­ боры '(например, автоматические выключатели), а также плавкими вставками предохранителей и тепловыми реле.

При -коротком замыкании Ъ цепи нагрузки происхо­ дит автоматическое отключение нагрузки этой линии выключателем фидера. На щит автоматического управ­ ления при этом подается световой сигнал. При пере­ грузке работающего электроагрегата по мощности свы-

125

uie допустимой величины система автоматизации подает импульс на запуск резервного электроагрегата, Обеспе­ чивает их параллельную работу и равномерное распре­ деление нагрузки.

Контроль напряжения на внешнем вводе и на зажи­ мах ^аккумуляторных батарей осуществлен электромаг­ нитными реле напряжения, которые подают импульсы соответственно 0 систему автоматизации резервных (или аварийных) электроагрегатов и в блок заряда аккуму­ ляторных батарей.

Благодаря наличию автоматического контроля основ­ ных параметров серийно выпускаемые в настоящее вре­ мя электроагрегаты третьей степени автоматизации обеспечивают длительную непрерывную работу без об­ служивающего персонала до 150 \ а некоторые электро­ агрегаты— до 240 ч. Ограничение этого времени вызва­ но главным образом необходимостью проведения оче­ редного технического обслуживания дизеля. В настоя­ щее время ’проводятся работы по увеличению сроков службы дизелей без технических обслуживаний. При положительном решении этих вопросов станет возмож­ ным значительно повысить время непрерывной работы автоматизированных электроагрегатов без [обслуживаю­ щего персонала и тем самым значительно улучшить эксплуатационные качества электроагрегатов.

Защита от аварийных режимов и сигнализация со­ стояния электроагрегатов. Система автоматизации элек­ троагрегатов осуществляет не только контроль основных рабочих ’ араметров, но и обеспечивает защиту электро­ агрегатов от аварийных режимов, могущих возникнуть в процессе их эксплуатации. Для этой цели используют те же типы датчиков и .реле, что и при 'контроле рабо­ чих параметров.

В зависимости от характера возникающего аварий­ ного режима и его ^влияния на работоспособность элек­ троагрегата система автоматизации останавливает элек­ троагрегат, или подает импульс на запуск резервных электроагрегатов, или только подает предупреждающий сигнал на щит управления и дистанционный пульт управления.

Перечень параметров, по которым осуществляется защита в электроагрегатах, точно не оговорен в ГОСТе 10032—62, и в каждом конкретном случае его состав­

126

ляют по договоренности между заказчиком и исполните­ лем. Перечень аварийных параметров дизелей оговорен в ГОСТе 11928—66. Количество защит, предусматривае­ мых в электроагрегатах, зависит от мощности ^электроагрегата и определяется в основном его конструктивны­ ми и эксплуатационными особенностями; в первую оче­ редь учитывают особенности первичного двигателя. Обычно в электроагрегатах малой мощности количество параметров, по которым предусматривают аварийную защиту, значительно меньше, чем в электроагрегатах средней и большой мощности. |

Как минимум в дизель-электрических агрегатах обычно предусматривают автоматическую защиту от следующих аварийных режимов: «разноса» дизеля; по­ нижения давления масла; повышения температуры охлаждающей жидкости; понижения уровня воды в си­ стеме охлаждения; короткого замыкания в электриче­ ских 'цепях.'

В более мощных электроагрегатах (100 кет и вы­ ше), кроме указанных защит, предусматривают защиту от низкого давления масла в системе при пуске ^электроагрегата, а также от перегрева масла в процессе рабо­ ты, отказа включения автоматического выключателя ге­ нератора при пуске, возможности замерзания воды в си­ стеме охлаждения, когда электроагрегат не работает.

Как правило, все эти защиты, срабатывая, вызывают остановку электроагрегата при возникновении аварий­ ного режима. В ряде типов электроагрегатов, особенно средней и большой мощности, предусмотрена еще и сиг­ нализация по некоторым параметрам, для которых пре­ вышение допустимых значений на ограниченное время не ,опасно для электроагрегата. К таким параметрам от­ носят: перегрузку генератора свыше 10% номинальной; понижение сопротивления изоляции силовых цепей элек­ троагрегата, кабельной сети 'или потребителей. При выходе этих параметров за допустимые нормы на щит управления и дистанционный пульт управления система автоматизации подает сигнал (обычно световой и зву­ ковой) , |по которому обслуживающий персонал предпри­ нимает необходимые меры.;

Во 'всех автоматизированных электроагрегатах пре­ дусмотрена световая и звуковая сигнализация о состоя­ нии злектроагрегата. При этом рабочее и нерабочее со­

127

стояния электроагрегата фиксированы на щите автома­ тического управления и Пульте дистанционного управле­ ния только световым сигналом, а аварийное состоя- ' ние — световым и звуковым.

Принцип построения схем аварийной защиты и сиг­ нализации ;(рис. 46) для всех типов электроагрегатов практически одинаков. Замыкающие контакты датчи-

Рис. 46. Принципиальная электрическая схема аварийной защиты и сигнализации электроагрегатов

ков, контролирующих тот или иной параметр электро­ агрегата, включены в цепи питания катушек соответст­ вующих промежуточных .реле: реле давления |масла РДМ (цепь 1); реле температуры воды РТВ (цепь 2); реле уровня воды РУВ (цепь 3); реле максимальной скорости вращения ’(«разноса») РО. управляемое дат­ чиком ДРО (цепь 4). Все импульсы аварийных режи­ мов собираются на одном реле аварийной остановки РОА (цепь 5), при ’срабатывании которого электроагрегат останавливается, его пуск блокируется и подается сигнал «авария».

Защита электроагрегатов при аварийных режимах осуществлена двумя стоп-устройствами — рабочим и ава­ рийным. Рабочее стоп-устройство представляет собой соленоид останова СО, а в некоторых типах электро­ агрегатов — электродвигатель, 'воздействующий на рей­ ку топливного насоса и прекращающий подачу топлива

128

в цилиндры. В качестве аварийного стоп-устройства обычно используют воздушную заслонку с электромаг­ нитным приводом, реже стоп-клапан, прекращающий по­ дачу топлива.

При срабатывании реле РОА, самоблокируясь, по­ дает импульс иа соленоид СО (по цепи 7), которое и включает рабочее стоп-устройство. Одновременно про­ исходит отключение нагрузки электроагрегата й вклю­ чается блок времени, который начинает отсчитывать время остановки дизеля. Если за определенное время (обычно 15—20 сек) электроагрегат не остановится, то включается аварийное стоп-устройство по импульсу от блока времени (например, замыкающие контакты реле РСЗ обеспечивают срабатывание реле воздушной за­ слонки РВЗ по цепи 8). Контакты реле РВЗ замыкают цепь питания соленоида аварийного стоп-устройства (иа схеме не показано), которое, сработав, прекращает подачу воздуха в дизель и тем самым быстро его оста­ навливает. I

При возникновении особо опасных аварийных режи­ мов (например «разнос» дизеля, падение давления мас­ ла) импульс иа остановку дизеля подается одновремен­ но на оба стоп-устройства — рабочее и аварийное. Это обеспечивает быструю остановку электроагрегата.

Одновременно со срабатыванием аварийной защиты происходит включение аварийно-предупредительной сиг­ нализации (световой и звуковой). Загораются красные лампы «авария» ЛС1 (по цепи 9) на щите автоматичес­ кого управления и на пульте дистанционного управле­ ния (на схеме не показано); кроме этого, на пульте срабатывает звуковой сигнал.

Для определения причины остановки электроагрега­ та необходимо переключатель аварийных защит ПЗА установить в такое положение, при котором загорится одна из ламп ЛС2—ЛС5, которая и укажет на то, какая из защит сработала. Такое устройство позволяет «за­ помнить» причину аварии до прихода обслуживающего персонала и не расходовать емкость аккумуляторной батареи (переключатель ПЗА в нормальном положении должен быть отключен).

В особых случаях эксплуатации, когда остановка электроагрегата может привести к весьма серьезным последствиям, аппаратура защиты отключается выклю­