第三篇16船舶電站自動化

本章主要介紹船舶自動化電站的功能，自動化電站實例，中壓電力系統(tǒng)簡介。

內(nèi)容簡介§16-1概述1.順序起動、自動投入、自動停機2.故障解列、停機控制；3.自動并車、電壓、頻率、有功、無功自動調(diào)節(jié)、重載詢問；4.綜合保護：故障自動處理、報警5.運行狀態(tài)顯示、故障監(jiān)視，設(shè)定值修改

船舶電站自動化出現(xiàn)于70年代，具備下述的功能：§16-2船舶電站自動控制裝置的系統(tǒng)組成按控制任務(wù)分：1.單機：起動、停機、自動并車、故障處理2.系統(tǒng)：功率管理、故障處理、通信16.2.1電力自動管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型按控制方式分：1.總體：總體控制單元、子單元（起?？刂?、并聯(lián)運行控制）2.積木：自動起動－停車裝置、并車裝置、電網(wǎng)監(jiān)視器、負荷控制器＋功率分配器16.2.2SIMOSPMA71型電力自動管理系統(tǒng)的組成1.船舶電網(wǎng)監(jiān)視（斷電、頻率過低）；2.據(jù)負載狀況或故障狀況自動起動發(fā)電機組；3.過電流、逆功率、三級卸載、自動停機；4.自動并車、自動調(diào)頻調(diào)載；5.短路保護6.液晶顯示；7.重載詢問、自動解列，可設(shè)定多次起動。西門子公司生產(chǎn)，功能：（1）SIMATICS7-315-2DP型PLC裝置組成：1、帶MPI通信口、profibus通信口的CPU模塊2、發(fā)電機、柴油機開關(guān)量輸入、輸出模塊功能：1、采集信息（發(fā)電機＋GENOP71＋OP7）；2、發(fā)電機組控制、斷電欠頻監(jiān)視、過負荷保護3、MPI多點通信4、根據(jù)負載、故障狀況，發(fā)出起動、停車、并車、自動調(diào)頻調(diào)載指令。（2）GENOP71型發(fā)電機保護、并車單元功能：1、可單獨或與PLC一起集成在PMA中工作；2、負責(zé)電網(wǎng)電壓、發(fā)電機電壓、電流的采集處理；3、過電流分級卸載、逆功率短路保護、自動并車；4、通過Profibus總線將處理過的信息送給PLC并接受PLC發(fā)出的指令；5、可使用OP7液晶顯示操作單元變更參數(shù)送給PLC再由PLC傳回使用。（3）OP7型液晶顯示操作單元

安裝于配電板正面，便于操作。另外：1、發(fā)電機各模塊通過ProfibusDP現(xiàn)場總線通信；2、各發(fā)電機之間通過MPI多口通信接口通信；電壓、電流的采集處理；3、還可設(shè)上位機監(jiān)視，由PLC所屬的2個通信模塊連接通信。（4）DC24V、DC24V變流器16.2.3GENOP71型發(fā)電機保護、并車單元1.發(fā)電機保護：短路、過電流、逆功率、分級卸載、延時跳閘；2.自動并車：接到PLC的并車指令，控制并車；3.信號采集處理和通信。為了提高速度而采用的專用模塊，功能：1）GENOP71單元的外觀及接線端子示意圖2）GENOP71單元的發(fā)電機保護功能3）GENOP71的發(fā)電機自動同步并車功能16.2.4OP7型液晶顯示操作單元和PLC單元1）OP7型液晶顯示操作單元4行字符，30個操作鍵→可與PLC通信，作用：顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)、故障信息和實際的控制過程數(shù)值。鍵：1、數(shù)字鍵（字符鍵）、SHIFT、DEL、ESC、ENTER，光標(biāo)移動鍵；2、功能鍵AUTO、SEMI、START、STOP、BREAK.ON、BREAK.OFF、DISPLAY、CONFIRM、2）PLC可編程序控制器單元PLC+外部傳感器＋執(zhí)行機構(gòu)→控制系統(tǒng)，任務(wù)：1、負責(zé)本機組的起動、停車控制2、同其他PLC協(xié)同工作，監(jiān)視電網(wǎng)，負責(zé)整個系統(tǒng)電能管理§16-3船舶電站自動化主要功能簡介自動化船舶電站控制柴油發(fā)電機組一般設(shè)有：機旁手動、遙控半自動、自動三種方式的轉(zhuǎn)換。16.3.1對柴油發(fā)電機組的控制1）機旁手動OP71除了不能手動起動、停止，其他有效：顯示功能有效、超速滑油低壓冷卻水高溫等保護有效、手動并車調(diào)速、主開關(guān)合分2）遙控半自動手動/自動旋鈕置自動位置，按OP71功能鍵“SMEI”即進入遙控半自動；故障可自動停但不會有備用起動。（1）機組的起動START→檢測轉(zhuǎn)速、電壓→起動，延時5秒檢測成功（2）同步并車按BREAK.ON鈕→自動并車、合閘、但不均功全船斷電可按此鈕，或者模式為自動，都可以合閘（3）使發(fā)電機組停車按STOP鈕→自動減負荷，OP71顯示延時停車信息→PLC發(fā)出減速指令→負荷減少到設(shè)定→斷路器斷開→停車信號→轉(zhuǎn)速＋時間（4）使發(fā)電機斷路器斷開按BREAK.OFF鈕→自動減負荷，OP71顯示延時停車信息→PLC發(fā)出減速指令→負荷減少到設(shè)定→斷路器斷開3）自動運行模式的功能（1）機組的起動若機組備用，則全船斷電或者另一臺機組發(fā)出起動備用機組命令，則自動起動手動/自動旋鈕置自動位置，按OP71功能鍵“AUTO”即進入自動；發(fā)電機組的起動停車自動完成。（2）自動并車（3）機組的停車☆緊急停車保護、發(fā)電機短路、逆功率→脫扣→停車☆過載保護或者執(zhí)行延時停車若起動失敗→阻塞該機組→下一備用起動；可手動阻塞；可以設(shè)定斷路器斷開后空載運行一陣4）起動失敗的處理OP71可選擇：周期性自動預(yù)潤滑、起動前進行預(yù)潤滑、連續(xù)的預(yù)潤滑、不設(shè)預(yù)潤滑5）預(yù)潤滑功能4個開關(guān)量：超速、滑油低壓、冷卻水高溫、滑油高溫并聯(lián)5.6KΩ電阻，檢測斷線，避免擾動延時1秒6）對柴油機的安全保護功能16.3.2船舶電網(wǎng)的監(jiān)視和發(fā)電機的保護功能1）船舶電網(wǎng)的監(jiān)視（1）電網(wǎng)斷電的監(jiān)視（2）電網(wǎng)頻率過低的監(jiān)視（3）電網(wǎng)電壓過高或過低的監(jiān)視（1）短路保護2）發(fā)電機的保護功能（2）過電流保護（3）過載保護（4）逆功率保護16.3.3PMA71的功率自動管理功能1）備用機組的自動起動和低負荷時的自動解列（1）備用機組的起動順序和機組停機的解列順序（2）過電流、過載、電網(wǎng)頻率低引起的備用機組的自動起動2）并聯(lián)機組的功率分配和電網(wǎng)頻率的自動調(diào)整（1）并聯(lián)機組負載分配的控制（2）電網(wǎng)頻率的調(diào)整比例分配、不平衡分配恒頻模式、下降特性模式§16-4船舶中壓電力系統(tǒng)簡介IEEE標(biāo)準(zhǔn)100規(guī)定：中壓交流電力系統(tǒng)是指1000V<額定電壓<10000V的電力系統(tǒng)；在此之上還有高壓和超高壓。1） 半潛式電力推進船中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）6.6KV中壓主電力系