СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ ГЕНЕРАТОРНЫХ АГРЕГАТОВ
METHOD FOR AUTOMATIC UNLOADING OF PARALLEL OPERATING GENERATORS

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты судовых электростанций от перегрузки в аварийных ситуациях.
Известен способ, реализованный устройством для автоматической разгрузки генераторов по AC SU 1365241, МПК H02J 3/24, опубл. 1988. Способ, заключающийся в том, что при параллельной работе ГА контролируют активную нагрузку и напряжение каждого из них и в случае аварийного отключения одного из ГА от сети и при условии, что напряжение неработоспособного ГА в норме и активная нагрузка оставшегося в работе генератора выше заданного значения отключают все группы отключаемых потребителей электроэнергии.
Данный способ обеспечивает разгрузку ГА посредством отключения потребителей электроэнергии. Недостаток способа заключается в том, что даже при незначительном превышении нагрузки оставшегося в работе ГА отключают все группы отключаемых потребителей электроэнергии, что не всегда целесообразно.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы (ЭЭС), с параллельно работающими ГА (А.П. Баранов. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: Учеб. Для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / СПб.: Судостроение, 2005. - 456 с, рис. 16.6). Способ заключается в измерении активной нагрузки каждого из работающих ГА ЭЭС, сравнении ее с допустимой величиной, и если нагрузка превысит допустимую, то через выдержку времени отключают первую группу потребителей электроэнергии. Если через 5-10 сек нагрузка на ГА окажется выше допустимой, отключают вторую группу потребителей. Если нагрузка на каждый из генераторов составит более 130% от номинальной мощности одного ГА, то отключают обе группы потребителей.
Данный способ защищает ЭЭС от перегрузки за счет отключения групп потребителей электроэнергии и снижения нагрузки. При этом условием формирования сигнала на отключение потребителей является то, что активная нагрузка хотя бы одного из работающих ГА превысила ее допустимое значение, а количество и мощность отключаемых потребителей зависит от величины перегрузки ГА. Недостатком способа является низкая достоверность идентификации отключаемых потребителей электроэнергии. Это объясняется тем, что мощность отключаемых потребителей принимается равной ее номинальной, то есть максимальной величине. На практике это не всегда выполняется. Например, номинальная мощность камбуза, учитываемая в способе, принятом за прототип, складывается из мощности электроплиты, варочного котла, электромясорубки, электросковороды, бойлера, посудомоечной машины и вытяжного вентилятора, а в момент выполнения условия на отключение потребителей могла работать только посудомоечная машина.
Целью изобретения является повышение достоверности идентификации отключаемых потребителей электроэнергии.
Указанная цель достигается тем, что в способе автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов в момент формирования сигнала на отключение  потребителей измеряют нагрузку, создаваемую каждым потребителем (группой потребителей), с учетом величин нагрузок, создаваемых каждым потребителем (каждой группой потребителей), выбирают потребителей (группы потребителей) для отключения и отключают их от сети.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в момент формирования сигнала на отключение  части потребителей электроэнергии измеряют текущее значение активной нагрузки, создаваемой каждым потребителем (каждой группой потребителей) электроэнергии, и дальнейшая идентификация отключаемых потребителей осуществляется с учетом реальных, а не номинальных величин активной нагрузки этих потребителей.
Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - повышение достоверности идентификации отключаемых потребителей электроэнергии решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электроснабжения не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».
Сущность указанного способа поясняется чертежом, где на Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматической разгрузки параллельно работающих ГА, реализующего предлагаемый способ для случая, когда число отключаемых потребителей (групп потребителей) равно h. Устройство содержит 1 - блок формирования сигнала отключения потребителей, 2.1, 2.2…2.h - датчики активной нагрузки отключаемых потребителей (групп потребителей), 3 - блок выбора отключаемых потребителей (групп потребителей), 4.1, 4.2…4h - блоки отключения потребителей (групп потребителей). При этом выход блока формирования сигнала отключения потребителей 1 соединен с первым входом блока выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3, выход каждого из датчиков активной нагрузки отключаемых потребителей 2.1, 2.2…2.h соединены с соответствующим из вторых входов блока выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3, выходы которого соединены с входами соответствующих блоков отключения потребителей (групп потребителей) 4.1, 4.2…4h.
Блок формирования сигнала отключения потребителей 1 - извенстный функциональный блок, генерирующий на своем выходе сигнал логической «1» в случае, когда выполняются условия формирования сигнала на отключение потребителей. В качестве такого блока может служить пороговый блок, выполненный, например, на базе операционных усилителей, и формирующий на своем выходе сигнал логической «1», когда нагрузка на ГА превысит допустимое значение, как в устройстве, реализующем способ, принятый за прототип.
Датчики активной нагрузки отключаемых потребителей 2.1, 2.2…2.h - известные функциональные блоки, формирующие сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального величине активной нагрузки соответствующих потребителей (групп потребителей);
Блок выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3 - новый функциональный блок, обеспечивающий при поступлении сигнала логической «1» на его первый вход, определение потребителя (группы потребителей), отключение которого (которых) приведет к невыполнению условия формирования сигнала на отключение потребителей (причем с учетом информации о реальном значении нагрузки, создаваемой каждым из потребителей, который может быть отключен), и формирующий сигнал логической «1» на выходе, соответствующем этому потребителю (группе потребителей). На Фиг. 2 представлена одна из возможных практических реализаций данного блока в составе устройства автоматической разгрузки параллельно работающих ГА.
Блоки отключения потребителей (групп потребителей) 4.1, 4.2…4h - известные функциональные блоки, каждый из которых обеспечивает отключение соответствующих потребителей (групп потребителей) электроэнергии при поступлении сигнала логической «1» на его вход. В качестве таких блоков могут быть использованы обычные электромагнитные реле, размыкающие контакты которых включены в цепь катушки нулевой защиты автоматического выключателя соответствующего потребителя (группы потребителей) электрической энергии.
Устройство для автоматической разгрузки параллельно работающих ГА (Фиг. 1) работает следующим образом. В случае выполнения условя формирования сигнала на отключение потребителей на выходе блока 1 формируется сигнал логической «1», который поступает на первый вход блока выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3. Блок 3, на вторые входы которого с выходов датчиков 2.1, 2.2…2.h поступают сигналы, пропрциональные величине нагрузки, создаваемой каждым из потребителей определяет тот из них, например j-ый, отключение которого приведет к невыполнению условия формирования сигнала на отключение потребителей, и формирует на соответствующем j-ом из своих выходов сигнал логической «1». Этот сигнал поступает на вход соответствующего блока отключения 4j и он отключает j-ый потребитель (группу потребителей). При этом происходит автоматическая разгрузка ГА, нагрузка на него снижается, условие формирования сигнала на отключение потребителей не выполняется, на выходе блока 1 появляется сигнал логического «0», работа блока выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3 (Фиг. 1) прекращается.
Если условием формирования сигнала на отключение потребителей является более высокое, чем допустимое значение нагрузки ГА, то разгрузка происходит в тяжелом режиме перегрузки агрегата. В этой связи наиболее желательно применять предлагаемый способ в случае, когда сигнал на отключение потребителей подается заранее, например при отказе одного из двух работающих ГА при условии загрузки одного агрегата на величину, превышающую 50% от его номинальной мощности (согласно патенту SU 2672580 С1) или при других условиях, описанных в способах предупредительной разгрузки ЭЭС, например, в соответствие с патентами SU 2653361 С1 и SU 2623106 С1. В этом случае выбор и отключение потребителей происходят до момента отключения неработоспособного ГА и без перегрузки оставшихся работоспособными агрегатов.
На Фиг. 2 представлена функциональная схема устройства автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов, реализующего предлагаемый способ для случая отключения потребителей до момента отключения неработоспособного ГА, на примере параллельной работы n ГА и h отключаемых потребителей (групп потребителей) электроэнергии. Устройство содержит 5.1, 5.2…5.n - датчики активной нагрузки соответствующих ГА, 6 - первый блок сложения, 7.1, 7.2…7.n - блоки контроля работы соответствующих ГА, 8.1, 8.2…8.n - блоки определения технического состояния соответствующих ГА, 9.1, 9.2…9.h - датчики активной нагрузки соответствующих отключаемых потребителей (групп потребителей), 10 - блок формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА, 11 - первый блок сравнения, 12 - блок вычитания, 13.1…13.h…13.к-h-1 - вторые блоки сложения, 14.1, 14.2…14.к - блоки задержки, 15.1, 15.2…15.к-1 - ждущие одновибраторы, 16.1, 16.2…16.к-1 - управляемые ключи, 17 - второй блок сравнения, 18.1, 18.2…18.к-1 - логические элементы «И», 19.1, 19.2…19.h - логические элементы «ИЛИ», 20.1, 20.2…20h - блоки отключения соответствующих потребителей (групп потребителей) электроэнергии. При этом выходы датчиков активной нагрузки соответствующих ГА 5.1, 5.2…5.n соединены с соответствующими входами первого блока сложения 6, выход которого соединен с первыми входами блоков сравнения 11 и вычитания 12, выходы блоков контроля работы соответствующих ГА 7.1, 7.2…7.n соединены с соответствующими первыми входами блока формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10, блоки определения технического состояния соответствующих ГА 8.1, 8.2…8.n соединены с соответствующими вторыми входами блока формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10, выход которого соединен со вторыми входами первого блока сравнения 11 и блока вычитания 12; выходы датчиков активной нагрузки соответствующих отключаемых потребителей (групп потребителей) 9.1, 9.2…9.h соединены с информационными входами соответствующих управляемых ключей 16.1, 16.2…16.h, а также с входами вторых блоков сложения 13.1…13.h…13.к-h-1. При этом подключение выходов 9.1, 9.2…9.h к входам блоков 13.1…13.h…13.к-h-1 осуществляется во всех возможных комбинациях из нескольких датчиков 9.1, 9.2…9.h, кроме одной, когда подключаются все выходы 9.1, 9.2…9.h одновременно. Если общее число возможных комбинаций отключаемых потребителей обозначить за к, то число вторых блоков сложения будет равно к-h-1. Выход первого блока сравнения 11 соединен с входами блоков задержки 14.1, 14.2…14.к, выходы блоков задержки 14.1, 14.2…14.к-1 соединены с входами соответствующих одновибраторов 15.1, 15.2…15.к-1, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих управляемых ключей 16.1, 16.2…16.к-1 и вторыми входами соответствующих логических элементов «И» 18.1, 18.2…18.к-1, выход блока задержки 14.к соединен с входами всех логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.2…19.h, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков отключения потребителей 20.1, 20.2…20h, выходы вторых блоков сложения 13.1…13.h…13.к-h-1 соединены с информационными входами соответствующих управляемых ключей 16h+1…16h+h…16к-1 (порядковому номеру каждого управляемого ключа соответствует порядковый номер второго блока сложения, увеличенный на h), выход блока вычитания 12 соединен со вторым входом второго блока сравнения 17, выход которого соединен с первыми входами логических элементов «И» 18.1, 18.2…18.к-1, выходы управляемых ключей 16.1, 16.2…16.к-1 соединены с первым входом второго блока сравнения 17, выходы элементов «И» 18.1. 18.2…18.h соединены с первыми входами соответствующих логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.2…19.h,, выходы логических элементов «И» 18.h+1…18.h+h…18.к-1 соединены с многоканальными входами логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.2…19.h. При этом выход каждого элемента «И» с номером i+h из 18.h+1…18.h+h…18.к-1 соединен с многоканальными входами тех элементов «ИЛИ» из 19.1…19.h, номера которых соответствуют номерам датчиков активной нагрузки из 9.1, 9.2…9.h, подключенным к входам второго блока сложения 13.i с номером, соответствующим номеру логического элемента «И», уменьшенному на h. Например, выход логического элемента «И» 18. h+h подключен к многоканальным входам логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.h, так как к входам второго блока сложения 13.h подключены выходы датчиков активной нагрузки 9.1 и 9.h.
Датчики активной нагрузки ГА 5.1, 5.2…5.n - известные функциональные блоки, формирующие сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального величине активной нагрузки соответствующих ГА; первый и вторые блоки сложения 6 и 13.1…13.h…13.к-h-1 - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых формируется сигнал, пропорциональный сумме сигналов на его входах; блоки контроля работы соответствующих ГА 7.1, 7.2…7.n - известные функциональные блоки, формирующие на своих выходах сигналы логической «1», когда соответствующий ГА включен на параллельную работу и сигнал логического «0» в противном случае - в качестве таких блоков могут быть использованы, например, блок контакты автоматических выключателей соответствующих ГА; блоки определения технического состояния соответствующих ГА 8.1, 8.2…8.n - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых формируется сигнал логической единицы, если хотя бы один их контролируемых параметров (температура охлаждающей воды или смазочного масла дизеля и т.д.), превысил допустимое значение, что свидетельствует о неработоспособности агрегата. В качестве блока контроля технического состояния может быть использована схема, аналогичная той, которая формирует на судне обобщающий сигнал аварийно-предупредительной сигнализации (АПС) при превышении температуры охлаждающей воды или смазочного масла дизеля и ряда других параметров; датчики активной нагрузки отключаемых потребителей (групп потребителей), 9.1, 9.2…9.h - известные функциональные блоки, формирующие сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального величине активной нагрузки соответствующих потребителей (групп потребителей); блок формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал, пропорциональный величине допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА, одна из возможных функциональных схем которого представлена в Патенте SU 2623106 С1. Первый и второй блоки сравнения 11 и 17 - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых формируется сигнал логической «1», когда сигнал на его первом входе больше, чем сигнал на его втором входе и сигнал логического «0» в противоположном случае. Он может быть выполнен в виде компаратора на операционных усилителях. Блок вычитания 12 - известный функциональный блок, на выходе которого формируется сигнал в виде напряжения, пропорционального разности сигналов на первом и втором входах, может быть выполнен на базе операционных усилителей. Блоки задержки 14.1, 14.2…14.к - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых появляется сигнал логической «1» через заданное время после того как он появится на его входе. Ждущие одновибраторы 15.1, 15.2…15.к-1 - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых формируется сигнал логической «1» заданной длительности при появлении сигнала логической «1» на его входе. При этом время задержки первого блока 14.1 выбирается минимальной, только для защиты от помех. Для всех остальных случаев время задержки сигнала каждого блока задержки выбирается несколько большим, чем сумма времени задержки предыдущего блока задержки и длительности единичного импульса одновибратора. Управляемые ключи 16.1, 16.2…16.к-1 - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых в момент появления сигнала логической «1» на его управляющем входе появляется сигнал, поступивший на его информационный вход (Воловиков В.А. Схемотехника электронных устройств судовой автоматики. Учебное пособие. 1986 г. с (с. 61, рис. 27). Логические элементы «И» 18.1, 18.2…18.к-1 - известные функциональные блоки на выходе каждого из которых появляется сигнал логической «1» только в том случае, когда на все его входы поступает сигнал логической «1». Логические элементы «ИЛИ» 19.1, 19.2…19.h - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых появляется сигнал логической «1» только в том случае, когда хотя бы на один из его входов поступает сигнал логической «1». Блоки отключения 20.1, 20.2…20h - известные функциональные блоки, каждый из которых обеспечивает отключение соответствующих потребителей (групп потребителей) электроэнергии при поступлении сигнала логической «1» на его вход. В качестве таких блоков могут быть использованы обычные электромагнитные реле, размыкающие контакты которых включены в цепь катушки нулевой защиты автоматического выключателя соответствующего потребителя (группы потребителей) электрической энергии.
Устройство автоматической разгрузки параллельно работающих ГА (Фиг. 2) работает следующим образом.
С выходов датчиков активной нагрузки 5.1, 5.2…5.n сигналы, пропорциональные текущему значению активной нагрузки в данный момент времени всех ГА, работающих параллельно (Р1, Р2…Р.n) поступают на соответствующие входы первого блока сложения 6, где складываются и на его выходе формируется сигнал, пропорциональный суммарной активной нагрузке всех ГА, работающих параллельно в данный момент времени (Рсум.=Р1+Р2+…+Pn). Этот сигнал поступает на первый вход первого блока сравнения 11 и первый вход блока вычитания 12. С выходов блоков контроля работы соответствующих ГА 7.1, 7.2…7.n на соответствующие первые входы блока формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10 поступают сигналы логической «1» для ГА, работающих параллельно, и сигналы логического «0», если ГА в данный момент не работают. С выходов блоков 8.1, 8.2…8.n на соответствующие из вторых входов блока 10 поступают сигналы логической «1», если соответствующий ГА перешел в неработоспособное состояние и сигнал логического «0», если соответствующий ГА работоспособен. Если в данный момент времени все работающие ГА работоспособны, то на выходе блока 10-сигнал, пропорциональный суммарной допустимой активной нагрузке всех ГА, работающих параллельно в данный момент времени (Рсум.доп.1). Этот сигнал поступает на второй вход первого блока сравнения 11 и второй вход блока вычитания 12. Если перегрузки нет, то выполняется условие Рсум.<Рсум.доп.1. В этом случае на выходе первого блока сравнения 11 сигнал логической «1» не формируется, отключение выбранных потребителей не происходит. Если же возникла перегрузка и Рсум.>Рсум.доп.1, то на выходе блока сравнения 11 появится сигнал логической «1», что приведет к отключению потребителей. В случае, если один или несколько ГА перешли в неработоспособное состояние, то на выходе блока (блоков) определения технического состояния 8.1, 8.2…8.n соответствующих неработоспособных ГА появятся сигналы логической «1» и поступит (поступят) на соответствующий второй (соответствующие вторые) вход (входы) блока 10, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный допустимому значению активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособных ГА (Рсум.доп.3) и поступает на второй вход первого блока сравнения 11. Если при этом величина, пропорциональная суммарной активной нагрузке всех ГА, работающих параллельно в данный момент времени (Рсум.=Р1+Р2+…+Pn), окажется больше, чем величина, пропорциональная допустимому значению активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособных ГА (Рсум.доп.3), то есть Рсум.>Рсум.доп.3, то на выходе первого блока сравнения 11 появится сигнал логической «1» на отключение выбранных потребителей. При этом на выходе блока вычитания 12 формируется сигнал, пропорциональный величине превышения суммарной активной нагрузки всех работающих ГА над допустимой нагрузкой ЭЭС после отключения неработоспособных ГА (ΔР=Рсум.-Рсум.доп.3) и поступает на второй вход второго блока сравнения 17. На выходах датчиков активной нагрузки соответствующих отключаемых потребителей (групп потребителей) 9.1, 9.2…9.h формируются сигналы, пропорциональные нагрузке, создаваемой соответствующим потребителем (группой потребителей) G1, G2…Gh и поступают на информационные входы соответствующих управляемых ключей 16.1, 16.2…16.h и соответствующие входы вторых блоков сложения 13.1, 13.2…13.к-h-1. С выхода первого блока сравнения 11 сигнал логической «1» поступает на входы блоков задержки 14.1, 14.2…14.к. На выходе первого блока задержки 14.1 сигнал логической «1» появится через время Т1.1 и по его переднему фронту одновибратор 15.1 сформирует сигнал логической «1» длительностью Т1.2. С выхода одновибратора 15.1 сигнал логической «1» поступит на управляющий вход управляемого ключа 16.1, на выход которого с его информационного входа поступит сигнал, пропорциональный текущему значению активной нагрузки, создаваемой потребителем 9.1. (G1). Этот сигнал поступает на первый вход второго блока сравнения 17, где сравнивается с сигналом ΔР. Если окажется, что G1>ΔP, то на выходе второго блока сравнения 17 появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «И» 18.1 на второй вход которого поступает сигнал логической «1» с выхода одновибратора 15.1. Так как на оба входа логического элемента «И» 18.1 поступает сигнал логической «1», то на его выходе тоже формируется сигнал логической «1», который поступает на первый вход логического элемента «ИЛИ» 19.1. На выходе логического элемента «ИЛИ» 19.1 появляется сигнал логической «1» и поступает на вход блока отключения потребителя 20.1, который отключает потребителя (группу потребителей) 9.1. После отключения потребителя 9.1 суммарная нагрузка на все ГА, работающие параллельно уменьшится на величину G1 и условие формирования сигнала на отключение потребителей Рсум.>Рсум.доп.3 выполняться не будет, на выходе первого блока сравнения 11 появится сигнал логического «0», при отключении неработоспособного (неработоспособных) ГА перегрузки не произойдет.
Если окажется, что G1<ΔP, то на выходе второго блока сравнения 17 - сигнал логического «0», отключение потребителя 9.1 не происходит. Через время Т2.1, большее, чем T1=T1.1+Т1.2 сигнал логической «1» появится на выходе блока задержки 14.2 и по его переднему фронту одновибратор 15.2 сформирует сигнал логической «1» длительностью Т2.2, который поступит на управляющий вход управляемого ключа 16.2 и второй вход логического элемента «И» 18.2. На выходе управляемого ключа 16.2 формируется сигнал, поступающий на его информационный вход и пропорциональный нагрузке, создаваемой потребителем (группой потребителей) электроэнергии 9.2 (G2), который поступит на первый вход второго блока сравнения 17, где сравнится с сигналом, пропорциональным ΔР. Если G2>ΔP, то на выходе второго блока сравнения 11 появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 18.2, на второй вход которого поступает сигнал логической «1» с выхода одновибратора 15.2. На выходе логического элемента «И» 18.2 появляется сигнал логической «1» и поступает на первый вход логического элемента «ИЛИ» 19.2, на выходе которого появляется сигнал логической «1» и поступает на вход блока отключения потребителя (группы потребителей) электроэнергии 20.2, произойдет отключение 9.2 Если же G2<ΔP, то отключения 9.2 не произойдет. Через время Т3.1, большее, чем Т2=Т2.1+Т2.2 сигнал логической «1» появится на выходе блока задержки 14.3 и так далее, пока не будет выполнен перебор всех потребителей 9.1, 9.2…9.h. Если отключением одного потребителя (одной группы потребителей) не удастся добиться невыполнения условия формирования сигнала на отключение потребителей электроэнергии, то рассматриваются варианты отключения потребителей попарно, потри и так далее, перебирая все варианты, общее число которых примем равным К. Варианты отключения задаются вторыми блоками сложения 13.1…13.h…13.к-h-1, на входы каждого из которых подаются сигналы, пропорциональные нагрузке, создаваемой соответствующими потребителями (группами потребителей). Второй блок сложения 13.к-h-1 задает вариант отключения потребителей, датчиками нагрузки которых являются все датчики, кроме одного, поэтому на его входы поступают сигналы именно с этих датчиков. При этом второй блок сложения 13.1 задает вариант отключения потребителей, датчиками нагрузки которых являются 9.1 и 9.2, поэтому на его первый и второй входы поступают сигналы с этих датчиков. На выходе блока задержки 14.h+1 появляется сигнал логической «1» через время Th+1,1 большее, чем Th=Th1+Th2, и по его переднему фронту одновибратор 15.h+1 сформирует сигнал логической «1» длительностью T.h+1,2, который поступит на управляющий вход управляемого ключа 16.h+1 и на второй вход логического элемента «И» 18.h+1. С выхода управляемого ключа 16.h+1 сигнал, пропорциональный нагрузке, создаваемой потребителями (группой потребителей) электроэнергии 9.1 и 9.2 (G1+G2) поступит на первый вход второго блока сравнения 17, где сравнится с сигналом, пропорциональным ΔР. Если G1+G2>ΔP, то на выходе второго блока сравнения появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 18.h+1, с выхода которого сигнал логической «1» поступит на вторые входы логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.2, на выходах которых появляеся сигнал логической «1», который поступает на входы блоков отключения потребителя (группы потребителей) электроэнергии 20.1 и 20.2, произойдет отключение 9.1 и 9.2. Если же G1+G2<ΔP, то отключения 9.1 и 9.2 не произойдет. Через время T.h+2.1, большее, чем T.h+1=T.h+1,1+T.h+1,2 появится сигнал на выходе блока задержки 14.h+2, по переднему фронту которого одновибратор 15.h+2 сформирует сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на управляющий вход управляемого ключа 16.h+2. На информационный вход управляемого ключа 16.h+2 поступит сигнал с выхода второго блока сложения 13.2, на входы которого поступают сигналы с выходов датчиков активной нагрузки потребителей 9.1 и 9.3. Сигнал, пропорциональный нагрузке потребителей 9.1 и 9.3 (G1+G3) поступит на первый вход второго блока сравнения 17, где сравнится с сигналом, пропорциональным ΔР. Если G1+G3>ΔP, то на выходе второго блока сравнения появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 18.h+2, на второй вход которого с выхода одновибратора 15h+2 поступает сигнал логической «1». На выходе логического элемента «И» 18h+2 формируется сигнал логической «1», который поступает на входы логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.3 с выходов которых сигнал логической «1» поступит на входы блоков отключения потребителя (группы потребителей) электроэнергии 20.1 и 20.3, произойдет отключение 9.1 и 9.3. Если же G1+G3<ΔP, то отключения 9.1 и 9.3 не произойдет. Таким образом осуществляется перебор всех возможных вариантов вплоть до предпоследнего. Блок задержки 14.к-1 формирует на своем выходе сигнал логической «1» через время Т.к-1, большее, чем Т.к-2=Т.к-2,1+Т.к-2,2, по переднему фронту которого одновибратор 15.к-1 сформирует сигнал логической «1». Этот сигнал поступит на управляющий вход управляемого ключа 16.к-1, на информационный вход управляемого ключа 16.к-1 поступит сигнал с выхода второго блока сложения 13.к-h-1, на входы которого поступают сигналы с выходов датчиков активной нагрузки всех потребителей (групп потребителей), кроме одного. Сигнал с информационного входа управляемого ключа 16.к-1 поступает на его выход, а затем на первый вход второго блока сравнения 17, где сравнится с сигналом, пропорциональным ΔР. Если он больше, чем ΔР, то на выходе второго блока сравнения появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 18.к-1, на второй вход которого поступает сигнал логической «1» с выхода одновибратора 15.k-1. На выходе логического элемента «И» 18.k-1 формируется сигнал логической «1» и поступает на входы всех логических элементов «ИЛИ» 19.1…19.h-1, кроме последнего (19.h), с выхода которых сигнал логической «1» поступит на входы блоков отключения потребителей (группы потребителей) электроэнергии 20.1…20.h-1, произойдет отключение всех потребителей (групп потребителей), кроме одного. Если же величина сигнала, сформированного на выходе управляемого ключа 16.к-1 окажется меньше, чем ΔР, то отключения группы потребителей, соответствующей второму блоку сложения 13.к-h-1 не произойдет. В этом случае через время Т.к, большее, чем Т.к-1=Т.к-1,1+Т.к-1,2 на выходе блока задержки 14.к появится сигнал логической «1» и поступит на входы всех логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.2…19.h, на выходе каждого из которых появится сигнал логической «1» и поступит на вход соответствующего блока отключения потребителей (групп потребителей) 20.1, 20.2…20.h, которые отключат все отключаемые потребители.
Таким образом, в случае выполнения условий формирования сигнала на отключение потребителей электроэнергии, устройство (Фиг. 2) обеспечивает определение величины активной нагрузки, создаваемой каждым из потребителей (каждой группой потребителей) электроэнергии, определяет потребителей (группы потребителей), отключение которых приведет к невыполнению условий формирования сигнала на отключение потребителей и отключает эти потребители (группы потребителей) до момента отключения неработоспособного ГА.
При этом:
функциональные блоки 5.1, 5.2…5.n, 6, 7.1, 7.2…7.n, 8.1, 8.2…8.n, 10, 11 и их связи (Фиг. 2) образуют блок формирования сигнала отключения потребителей 1 (Фиг. 1);
датчики активной нагрузки отключаемых потребителей (групп потребителей) 9.1, 9.2…9.h (Фиг. 2) соответствуют датчикам активной нагрузки отключаемых потребителей 2.1, 2.2…2.h (Фиг. 1);
функциональные блоки 5.1, 5.2…5.n, 6, 7.1, 7.2…7.n, 8.1, 8.2…8.n, 10, 12, 13.1…13.h…13.к-h-1, 14.1, 14.2…14.к, 15.1, 15.2…15.к-1, 16.1, 16.2…16.к-1, 17, 18.1, 18.2…18.к-1, 19.1, 19.2…19.h и связи между ними (Фиг. 2) формируют блок выбора отключаемых потребителей (групп потребителей) 3 (Фиг. 1);
блоки отключения 20.1, 20.2…20h (Фиг. 2) соответствуют блокам отключения потребителей (групп потребителей) 4.1, 4.2…4.h-1, 4h (Фиг. 1).
Пример реализации способа.
Допустим, что СЭЭС состоит из трех ГА (ГА1, ГА2 и ГА3) мощностью по 100 кВт каждый (P1=Р2=Р3), то есть n=3. Пусть количество отключаемых потребителей (групп потребителей) электроэнергии равно четырем (h=4):
1. Санитарный насос мощностью G1=3 кВт;
2. Прачечная с двумя стиральными машинами, мощность которой меняется от 0 до 5 кВт;
3. Щит электрического отопления, мощность, потребляемая которым, меняется от 0 до 25 кВт;
4. Щит камбуза, мощность, потребляемая которым, меняется от 0 до 30 кВт.
При этом число возможных комбинаций отключения потребителей (групп потребителей) электроэнергии равно пятнадцати (к=15). На фиг. 3 представлена функциональная схема устройства автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов, реализующего предлагаемый способ, на примере параллельной работы трех ГА и четырех отключаемых потребителей (групп потребителей) электроэнергии.
Присвоим каждому из потребителей соответствующий порядковый номер, тогда:
9.1 - датчик активной нагрузки санитарного насоса, а 20.1 - блок отключений санитарного насоса;
9.2 - датчик активной нагрузки прачечной, а 20.2 - блок отключения прачечной;
9.3 - датчик активной нагрузки отопления, а 20.3 - блок отключения щита отопления;
9.4 - датчик активной нагрузки камбуза, а 20.4 - блок отключения щита камбуза. При этом:
13.1 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом и прачечной,
13.2 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом и отоплением,
13.3 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом и камбузом,
13.4 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой прачечной и отоплением,
13.5 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой прачечной и камбузом,
13.6 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой отоплением и камбузом,
13.7 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом, прачечной и отоплением,
13.8 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом, прачечной и камбузом,
13.9 - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой санитарным насосом, отоплением и камбузом.
13.10 (к-h-1) - второй блок сложения формирует сигнал, пропорциональный нагрузке, потребляемой прачечной, отоплением и камбузом.
Предположим, что СЭЭС работает в режиме, когда на сеть работают ГА1 и ГА2, а ГА3 находится в резерве. Допустим, что нагрузка ГА1 составляет 60 кВт (Р1=60 кВт), нагрузка ГА2 составляет 63 кВт (Р2=63 кВт), санитарный насос включен и создаваемая им нагрузка составляет 3,0 кВт (G1=3,0 кВт), нагрузка, создаваемая прачечной составляет 2,5 кВт (G2=2,5 кВт), нагрузка, создаваемая отоплением составляет 22 кВт (G3=22 кВт), а нагрузка камбуза - 12 кВт (G4=12 кВт).
Устройство автоматической разгрузки параллельно работающих генераторных агрегатов (Фиг. 3) содержит датчики активной нагрузки первого, второго и третьего генераторных агрегатов - 5.1, 5.2 и 5.3 соответственно, первый блок сложения - 6, блоки контроля работы первого, второго и третьего ГА - 7.1, 7.2 и 7.3 соответственно, блоки определения технического состояния первого, второго и третьего ГА - 8.1, 8.2 и 8.3 соответственно, датчики активной нагрузки санитарного насоса, прачечной, отопления, и камбуза - 9.1, 9.2, 9.3 и 9.4 соответственно, блок формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА - 10, первый блок сравнения - 11, блок вычитания - 12, вторые блоки сложения - 13.1…13.10, блоки задержки - 14.1…14.15, одновибраторы 15.1…15.14, управляемые ключи 16.1…16.14, второй блок сравнения 17, логические элементы «И» 18.1…18.14, логические элементы «ИЛИ» 19.1…19.4, блоки отключения санитарного насоса, прачечной, отопления и камбуза - 20.1, 20.2, 20.3 и 20.4 соответственно. При этом выходы датчиков активной нагрузки ГА 5.1, 5.2 и 5.3 соединены с первым, вторым и третьим входами первого блока сложения 6 соответственно, выходы блоков контроля работы 7.1, 7.2 и 7.3 соединены с первым, вторым и третьим из первых входов блока формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА - 10 соответственно, выходы блоков определения технического состояния первого, второго и третьего ГА - 8.1, 8.2 и 8.3 соединены с первым, вторым и третьим из вторых входов блока 10 соответственно, выход первого блока сложения - 6 соединен с первыми входами первого блока сравнения 11 и блока вычитания - 12, выход блока 10 соединен со вторыми входами первого блока сравнения 11 и блока вычитания 12, выход датчика активной нагрузки санитарного насоса - 9.1 соединен с первым входом второго блока сложения 13.1, первым входом блока 13.2, первым входом блока 13.3, первым входом блока 13.7, первым входом блока 13.8, первым входом блока 13.9 и информационным входом управляемого ключа 16.1, выход датчика активной нагрузки правчечной - 9.2 соединен со вторым входом второго блока сложения 13.1, первым входом 13.4, первым входом 13.5, вторым входом 13.7, вторым входом 13.8, первым входом блока 13.10 и информационным входом управляемого ключа 16.2, выход датчика активной нагрузки отопления - 9.3 соединен со вторым входом второго блока сложения 13.2, вторым входом 13.4, первым взодом 13.6, третьим входом 13.7, вторым входом 13.9, вторым входом 13.10 и информационным входом управляющего ключа 16.3, датчик активной нагрузки камбуза - 9.4 соединен со вторым входом второго блока сложения 13.3, вторым входом блока 13.5, вторым входом блока 13.6, третьими входами блоков 13.8, 13.9 и 13.10, с информационным входом управляемого ключа 16.4, выход второго блока сложения 13.1 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.5, выход второго блока сложения 13.2 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.6, выход второго блока сложения 13.3 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.7, выход второго блока сложения 13.4 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.8, выход второго блока сложения 13.5 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.9, выход второго блока сложения 13.6 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.10, выход второго блока сложения 13.7 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.11, выход второго блока сложения 13.8 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.12, выход второго блока сложения 13.9 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.14, выход второго блока сложения 13.10 соединен с информационным входом управляемого ключа 16.13 выход первого блока сравнения 11 соединен с входами блоков задержки 14.1…14.15, выход блока задержки 14.1 соединен с входом одновибратора 15.1, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.1 и вторым входом логического элемента «И» 18.1, выход логического элемента «И» 18.1 соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ» 19.1, выход которого соединен с входом блока отключения санитарного насоса 20.1, выход блока задержки 14.2 соединен с входом одновибратора 15.2, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.2 и вторым входом логического элемента «И» 18.2, выход логического элемента «И» 18.2 соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ» 19.2, выход которого соединен с входом блока отключения прачечной 20.2, выход блока задержки 14.3 соединен с входом одновибратора 15.3, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.3 и вторым входом логического элемента «И» 18.3, выход логического элемента «И» 18.3 соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ» 19.3, выход которого соединен с входом блока отключения отопления 20.3, выход блока задержки 14.4 соединен с входом одновибратора 15.4, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.4 и вторым входом логического элемента «И» 18.4, выход логического элемента «И» 18.4 соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход которого соединен с входом блока отключения камбуза 20.4, выход блока задержки 14.5 соединен с входом одновибратора 15.5, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.5 и вторым входом логического элемента «И» 18.5, выход логического элемента «И» 18.5 соединен со вторыми входами логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.2, выход блока задержки 14.6 соединен с входом одновибратора 15.6, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.6 и вторым входом логического элемента «И» 18.6, выход логического элемента «И» 18.6 соединен с третьим входом логического элемента «ИЛИ» 19.1 и вторым входом логического элемента «ИЛИ» 19.3, выход блока задержки 14.7 соединен с входом одновибратора 15.7, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.7 и вторым входом логического элемента «И» 18.7, выход логического элемента «И» 18.7 соединен с четвертым входом логического элемента «ИЛИ» 19.1 и вторым входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход блока задержки 14.8 соединен с входом одновибратора 15.8, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.8 и вторым входом логического элемента «И» 18.8 выход логического элемента «И» 18.8 соединен с третьим входом логического элемента «ИЛИ» 19.2 и третьим входом логического элемента «ИЛИ» 19.3, выход блока задержки 14.9 соединен с входом одновибратора 15.9, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.9 и вторым входом логического элемента «И» 18.9 выход логического элемента «И» 18.9 соединен с четвертым входом логического элемента «ИЛИ» 19.2 и третьим входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход блока задержки 14.10 соединен с входом одновибратора 15.10, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.10 и вторым входом логического элемента «И» 18.10 выход логического элемента «И» 18.10 соединен с четвертым входом логического элемента «ИЛИ» 19.3 и четвертым входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход блока задержки 14.11 соединен с входом одновибратора 15.11, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.11 и вторым входом логического элемента «И» 18.11 выход логического элемента «И» 18.11 соединен с пятым входом логического элемента «ИЛИ» 19.1, пятым входом логического элемента «ИЛИ» 19.2, пятым входом логического элемента «ИЛИ» 19.3, выход блока задержки 14.12 соединен с входом одновибратора 15.12, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.12 и вторым входом логического элемента «И» 18.12 выход логического элемента «И» 18.12 соединен с шестым входом логического элемента «ИЛИ» 19.1, шестым входом логического элемента «ИЛИ» 19.2, пятым входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход блока задержки 14.13 соединен с входом одновибратора 15.13, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.13 и вторым входом логического элемента «И» 18.13 выход логического элемента «И» 18.13 соединен с седьмым входом логического элемента «ИЛИ» 19.2, шестым входом логического элемента «ИЛИ» 19.3, шестым входом логического элемента «ИЛИ» 19.4, выход блока задержки 14.14 соединен с входом одновибратора 15.14, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа 16.14 и вторым входом логического элемента «И» 18.14 выход логического элемента «И» 18.14 соединен с седьмыми входами логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.3 и 19.4, выход блока задержки 14.15 соединен с восьмыми входами логических элементов «ИЛИ» 19.1, 19.2, 19.3 и 19.4, выходы управляемых ключей 16.1…16.14 соединены с первым входом второго блока сравнения 17, выход которого соединен с первыми входами логических элементов «И» 18.1…18.14, выход блока вычитания 12 соединен со вторым входом второго блока сравнения 17.
При этом на выходах датчиков активной нагрузки 5.1, 5.2 и 5.3 формируются сигналы, пропорциональные 60 кВт, 63 кВт и 0 кВт соответственно. Эти сигналы поступают на первый, второй и третий входы первого блока сложения 6 и на его выходе появляется сигнал, пропорциональный 123 кВт (Рсумм.=P1+Р2+Р3=60+63+0=123 кВт), который поступает на первый вход первого блока сравнения 11 и первый вход блока вычитания 12. Так как работают ГА1 и ГА2, то на выходах блоков контроля работы соответствующих ГА 7.1 и 7.2 присутствует сигнал логической «1», а на выходе блока 7.3 - сигнал логического «0». Эти сигналы поступают на соответствующие первые входы блока 10.
Предположим, что в процессе эксплуатации произошло снижение ниже допустимого значения давления смазочного масла ГА2. В этом случае на выходе блока определения технического состояния второго генератора 8.2 присутствует сигнал логической «1», а на выходах блоков 8.1 и 8.3 - сигнал логического «0», которые поступают на соответствующие вторые входы блока 10. На выходе блока 10 формируется сигнал, пропорциональный допустимому значению активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного ГА2 (Рсум.доп.3=100 кВт) и поступает на вторые входы первого блока сравнения 11 и блока вычитания 12. Так как сигнал, поступающий на первый вход первого блока сравнения 11 больше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (123 кВт>100 кВт), то на выходе блока 11 появляется сигнал логической «1», который поступает на входы блоков задержки 14.1, 14.2…14.15.
Через выдержку времени Т1.1, равную, например, 0.025 с на выходе блока задержки 14.1 появится сигнал логической «1», по переднему фронту которого одновибратор 15.1 формирует сигнал логической «1» длительностью Т1.2, равной, например, 0.05 с, который поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.1. С выхода датчика активной нагрузки санитарного насоса 9.1 сигнал, пропорциональный нагрузке в 3,0 кВт поступает на информационный вход управляемого ключа 16.1 и при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе фиксируется на его выходе. Так как на первый вход блока вычитания 12 поступает сигнал, пропорциональный Рсум.=123 кВт, а на второй - пропорциональный допустимому значению активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного ГА2 Рсум.доп.3=100 кВт., то на его выходе появляется сигнал, пропорциональный превышению суммарной нагрузки ΔР=123 кВт-100 кВт=23 кВт, который поступает на второй вход второго блока сравнения 17. С выхода управляемого ключа 16.1 сигнал, пропорциональный нагрузке санитарного насоса G1=3,0 кВт поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго порогового блока 17 меньше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (3,0 кВт<23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.1. На выходе логического элемента «И» 18.1 сохраняется сигнал логического «0», на всех входах логического элемента «ИЛИ» 19.1, а значит и на его выходе и входе блока отключения санитарного насоса 20.1 - сигнал логического «0», отключение не происходит.
Через выдержку времени Т2.1, равную, например 0,1 с, сигнал логической «1» появляется на выходе блока задержки 14.2, по переднему фронту которого одновибратором 15.2 формируется сигнал логической «1» длительностью равной, например, 0,05 с и поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.2. С выхода датчика активной нагрузки прачечной 9.2 сигнал, пропорциональный нагрузке в 2,5 кВт (G2=2,5 кВт) поступает на информационный вход управляемого ключа 16.2, с выхода которого, при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе, поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго порогового блока 17 меньше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (2,5 кВт<23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.2. На выходе логического элемента «И» 18.2 сохраняется сигнал логического «0», на всех входах логического элемента «ИЛИ» 19.2, а значит и на его выходе и входе блока отключения прачечной 20.2 - сигнал логического «0», отключение не происходит.
Через выдержку времени Т3.1, равную, например 0,175 с, сигнал логической «1» появляется на выходе блока задержки 14.3, по переднему фронту которого одновибратором 15.3 формируется сигнал логической «1» длительностью равной, например, 0,05 с и поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.3. С выхода датчика активной нагрузки щита отопления 9.3 сигнал, пропорциональный нагрузке в 22 кВт (G3=22 кВт) поступает на информационный вход управляемого ключа 16.3, с выхода которого, при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе, поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго порогового блока 17 меньше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (22 кВт<23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.3. На выходе логического элемента «И» 18.3 сохраняется сигнал логического «0», на всех входах логического элемента «ИЛИ» 19.3, а значит и на его выходе и входе блока отключения щита отопления 20.3 - сигнал логического «0», отключение не происходит.
Через выдержку времени Т4.1, равную, например 0,25 с, сигнал логической «1» появляется на выходе блока задержки 14.4, по переднему фронту которого одновибратором 15.4 формируется сигнал логической «1» длительностью равной, например, 0,05 с и поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.4. С выхода датчика активной нагрузки камбуза 9.4 сигнал, пропорциональный нагрузке в 12 кВт (G4=12 кВт) поступает на информационный вход управляемого ключа 16.4, с выхода которого, при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе, поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго порогового блока 17 меньше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (12 кВт<23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.4. На выходе логического элемента «И» 18.4 сохраняется сигнал логического «0», на всех входах логического элемента «ИЛИ» 19.4, а значит и на его выходе и входе блока отключения камбуза 20.4 - сигнал логического «0», отключение не происходит.
Через выдержку времени Т5.1, равную, например 0,325 с, сигнал логической «1» появляется на выходе блока задержки 14.5, по переднему фронту которого одновибратором 15.5 формируется сигнал логической «1» длительностью равной, например, 0,05 с и поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.5. На первый и второй входы второго блока сложения 13.1 с выходов датчиков 9.1 и 9.2 поступают сигналы, пропорциональные активной нагрузке, создаваемой санитарным насосом и прачечной соответственно. На выходе второго блока сложения 13.1 формируется сигнал (G5), пропорциональный сумме сигналов на его входах G5=G1+G2=3,0 кВт+2,5 кВт=5,5 кВт и поступает на информационный вход управляемого ключа 16.5, с выхода которого, при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе, поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго блока сравнения 17 меньше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (5,5 кВт<23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логического «0», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.5. На выходе логического элемента «И» 18.5 сохраняется сигнал логического «0», который поступает на вторые входы логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.2, на выходах которых сохраняется сигнал логического «0» и поступает на входы блоков 20.1 и 20.2 соответственно, отключение санитарного насоса и прачечной не происходит.
Через выдержку времени Т6.1, равную, например 0,4 с, сигнал логической «1» появляется на выходе блока задержки 14.6, по переднему фронту которого одновибратором 15.6 формируется сигнал логической «1» длительностью равной, например, 0,05 с и поступает на управляющий вход управляемого ключа 16.6. На первый и второй входы второго блока сложения 13.2 с выходов датчиков 9.1 и 9.3 поступают сигналы, пропорциональные активной нагрузке, создаваемой санитарным насосом и отоплением соответственно. На выходе второго блока сложения 13.2 формируется сигнал (G6), пропорциональный сумме сигналов на его входах G6=G1+G3=3,0 кВт+22 кВт=25 кВт и поступает на информационный вход управляемого ключа 16.6, с выхода которого, при наличии сигнала логической «1» на управляющем входе, поступает на первый вход второго блока сравнения 17. Так как сигнал, поступающий на первый вход второго порогового блока 17 больше, чем сигнал, поступающий на его второй вход (25 кВт>23 кВт), то на выходе блока 17 формируется сигнал логической «1», который поступает на первый вход логического элемента «И» 18.6. Так как с выхода одновибратора 15.6 сигнал логической «1» поступает и на второй вход логического элемента «И» 18.6, то на его выходе появляется сигнал логической «1», который поступает на третий вход логического элемента «ИЛИ» 19.1 и на второй вход логического элемента «ИЛИ» 19.3. На выходах логических элементов «ИЛИ» 19.1 и 19.3 формируется сигнал логической «1» и поступает на входы блоков отключения 20.1 и 20.3, санитарный насос и щит отопления одновременно отключаются от сети. При этом суммарная нагрузка уменьшается на 25 кВт и составит 98 кВт, что меньше, чем допустимое значение активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного ГА2 (Рсум.доп.3=100 кВт), то есть условие формирования сигнала на отключение потребителей, определяемое неравенством Рсум.>Рсум.доп. не выполняется, при отключении неработоспособного ГА2 оставшийся включенным ГА1 примет нагрузку и продолжит работать без перегрузки.
В случае, если к-1 варианты комбинаций потребителей не приведут к несоблюдению неравенства Рсум.>Рсум.доп., то появляется сигнал логической «1» на выходе блока задержки 14.15 (14.к) и поступает на восьмые входы всех логических элементов «ИЛИ» 19.1…19.4, на их выходах и входах блоков 20.1…20.4 появляется сигнал логической «1», происходит отключение всех отключаемых потребителей.
В приведенном примере датчики активной нагрузки 5.1, 5.2, 5.3, первый блок сложения 6, блоки контроля работы соответствующих ГА 7.1, 7.2, 7.3, блоки определения технического состояния ГА 8.1, 8.2, 8.3, блок формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10 и первый блок сравнения 11 служат для формирования сигнала на отключение потребителей и соответствуют блоку 1 на Фиг. 1.
Датчики активной нагрузки 9.1, 9.2, 9.3, 9.4 соответствуют блокам 2.1, 2.2…2,h на Фиг. 1 (h=4).
датчики активной нагрузки 5.1, 5.2, 5.3, первый блок сложения 6, блоки контроля работы соответствующих ГА 7.1, 7.2, 7.3, блоки определения технического состояния ГА 8.1, 8.2, 8.3, блок формирования допустимого значения активной нагрузки ЭЭС после отключения неработоспособного (неработоспособных) ГА 10, блок вычитания 12, вторые блоки сложения 13.1…13.4…13.10, блоки задержки 14.1…14.15, одновибраторы 15.1…15.14, управляемые ключи 16.1…16.14, второй блок сравнения 17, логические элементы «И» 18.1…18.14, логические элементы «ИЛИ» 19.1…19.4 и их связи осуществляют выбор отключаемых потребителей и соответствуют блоку 3 на Фиг. 1.
Блоки отключения потребителей 20.1…20.4 соответствуют блокам 4.1, 4.2…4.h на Фиг. 1.
Предлагаемое изобретение было создано в процессе разработки опытного образца блока автоматической разгрузки генераторных агрегатов, проводимой ООО «Форпик Стандарт Сервис». Были проведены расчеты и изготовлена действующая модель устройства, реализующего заявляемый способ, лабораторные испытания которой показали возможность использования данного способа в судовых электроэнергетических системах, что позволяет сделать вывод о возможности его промышленного применения.