УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТАМИ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована, в частности, для управления резервными дизельными электроагрегатами.
Известно устройство, содержащее электрически соединенные между собой блок силовых выключателей, блок контроля напряжения, блок защиты оперативных цепей, блок параллельной работы, блок контрольно-измерительных приборов, блок трансформаторов тока, блок управления генератором, блок управления дизелем, блок контроля параметров и защиты дизеля, блок реле времени, блок промежуточных реле, блок исполнительных реле, блок выбора режимов работы, блок согласующих устройств, блок питания, блок пуска-останова дизеля, блок усиления выходных сигналов и блок защиты генератора от короткого замыкания, блок магнитоуправляемых датчиков тока, контакты которых подключены к входу блока защиты генератора от короткого замыкания, который выполнен в виде последовательно соединенных зарядно-разрядной цепи, интегрирующей цепи, схемы сравнения, усилителя мощности, исполнительного устройства и выход которого подсоединен к входу блока силовых выключателей [RU 4339, U1, F02D 29/06, 16.06.1997].
Устройство содержит в своем составе ряд элементов, общих с предложенным, например, блок промежуточных реле, однако недостатком известного устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку осуществляет контроль узкого числа параметров при управлении дизельными электроагрегатами, но не обеспечивает контроль более широкого круга параметров, в частности, сопротивления изоляции.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство управления дизель-генераторными агрегатами (ДГА), содержащее контроллер, монитор, блок звуковой сигнализации, блок световой индикации, аналоговый датчик параметров напряжения генератора ДГА, аналоговый датчик давления масла в картере двигателя ДГА, дискретный датчик давления масла в картере двигателя ДГА, дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генератора ДГА, а также размещенные в ДГА аналоговый датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА, дискретный датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА, дискретный датчик уровня охлаждающей жидкости двигателя ДГА, аналоговый датчик уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА и дискретный датчик уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА, при этом, первый вход контроллера соединен с внешней сетью электропитания, выход аналогового датчика параметров напряжения соединен со вторым входом контроллера, выход аналогового датчика давления масла в картере двигателя ДГА соединен с третьим входом контроллера, выход дискретного датчика давления масла в картере двигателя ДГА соединен с четвертым входом контроллера, выход дискретного датчика срабатывания автоматического выключателя ДГА соединен с пятым входом контроллера, а выходы контроллера соединены: первый - со входом стартера двигателя ДГА, второй - с первым входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГА, третий - со входом монитора, четвертый - со входом блока звуковой сигнализации, а пятый -с первым входом блока световой индикации, выход аналогового датчика охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с шестым входом контроллера, выход дискретного датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с седьмым входом контроллера, выход дискретного датчика уровня охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с восьмым входом контроллера, выход аналогового датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА соединен с девятым входом контроллера, а выход дискретного датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА соединен с десятым входом контроллера [RU 71011, U1, G05B 15/02, Н02Р 9/00, 20.02.2008].
Наиболее близкое техническое решение содержит в своем составе ряд элементов, общих с предложенным, например, контроллер, элементы световой индикации и т.п., однако недостатком известного устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает выполнение целого ряда функций контроля и управления. В частности, в наиболее близком техническом решении не обеспечивается пуск и штатный останов двигателя дизельного электроагрегата в дистанционном режиме управления, аварийная защита с остановом двигателя по внешним аварийным командам, контроль величины напряжения стартерной аккумуляторной батареи, выдача сигналов о состоянии дизельного электроагрегата во внешнюю систему дистанционного контроля и т.д.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается в устройстве, содержащем пульт управления, щит силовой и шину, соединяющую щит силовой и пульт управления, содержащий разъем стыковки пульта управления с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии, разъем стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, разъем стыковки с щитом силовым, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами шины, контроллер, комбинированный цифровой электроизмерительный прибор, входы которого соединены с соответствующими выходами разъема стыковки с щитом силовым, кнопки управления, соединенные с соответствующими входами контроллера, кнопки аварийной остановки, обмотки промежуточные реле, соединенные с соответствующими выходами контроллера и контакты которых соединены с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, а также автоматический выключатель с предохранителями в цепи оперативного питания, соединенный с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, с кнопкой аварийной остановки и с соответствующими входами контроллера, группа управляющих выходов которого соединена с соответствующими входами разъема стыковки с щитом силовым, содержащим разъем стыковки щита силового с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии, разъем стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, разъем стыковки с пультом управления, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами шины, автоматический выключатель защиты генератора дизельного электроагрегата, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами генератора дизельного электроагрегата, контактор генератора дизельного электроагрегата, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами автоматического выключателя защиты генератора и шинами гарантированного питания в аппаратуре системы электропитания потребителя электроэнергии, реле контроля фаз, соединенное с генератором дизельного электроагрегата, контактором генератора дизельного электроагрегата, с разъемом стыковки щита силового с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии и разъемом стыковки с пультом управления, трансформатор тока, соединенный с разъемом стыковки с пультом управления, блок возбуждения генератора дизельного электроагрегата, соединенный с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата и с контактором генератора дизельного электроагрегата, автоматический выключатель и контактор включения вентилятора, соединенные с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, автоматический выключатель с контактором включения подогревателя, соединенные с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, промежуточные реле, соединенные с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, реле контроля изоляции, соединенное с разъемом стыковки с пультом управления а также зарядное устройство, соединенное с соответствующими клеммами аккумуляторной батареи разъема стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата.
На чертеже представлена функциональная схема устройства управления дизельными электроагрегатами совместно с дизельным электроагрегатом, панелью ввода и пультом управления в системе электропитания потребителя электроэнергии.
Устройство управления дизельными электроагрегатами содержит пульт 1 управления, щит 2 силовой и шину 3, соединяющую щит 2 силовой и пульт 1 управления, содержащий разъем 4 стыковки пульта управления с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии, разъем 5 стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, разъем 6 стыковки с щитом силовым, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами шины 3, контроллер 7, комбинированный цифровой электроизмерительный прибор 8, входы которого соединены с соответствующими выходами разъема 6 стыковки с щитом силовым, кнопки 9 управления, соединенные с соответствующими входами контроллера 7, кнопки 10 аварийной остановки, обмотки 11 промежуточные реле, соединенные с соответствующими выходами контроллера 7 и контакты 12 которых соединены с разъемом стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, а также автоматический выключатель 13 с предохранителями в цепи оперативного питания, соединенный с разъемом 5 стыковки с оборудованием на двигателе дизельного электроагрегата, с кнопкой 10 аварийной остановки и с соответствующими входами контроллера 7, группа управляющих выходов которого соединена с соответствующими входами разъема 6 стыковки с щитом 2 силовым, содержащим разъем 14 стыковки щита силового с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии, разъем 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, разъем 16 стыковки с пультом управления, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами шины 3, автоматический выключатель 17 защиты генератора дизельного электроагрегата, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами генератора дизельного электроагрегата, контактор 18 генератора дизельного электроагрегата, клеммы которого соединены с соответствующими клеммами автоматического выключателя 17 защиты генератора и шинами 33 гарантированного питания в аппаратуре системы электро-питания потребителя электроэнергии, реле 19 контроля фаз, соединенное с генератором дизельного электроагрегата, контактором 18 генератора дизельного электроагрегата, с разъемом 14 стыковки щита силового с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии и разъемом 16 стыковки с пультом управления, трансформатор 20 тока, соединенный с разъемом 16 стыковки с пультом управления, блок 21 возбуждения генератора дизельного электроагрегата, соединенный с разъемом 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата и с контактором 18 генератора дизельного электроагрегата, автоматический выключатель 22 и контактор 23 включения вентилятора, соединенные с разъемом 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, автоматический выключатель 24 с контактором включения подогревателя, соединенные с разъемом 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, промежуточные реле 25, соединенные с разъемом 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата, реле 26 контроля изоляции, соединенное с разъемом 16 стыковки с пультом управления а также зарядное устройство 27, соединенное с соответствующими клеммами аккумуляторной батареи разъема 15 стыковки с оборудованием на двигателе и генераторе дизельного электроагрегата.
К основным элементам дизельного электроагрегата, представленного на чертеже, относятся генератор 28, вентилятор 29, подогреватель 30, аккумуляторная батарея 31, датчики 32, масляный насос и стартер 33, стоп-устройства 34.
Кроме того, на чертеже представлены панель 35 ввода с аппаратурой системы электропитания потребителя электроэнергии и пульт 36 управления в системе электропитания потребителя электроэнергии.
Все элементы предложенного устройства относятся к стандартным элементам электротехники. Исключение составляет контроллер, поэтому ниже при описании работы контроллера для управления дизельным электрогенератором представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данного устройства функции.
В частности, с различными версиями управляющей программы контроллера 7, предложенный контроллер для управления дизельными электроагрегатами обеспечивает:
- пуск и штатный останов двигателя дизельного электроагрегата в местном и дистанционном режимах управления;
- аварийную защиту с остановом двигателя дизельного электроагрегата по сигналам аварийных датчиков и по внешним аварийным командам;
- аварийно-предупредительную сигнализацию;
- контроль величины напряжения стартерной аккумуляторной батареи;
- световую индикацию состояния дизельного электроагрегата (аварии, неисправности, выполнение алгоритма работы);
- выдачу сигналов о состоянии дизельного электроагрегата во внешнюю систему дистанционного контроля;
- учет времени наработки дизельного электроагрегата. Работает устройство управления дизельными электроагрегатами (ДГА) следующим образом.
В частности, оно обеспечивает контроль работы и управление резервными ДГА электроагрегатами типа «ДГА-хх» различной мощности в следующем объеме:
- управляют электроподогревом двигателя;
- в дистанционном режиме управления обеспечивает пуск ДГА для тестирования по сигналу от пульта управления в системе электропитания потребителя электроэнергии;
- в дистанционном режиме управления обеспечивает пуск/останов ДГА по сигналам от панелей ввода в аппаратуре электропитания систем централизации и блокировки (СЦБ) для резервирования сети;
- включает и отключает контактор генератора ДГА по сигналам от панелей ввода в аппаратуре электропитания систем централизации и блокировки (СЦБ);
- измеряет электрические параметры генератора ДГА;
- обеспечивает аварийно-предупредительную сигнализацию и аварийную защиту ДГА, в частности, по сигналами датчика параметров напряжения генератора ДГА, датчика давления масла в картере двигателя ДГА, датчика срабатывания автоматического выключателя генератора ДГА, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА, датчика уровня охлаждающей жидкости двигателя ДГА, датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА и датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА;
- выдает сигналы для дистанционного контроля состояния ДГА на пульт дежурного по станции и в систему дистанционного контроля;
- в местном режиме управления обеспечивает пуск и останов ДГА с помощью кнопок на лицевой панели пульта управления ЦБУ ДГА для пусконаладочных работ;
- обеспечивает автоматический, заряд, подзаряд и выполнения контрольно-тренировочных циклов аккумуляторных батарей;
- обеспечивает выдачу сигнала на автоматический пуск резервного ДГА при аварии основного.
Перечисленные функциональные возможности выполняются при следующих условиях эксплуатации:
- диапазон температур окружающей среды от минус 40°С до плюс 40°С при относительной влажности воздуха до 98% (при+25°С без конденсации влаги);
- окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров газов, разрушающих металлы и изоляцию, запыленность воздуха не более 0.01 г/м3;
- группа механического исполнения М 7 по ГОСТ 17516.1-90 (МС1 поОСТ32.146-2000);
- соответствует требованиям по ЭМС предъявляемым к III классу ТС ЖАТ по ГОСТ Р 50656-2001.
После включения автоматического выключателя 13 в пульте управления напряжение поступает в контроллер 7 и начинается его работа по опросу входов в соответствии с управляющей программой, на которую запрограммирован контроллер 7, который выдает сигнал через разъем 6 и шину 3 на промежуточное реле 25, которое своим контактом включает автоматический выключатель 24 с контактором включения подогревателя, в результате чего напряжение подается на подогреватель 30.
После прогрева двигателя и срабатывания соответствующего датчика сигнал от него поступает в контролер 7, который снимает сигнал через разъем 6 и шину 3 с промежуточного реле 25, которое, в свою очередь, своим контактом выключает автоматический выключатель 24 с контактором включения подогревателя и напряжение снимается с подогревателя 30.
Зарядное устройство 27, постоянно обеспечивает заряд аккумуляторной батареи 31 в составе дизельного электроагрегата.
Реле 26 контроля изоляции постоянно контролирует сопротивление изоляции батарейных цепей и в случае снижения сопротивления изоляции ниже допустимого своим контактом через разъем 16 и разъем 4 выдает сигнал о неисправности в систему дистанционного контроля.
При наличии аварийных сигналов на разъеме 5 контроллер 7 формирует сигналы блокировки пуска двигателя и сигнализирует о причине аварии светодиодом, которым оснащен контроллере 7, и выдает через промежуточные реле 11 сигнал об аварии на пульт 36 управления в системе электропитания потребителя электроэнергии.
Сигнализация о причине аварии сохраняется до устранения причины аварии и нажатия кнопки 9 управления - кнопки «Сброс».
При наличии сигнала дистанционного пуска от панели 35 ввода на разъеме 4, контроллер 7 через промежуточные реле 11 выдает последовательность сигналов для выполнения пуска двигателя по заданному программой контроллера 7 алгоритму.
После запуска и прогрева двигателя дизельного электроагрегата сигнал от него поступает на контролер 7, который выдает сигнал через разъем 6 и шину 3 на промежуточное реле 25, которое своим контактом включает контактор 23 включения вентилятора, в результате чего напряжение питания подается на двигатель вентилятора.
Реле 19 контроля фаз после достижения заданной величины напряжения генератора своим контактом подготавливает цепь для включения контактора 18 генератора дизельного электроагрегата. Контактор 18 включается по сигналу поступающему от панели 35 ввода и напряжение от генератора 28 дизельного электроагрегата поступает на нагрузку.
В таком состоянии генератор 28 дизельного электроагрегата питает нагрузку до поступления сигнала дистанционного останова от панели 35 ввода на разъем 4.
Напряжение от генератора 28 и токи от трансформатора 20 тока поступает для измерений в комбинированный цифровой электроизмерительный прибор 8.
При наличии сигнала пуска для теста дизельного электоагрегата из пульт 36 управления на разъеме 4 контроллер 7 через промежуточные реле 11 выдает последовательность сигналов для выполнения пуска двигателя по заданному программой контроллера 7алгоритму.
После запуска и прогрева двигателя дизельного элнектроагрегата замыкается сигнал от соответствующего датчика поступает в контролер 7, который через разъем 6 и шину 3 выдает сигнал на промежуточное реле 25, которое своим контактом включает контактор 23 включения вентилятора, в результате чего напряжение питания подается на двигатель вентилятора.
Дизельный электроагрегат работает заданное программой время и автоматически останавливается.
При работе дизельного электроагрегата контроллер 7 опрашивает входы в соответствии со своей управляющей программой.
При наличии аварийных сигналов на разъеме 5 контроллер 7 в через промежуточные реле 11 выдает сигналы на оборудование двигателя дизельного электроагрегата для его аварийного останова, сигнализирует о причине аварии светодиодом и соответствующим кодом на светодиодном дисплее, которым оснащен контроллер 7, и выдает через промежуточные реле 11 сигнал об аварии на дизельном электроагрегате. Сигнализация о причине аварии сохраняется до устранения причины аварии и нажатия кнопки 9 управления - кнопки «Сброс».
Аварийный останов дизельного электроагрегата выполняется после разрыва цепи аварийного останова кнопкой 10 аварийной остановки, на пульте управления или после разрыва цепи аварийного останова кнопкой аварийной остановки на пульте 36 управления.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, поскольку помимо контроля узкого числа параметров при управлении дизельными электроагрегатами, обеспечивается расширение контролируемых параметров и обеспечивается выполнение дополнительных функций контроля и управления, в частности, пуск и штатный останов двигателя дизельного электроагрегата в дистанционном режиме управления, аварийная защита с остановом двигателя по внешним аварийным командам, контроль величины напряжения стартерной аккумуляторной батареи, выдача сигналов о состоянии дизельного электроагрегата во внешнюю систему дистанционного контроля и т.д.