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1、项目八项目八 船舶电站运行自动化船舶电站运行自动化 任务任务8.1 船舶电站自动化系统要求船舶电站自动化系统要求 任务任务8.2 船舶电站自动化系统的自动化操作船舶电站自动化系统的自动化操作 任务任务8.3 某轮船电站的自动控制系统的操纵程序某轮船电站的自动控制系统的操纵程序 任务任务8.4 船舶电站、柴油发电机组启动与停止船舶电站、柴油发电机组启动与停止 任务任务8.5 自动电站的总体控制系统及其功能自动电站的总体控制系统及其功能任务任务8.1 船舶电站自动化系统要求船舶电站自动化系统要求 船舶电站自动化的主要任务是保证供电的安全可靠和改善劳动条件，船舶电站自动化的主要任务是保证供电的安全可
2、靠和改善劳动条件，同时也能提高运行的经济性。具体要求已在各国的船舶建造规范中反同时也能提高运行的经济性。具体要求已在各国的船舶建造规范中反映出来。现归纳如下：映出来。现归纳如下：（1） 船舶发电站的备用发电机组应能随时迅速（不超过船舶发电站的备用发电机组应能随时迅速（不超过45 s）自动）自动启动并自动投入电网供电（有两台机并联工作时，应能自动同步投启动并自动投入电网供电（有两台机并联工作时，应能自动同步投入）。入）。（2） 各发电机的自动开关应能防止短路时的重复合闸。各发电机的自动开关应能防止短路时的重复合闸。（3） 当电网电压频率持续变低及负荷持续超过预定的最大值时，或当电网电压频率持续变
3、低及负荷持续超过预定的最大值时，或运行机组发生故障时，应在集控室的主辅机控制台发出警报，并发出运行机组发生故障时，应在集控室的主辅机控制台发出警报，并发出启动指令，使备用发电机组迅速自动启动，并自动投入电网供电。启动指令，使备用发电机组迅速自动启动，并自动投入电网供电。（4） 当船舶电站过载时，应能自动卸除次要负载。当船舶电站过载时，应能自动卸除次要负载。（5） 能自动启动的多台发电机组应装有程序启动系统或人工选择开能自动启动的多台发电机组应装有程序启动系统或人工选择开关，程序启动系统在某机组启动失灵或不能合闸时，应能自动将启动关，程序启动系统在某机组启动失灵或不能合闸时，应能自动将启动指令转
4、移到另一机组。指令转移到另一机组。下一页返回任务任务8.1 船舶电站自动化系统要求船舶电站自动化系统要求 （6） 船舶电站的自动控制或遥控失灵时，应能进行手动控制或就地船舶电站的自动控制或遥控失灵时，应能进行手动控制或就地控制（机旁）。控制（机旁）。（7） 瞬态条件所反应的信号（如电动机的自启动电流）不应使发电瞬态条件所反应的信号（如电动机的自启动电流）不应使发电机组产生不必要的自动启动。机组产生不必要的自动启动。（8） 当故障断电后又恢复供电时，各电动机负载应能按程序启动，当故障断电后又恢复供电时，各电动机负载应能按程序启动，以免产生过大的冲击电流而使主开关跳闸。以免产生过大的冲击电流而使主
5、开关跳闸。（9） 废气透平发电机系统应能控制加热器循环水，使主机功率变化废气透平发电机系统应能控制加热器循环水，使主机功率变化时仍能保证正常供电。时仍能保证正常供电。（10）控制台应能启动和停止发电机组，接通或切断跨接汇流排，控）控制台应能启动和停止发电机组，接通或切断跨接汇流排，控制两路独立供电电源的转换，并有测量及显示机组运行情况的仪表和制两路独立供电电源的转换，并有测量及显示机组运行情况的仪表和报警设备。报警设备。上一页返回任务任务8.2 船舶电站自动化系统的自动化船舶电站自动化系统的自动化操作操作船舶自动化电站一般能实现下列自动化操作：船舶自动化电站一般能实现下列自动化操作：（1） 自
6、动启动任意一台发电机组。当柴油发电机处于停车状态时，自动启动任意一台发电机组。当柴油发电机处于停车状态时，而且发电机主开关也没有合闸，如有令发电机启动的信号时，该机就而且发电机主开关也没有合闸，如有令发电机启动的信号时，该机就能实现自动启动。能实现自动启动。（2） 自动准同步并车。若电网上有机组供电，则机组自动启动成功自动准同步并车。若电网上有机组供电，则机组自动启动成功后，即由自动准同步装置与自动调频调载装置配合工作，将新启动机后，即由自动准同步装置与自动调频调载装置配合工作，将新启动机组自动投入电网，并联运行。组自动投入电网，并联运行。（3） 自动恒频及有功功率自动分配。当两台机组并联运行
7、时，自动自动恒频及有功功率自动分配。当两台机组并联运行时，自动调频调载装置与原动机调速器配合，使电网维持恒定频率，偏差不大调频调载装置与原动机调速器配合，使电网维持恒定频率，偏差不大于于0.25 Hz，并使两台机承担的有功功率按机组容量成比例分配。，并使两台机承担的有功功率按机组容量成比例分配。（4） 欲使一台机解列时，自动装置应将其负载自动转移至运行发电欲使一台机解列时，自动装置应将其负载自动转移至运行发电机后，才接收跳闸指令，实现自动解列。机后，才接收跳闸指令，实现自动解列。下一页返回任务任务8.2 船舶电站自动化系统的自动化船舶电站自动化系统的自动化操作操作（5） 自动恒压及无功功率自动
8、分配。无论单机还是并联运行，自动自动恒压及无功功率自动分配。无论单机还是并联运行，自动调整励磁装置总能保持电网电压维持恒压，误差不大于调整励磁装置总能保持电网电压维持恒压，误差不大于e 2.5%U 。同时能调整并联运行发电机的无功分配，使之合理分担。同时能调整并联运行发电机的无功分配，使之合理分担。（6） 有自动分级卸载装置及按程序顺序启动装置。当电网负载超过有自动分级卸载装置及按程序顺序启动装置。当电网负载超过额定负载时，可分为一次或二次卸掉次要负载。当电网失电后又恢复额定负载时，可分为一次或二次卸掉次要负载。当电网失电后又恢复供电时，有使重要负载按顺序启动的自动装置。供电时，有使重要负载按
9、顺序启动的自动装置。（7） 集控室中设有监视仪表、信号指示灯、报警设备和人工控制按集控室中设有监视仪表、信号指示灯、报警设备和人工控制按钮、转换开关等。在船舶自动化电站中有很多自动化测量装置，它依钮、转换开关等。在船舶自动化电站中有很多自动化测量装置，它依靠各种传感器能对电站系统中大量参数进行测量，如电压、电流、功靠各种传感器能对电站系统中大量参数进行测量，如电压、电流、功率、温度、压力、转速等，有些能连续而自动地进行巡回测量、数字率、温度、压力、转速等，有些能连续而自动地进行巡回测量、数字显示、监视、报警和记录。同时还可以输出信息，通过相应的自控设显示、监视、报警和记录。同时还可以输出信息，
10、通过相应的自控设备去控制有关机器的运行。备去控制有关机器的运行。具体对柴油发电机组，记录和报警内容如具体对柴油发电机组，记录和报警内容如表表8.1 所示。所示。上一页返回任务任务8.3 某轮船电站的自动控制系统的某轮船电站的自动控制系统的操纵程序操纵程序该轮船是我国自动化程度较高的集装箱货轮，其电站自动化系统由电该轮船是我国自动化程度较高的集装箱货轮，其电站自动化系统由电磁元件及半导体元件混合组成，功能比较完善。该轮船电站有三台磁元件及半导体元件混合组成，功能比较完善。该轮船电站有三台600 kVA 的同容量柴油发电机组，正常航行时，用一台机组即可满的同容量柴油发电机组，正常航行时，用一台机组
11、即可满足全船供电。各台柴油机（包括主机）的冷却水系统连通，利用运行足全船供电。各台柴油机（包括主机）的冷却水系统连通，利用运行机组的余热预热备用机组，还装设了实现周期性预润滑的电动润滑油机组的余热预热备用机组，还装设了实现周期性预润滑的电动润滑油泵及自动控制装置。泵及自动控制装置。备用机组的启动，有备用机组的启动，有“机旁机旁”“”“半自动半自动”（遥控）和（遥控）和“自动自动”三种方三种方式。当备用机组置于式。当备用机组置于“自动自动”时，只要电网一停电，就形成启动指令。时，只要电网一停电，就形成启动指令。柴油机用压缩空气启动，可以实现柴油机用压缩空气启动，可以实现“三次启动三次启动”。成功
12、后，若电网无。成功后，若电网无电，能直接自动合闸；停机的控制是由电磁铁切断燃油供给而实现的，电，能直接自动合闸；停机的控制是由电磁铁切断燃油供给而实现的，控制系统具有控制系统具有“模拟试验模拟试验”的功能。的功能。图图8.1 所示为该轮船电站自动操纵时的程序方框图。所示为该轮船电站自动操纵时的程序方框图。下一页返回任务任务8.3 某轮船电站的自动控制系统的某轮船电站的自动控制系统的操纵程序操纵程序三台机组中，三台机组中，1 号机为运行机，号机为运行机，2 号和号和3 号机分别为第一和第二备用号机分别为第一和第二备用机组。由图机组。由图8.1 可知，对运行机的故障，分为电气故障和机械故障两可知，
13、对运行机的故障，分为电气故障和机械故障两类。电气故障包括过流、逆功、欠压和短路；机械故障有润滑油压力类。电气故障包括过流、逆功、欠压和短路；机械故障有润滑油压力低和柴油机超速。当发生电气故障时，发电机主开关将跳闸，考虑到低和柴油机超速。当发生电气故障时，发电机主开关将跳闸，考虑到电气故障有可能是瞬时性的，故控制系统有一次重合闸的功能；若是电气故障有可能是瞬时性的，故控制系统有一次重合闸的功能；若是机械故障或一次重合闸不成功，则形成停机指令，并给出报警和记录。机械故障或一次重合闸不成功，则形成停机指令，并给出报警和记录。不论何种故障，只要是电网失电，备用机组立即接收启动指令。不论何种故障，只要是
14、电网失电，备用机组立即接收启动指令。第一备用机组启动成功后，若电网无电，则可直接自动合闸。若因运第一备用机组启动成功后，若电网无电，则可直接自动合闸。若因运行机重合闸成功，则因电网已有电，备用机组将因为不能在限定的时行机重合闸成功，则因电网已有电，备用机组将因为不能在限定的时间内自动合闸，只好自动停机；反之，若第一备用机组先合闸成功，间内自动合闸，只好自动停机；反之，若第一备用机组先合闸成功，则运行机不能再合闸，也将在规定时限内自动停机。若电网断电，第则运行机不能再合闸，也将在规定时限内自动停机。若电网断电，第一备用机组未准备好或其启动失败或合闸失败，则将启动第二备用机一备用机组未准备好或其启
15、动失败或合闸失败，则将启动第二备用机组。至于三台机组中，哪一台作为运行机组，可以用转换开关进行选组。至于三台机组中，哪一台作为运行机组，可以用转换开关进行选择。第一备用和第二备用则将按机舱中机组的固定编号顺序依次而定。择。第一备用和第二备用则将按机舱中机组的固定编号顺序依次而定。上一页返回任务任务8.4 船舶电站、柴油发电机组启动船舶电站、柴油发电机组启动与停止与停止1. 船舶柴油发电机启动事项船舶柴油发电机启动事项船舶发电机大多由柴油机拖动，船舶发电机的自动启、停主要牵涉柴船舶发电机大多由柴油机拖动，船舶发电机的自动启、停主要牵涉柴油机的启、停。船舶发电机用的柴油机一般有电动启动和压缩空气启
16、油机的启、停。船舶发电机用的柴油机一般有电动启动和压缩空气启动两种方式。电动启动一般用于应急电站、发电机的原动机，由蓄电动两种方式。电动启动一般用于应急电站、发电机的原动机，由蓄电池供电给直流伺服电动机，带动柴油机转动直到启动完毕。池供电给直流伺服电动机，带动柴油机转动直到启动完毕。主发电机组一般采用压缩空气启动，压缩空气启动控制阀到达柴油机，主发电机组一般采用压缩空气启动，压缩空气启动控制阀到达柴油机，再由柴油机的空气分配器按各气缸发火的顺序，依次将压缩空气引入再由柴油机的空气分配器按各气缸发火的顺序，依次将压缩空气引入各气缸，推动活塞，使机器转动。一旦由进入气缸的压缩空气产生高各气缸，推动活塞，使机器转动。一旦由进入气缸的压缩空气产生高温，自行发火运转后，立即切断气源，柴油机即自行运转。从柴油机温，自行发火运转后，立即切断气源，柴油机即自行运转。从柴油机开始启动直到在额定转速下工作需注意以下几个问题：开始启动直到在额定转速下工作需注意以下几个问题：下一页返回任务任务8.4 船舶电站、柴油发电机组启动船舶电站、柴油发电机组启动与停止与停止（1）启动前的预润滑。）启动前的预润滑。柴油机
