Главный распределительный щит (ГРЩ).

Суда автоматизации класса А1 подразумевают безвахтенное обслуживание т.е управление ответственными потребителями в автоматическом режиме. А это значит что в большинстве случаев пускатели механизмов будут скомпонованы в ГРЩ. Остальные потребители будут объединены в группы и подключены к групповым распределительным щитам.

Управление главной энергетической установкой осуществляется с ходового мостика.

Существует возможность управлять из центрального поста управления ЦПУ находящегося в машинном отделении. И с локального поста непосредственно возле главной энергетической установки.

Суда автоматизации класса А2 подразумевают несение вахты в центральном посту управления т.е. управление ответственными потребителями в полуавтоматическом режиме. А значит что в большинстве случаев пускатели механизмов будут скомпонованы не только в главном распределительном щите но и на местах в машинном отделении.

Управление главной энергетической установкой осуществляется из центрального поста управления ЦПУ находящегося в машинном отделении. И с локального поста непосредственно возле главной энергетической установки.

Суда автоматизации класса А3 подразумевают несение вахты непосредственно в машинном отделении автоматизация если она и есть, то носит только локальный характер.

Например воздушный компрессор может пускаться и останавливаться автоматически. Вся автоматика собрана в его пускателе, который установлен непосредственно около компрессора. Главный распределительный щит может устанавливаться в машинном отделении или в специально отведённом для этого помещении и будет самым простым по компоновке из всех.

Главный распределительный щит состоит из секций которые в зависимости от назначения имеют свои названия: Генераторная секция - секция в которой собрано оборудование управления коммутации зашиты и мониторинга генератора.

Секция синхронизации - секция в которой собрано оборудование, которое предназначено для корректного ввода в параллель генераторов распределения нагрузки управления электростанцией. Также устанавливается контроль и управление питанием с берега. Секция распределения электроэнергии - секция из которой запитываются потребители. В ней могут устанавливаться автоматические выключатели, предохранители как средство защиты и коммутации распределительных щитов. Также и стартеры.

Рассмотрим поэлементно компоновку каждой секции, а также как подключается каждый элемент. Вольтметр - прибор для измерения напряжения, включаемый в зависимости от его назначения, либо непосредственно либо через измерительный преобразователь (трансформатор). Для постоянного тока обязательно соблюдать полярность при подключении.

Рис1.

Амперметр прибор для измерения тока включается последовательно в цепь нагрузки либо напрямую либо через преобразователи, для постоянного тока с соблюдением полярности, в основном встречается подключение через преобразователи (шунт для постоянного тока и трансформатор для переменного), т.к. прямое включение рассчитано на небольшие токи.

Рис 2.

Ваттметр прибор для измерения активной мощности имеющий две цепи: цепь тока подключаемую к цепи нагрузки последовательно и цепь напряжения подключаемую цепи нагрузки параллельно.

Рис 3.

Частотомер прибор для измерения частоты напряжения генератора. Подключается также как и вольтметр а зачастую и параллельно к самому вольтметру.

Рис 4.

На панелях синхронизации применяются сдвоенные частотомеры т.е. два частотомера в одном корпусе. Это сделано для более удобного контроля за частотой подключаемого генератора и частотой на шинах.

Приборы контроля и управления в целях безопасности и защиты подключаются через предохранители по одиночно и группами.

Если на ГРЩ перестал показывать один или несколько приборов осмотрите предохранители возможно визуально определить какой из них перегорел. Определить можно по отошедшему капселю, который видно в окошко юбки держателя. Если визуально определить не возможно то придется действовать по другому иногда внутри панели есть краткий список предохранителей с обозначением их назначения, номинала и названия. Если списка нет то есть два пути. Первый открыть схему именно этой секции ГРЩ найти не работающий прибор проследить цепь его питания и найти нужный предохранитель. Или когда на секции нет питания, проверить на целостность все предохранители.

Реле тока устанавливались отдельно на судах постарше для контроля за током генератора и при полной загрузке генератора отключали второстепенные потребители для разгрузки генератора.

Реле тока устанавливались отдельно на судах постарше для контроля за током генератора и при полной загрузке генератора отключали второстепенные потребители для разгрузки генератора. Сейчас эта функция установлена прямо в генераторном автомате.

Реле обратной мощности предназначено для защиты генератора от перехода в двигательный режим. Выпускалось и выпускается реле разных типов индукционных и электронных. Устанавливается обычно отдельным блоком. Выходные контакты этого реле включены в цепь удерживающей катушки генераторного автомата. Работу этого реле можно проверить. Выводя генератор из параллели в ручную перевести его в двигательный режим путём снижения подачи топлива. Обычно уставка срабатывания устанавливается до 10% от максимальной мощности генератора и время срабатывания до 10 сек.

Если произошло отключение второстепенных потребителей - обратите внимание на загрузку генератора.

Генераторный автомат подключает генератор на шины, защищает генератор от перегрузок и коротких замыканий. - Тема генераторных автоматов большая и емкая и подробно описана в книге "Судовые электроэнергетические Системы для Механиков".

Синхроноскоп устройство для визуального определения места совпадения по фазе между включаемым генератором и шинами на которые уже работает один или несколько генераторов. Есть несколько типов синхроноскопов ламповые и стрелочные. Обычно для повышения надёжности устанавливается оба. Ламповые синхроноскопы бывают двух видов включаемые на потухание в момент совпадения по фазе и на вращение огня.

Ламповый синхроноскоп на потухание включен в одноименные фазы и генераторный автомат включается в момент потухания ламп.

Рис 5.

Ламповый синхроноскоп на вращение огня подключается таким образом что лампа №1 (La1) включается в одноименные фазы, остальные в разноименные. Это обеспечивает визуальный эффект вращения огня причём если включаемый генератор имеет частоту напряжения ниже частоты напряжения шин, огонь вращается против часовой стрелки. А если включаемый генератор имеет частоту напряжения выше частоты напряжения шин, огонь вращается по часовой стрелке. Включать генераторный автомат следует когда огонь вращается по часовой стрелке в момент потухания лампы №1 (La5).

Рис 6.

Стрелочный синхроноскоп по сути является сельсином подключаемым через добавочные сопротивления. Обмотка статора подключается к шинам, а обмотка возбуждения (ротора) к двум фазам подключаемого генератора.

Рис 7.

Замечено что наиболее частой ошибкой при включении генераторов в параллель по стрелочному синхроноскопу является нажатие кнопки включения генераторного автомата в момент когда стрелка синхроноскопа находится на 12 часов. Да в этот момент времени генераторы находятся в условиях наиболее благоприятных для введения в параллель но примите к сведению такой факт реакция человека и генераторного автомата не мгновенная и после того как человеческий мозг даст команду на включение генераторного автомата пройдёт пусть и малое но время плюс к тому же и время срабатывания самого автомата. Итого имеем запаздывание взятия в параллель и как следствие жёсткое включение или вообще генераторы не возьмутся в параллель. Поэтому следует включать генераторный автомат немного раньше. Пусть стрелка синхроноскопа будет на 11:58 часов.

Не забывайте выключать синхроноскопы если для лампового синхроноскопа это не критично то для стрелочного очень. Стрелочный синхроноскоп не рассчитан на продолжительную работу, он попросту выйдет из строя.

Автоматический выключатель предназначен для включения и отключения нагрузки (непосредственно с места и дистанционно), а также для защиты электрического оборудования и цепей от токов короткого замыкания и перегрузок.

Рис 8.

Предохранители предназначены для защиты электрического оборудования и цепей от токов короткого замыкания.

Рис 9.

Как можно увидеть из рисунка обозначений несколько. Р1 и Р2 предохранители одиночные даже если и объеденные в группу для защиты по нескольким фазам то выглядят вполне обычно и понятно. Но есть предохранители которые выполняют функцию расцепителя (попросту рубильника) Р3 и Р4. В держатель вставляется один или несколько предохранителей в зависимости от конструкции и ими оперируют как выключателем.

Итак с компонентами мы разобрались перечислим их:

- Вольтметр

- Амперметр

- Киловатметр

- Реле полного тока

- Реле обратного тока

- Генераторный автомат

- Синхроноскоп

- Автоматический выключатель Предохранители

Мы разобрали весь список и выяснили как подключается каждый элемент и как обозначается схематически. А теперь давайте разберём простой ГРЩ. Для начала рассмотрим три секции две генераторные и одну синхронизации.

Рис10

Итак зелёной пунктирной линией выделена генераторная секция №1

Красной пунктирной линией выделена генераторная секция №2

Генераторные секции обычно одинаковы. Синей выделена секция синхронизации.

Секция синхронизации состоит из стрелочного а лампового синхроноскопа подключаемого между шинами ГРЩ и генератором который нужно подключить к шинам. Выбор подключаемого генератора производится переключателем 32. После введения подключаемого генератора в параллель синхроноскоп следует выключить, установив переключатель в положение 0. Частотомер и вольтметр подключается к шинам через предохранители. Причём вольтметр подключается через пакетный переключатель для контроля напряжения на шинах.

Генераторная секция состоит из: Генераторного автомата (ГА) подключающего генератор на шины. Трансформаторов тока измеряющих ток в каждой фазе.

Приборы контроля подключаются через предохранители. Амперметр и вольтметр (А и V) подключаются через пакетные переключатели (SЗ и S4)к для контроля тока и напряжения в фазах. Киловатметр (KWt подключен к трансформаторам тока и между фазами.

Реле обратной мощности (R1 и R2) подключается к двум трансформаторам тока и двум фазам соответственно.

Частотомер (F) подключается к двум фазам.

Ну вот всё вроде и знакомо и включено так как описано для каждого элемента. Ну и как же всё это работает вместе? А вот это мы сейчас и рассмотрим.

Допустим, что один из генераторов находится в работе, пусть это будет генератор №2.

Т.е. генератор №2 подключен к шинам. После запуска и прогрева дизель генератора №1 переключателем (S5) управления сервомотора, обороты приводного двигателя доводятся до номинальных. После чего включают синхроноскоп. Регулируя обороты дизель генератора добиваемся чтобы стрелочный синхроноскоп вращался в сторону "больше" со скоростью примерно один оборот в одну две секунды. И в момент когда стрелка не дойдёт до положения (12 часов) на некоторое расстояние необходимое для времени срабатывания генераторного автомата включаем генераторный автомат. Затем распределяют нагрузку путём повышения подачи топлива на дизель-генератор №1 и понижения подачи топлива на дизель-генератор №2. но при этом нужно поддерживать номинальную частоту. Когда нагрузка распределена поровну процесс прекращают. Если нужно вывести из параллели генератор № 2 то для этого нагрузку переводят на генератор №1 поддерживая частоту на номинальном уровне, но при этом нужно остановить процесс на том моменте когда нагрузка на выводимом генераторе будет примерно равна нулю. Не следует переводить генератор в двигательный режим. Т.е. когда стрелка киловаттметра опустится за отметку «Он это чревато загрузкой генератора №1 и сильными переходными процессами при отключении генераторного автомата генератора №2. Правда следует отметить что защита от перехода в двигательный режим должна быть отстроена на значение не более 10% от полной мощности генератора. Например, если мощность генератора 300 KWt то реле обратной мощности должно быть отстроено на -30 KWt. И при достижении этого значения генераторный автомат генератора перешедшего в двигательный режим должен отключиться.

Рассмотрим секции потребителей 380В и 220В.

Потребители подключаются к шинам ГРЩ через автоматические выключатели и предохранители. Где автоматические выключатели защищают потребители от перегрузки а предохранители от токов короткого замыкания. Секция 220В запитывается от секции 380В через трёхфазные трансформаторы. Трансформаторов как правило устанавливается не менее двух для большей живучести.