مقدمه 3
1 مقررات عمومیو شرح اصل عملیات 3
2 موارد 6 را انتخاب کنید
3 انتخاب میکروکنترلر 9
4 پیاده سازی نرم افزار 10
نتیجه گیری 16
ادبیات 17
معرفی
بشریت مدتهاست که برای اتوماسیون و بهینه سازی جهانی تلاش کرده است محیط. در این مقاله نمونه ای از اتوماسیون کنترل نیروگاه کشتی در نظر گرفته شده است.
نیروگاه کشتی (SES) یک مجموعه انرژی متشکل از منابع برق و تابلوی اصلی (MSB) است که آنها به آن متصل هستند. ژنراتورهای جریان متناوب به عنوان منابع اصلی برق در کشتی های مدرن استفاده می شود. اما موضوع فقط در جنبه های طراحی نیست، بلکه در اتوماسیون تنظیم پارامترهایی مانند قدرت، فرکانس، ولتاژ و غیره است. به هر حال، این پارامترها هستند که تا حد زیادی بازده نیروگاه خورشیدی و هزینه های حفظ عملکرد آن را تعیین می کنند.
1 کلیات و شرح اصل عملیات
عملکرد عادی مصرف کنندگان برق SES تنها در صورتی امکان پذیر است که نیروگاه برق با کیفیت بالا تولید کند، یعنی. اگر ولتاژ و فرکانس دینام ها با دقت لازم حفظ شود. به عنوان منابع اصلی برق در کشتی ها، از ژنراتورهایی با درایو مستقل استفاده می شود - مجموعه ژنراتور (GA) که از یک محرک اصلی و یک ژنراتور و ژنراتورهای برخاستن نیرو از موتور اصلی کشتی تشکیل شده است.
اتوماسیون نیروگاه های خورشیدی را می توان با کنترل مقادیر ولتاژ و فرکانس با استفاده از تجهیزات ویژه انجام داد: واحدهای تثبیت سرعت و ولتاژ.
تنظیم ولتاژ با روش های زیر انجام می شود: تثبیت ولتاژ با اختلال، انحراف و ترکیبی.
به عنوان منابع ولتاژ تنظیم شده، از ژنراتور DC یا یکسو کننده نیمه هادی استفاده می شود. حفظ فرکانس ثابت به نوبه خود به تثبیت فرکانس چرخش شفت موتور اولیه GA کاهش می یابد. محرک اصلی فقط با یک بار فعال بارگیری می شود، هنگامی که تغییر می کند، فرکانس تغییر می کند. تثبیت فرکانس چرخش شفت GA با کمک تنظیم کننده های خودکار انجام می شود که بر روی دستگاه های اجرایی که منبع سوخت (بخار) را به محرک های اولیه تغییر می دهند، عمل می کنند.
اصل عملکرد ژنراتور بر اساس قانون استالقای الکترومغناطیسی.
مقادیر اصلی که یک ژنراتور سنکرون را مشخص می کند عبارتند از:
موتور DC -ماشین برقی, دستگاه DCکه انرژی الکتریکی جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.
کنترل سرعت موتورهای DC را می توان با تغییر دبی، وارد کردن مقاومت اضافی به مدار آرمیچر و تغییر ولتاژ شبکه انجام داد. در موتورهای تحریک موازی، تنظیم به سادگی با تغییر جریان انجام می شود که با استفاده از یک رئوستات در مدار تحریک اجرا می شود. با افزایش مقدار مقاومت اضافی، شار مغناطیسی Ф کاهش می یابد و فرکانس چرخش افزایش می یابد.
طرح کلی کنترل فرکانس نیروگاه کشتی در شکل نشان داده شده است. 1.1.
برنج. 1.1. طرح کنترل فرکانس موتور یک نیروگاه کشتی
اینجا
اف الاغ - فرکانس تنظیم شده توسط اپراتور؛
f os فرکانس اندازه گیری شده توسط سنسور در مدار بازخورد است.
W ص تابع انتقال کنترلر است.
اوه تابع انتقال شی کنترل است.
D os - سنسوری که فرکانس را ثبت می کند.
f فرکانس در خروجی شی کنترل است.
با تکیه بر این طرح می توان نتیجه گرفت که بهینه سازی فرکانس با توجه به انحراف رخ می دهد، جایی که در مدار بازخورد سنسوری وجود دارد که مقدار فرکانس را در خروجی شی کنترل ثبت می کند. همچنین می توان گفت که جمع کننده مسئول تفاوت بین فرکانس تنظیم شده توسط اپراتور و فرکانس دریافتی از سنسور است. این مقدار انحراف از مقادیر از پیش تعیین شده توسط اپراتور و تنظیم آن در آینده را تعیین می کند.
تنظیم ولتاژ بر اساس همان اصل با تفاوت های جزئی در ناحیه اختلالات در شکل 1 است. 1.2.
برنج. 1.2. طرح ساختاری
همه عناصر این نمودار بلوکیبه دلیل نیاز به اجرای کنترل دقیق و به دست آوردن انرژی با کیفیت بالا برای مصرف کنندگان نیروگاه به طور منطقی انتخاب شدند. در زیر لیستی از راه حل های طراحی مورد نیاز آمده است.
2 موارد را انتخاب کنید
Optocoupler نوع MOS8101برای جداسازی گالوانیکی مدارهای با جریان سوئیچینگ کم استفاده می شود. ترانزیستور دوقطبی به عنوان عنصر سوئیچینگ استفاده می شود.
برنج. 2.1. Optocoupler نوع MOS8101
موتور DCنوع VDM 200
ویژگی های زبانه موتور. 2.1:
جدول 2.1. مشخصات موتور DC نوع VDM 200
|
توان نامی، کیلو وات |
|
|
حداکثر توان ساعتی، کیلووات |
|
|
فرکانس نامی چرخش شفت موتور، دور در دقیقه |
1500 |
|
نوع جریان |
مقدار ثابت |
|
فرکانس جریان نامی |
50 هرتز |
|
ولتاژ نامی، V |
برنج. 2.2. موتور DC
دینام
برنج. 2.3. دینام
نوع درایور UCC37322. ولتاژ تغذیه درایور در محدوده 4÷15 ولت است، بنابراین می توان از ولتاژ تغذیه میکروکنترلر VCC استفاده کرد. درایور توسط سیگنال های منطقی استاندارد میکروکنترلر کنترل می شود: سیگنال خروجی PWM OS0 به ورودی اصلی ورودی تغذیه می شود، یک سیگنال فعال اضافی EI از طریق درگاه PB1 دریافت می شود که به سیگنال سطح صفر اجازه می دهد تا ترانزیستور قدرت خروجی را خاموش کند. VT2 بدون توجه به سیگنال PWM. این سیگنال اضافی به شما اجازه می دهد تا کنترل کلید خروجی را به صورت برنامه ریزی شده غیرفعال کنید. درایور تاخیر سوئیچینگ سیگنال کنترل OUT را بیش از 70 ns با ظرفیت ورودی MOSFET تا 10 nF فراهم می کند.
برنج. 2.4. راننده
سیم پیچ تحریک. به مقدار دو. یکی از آنها جریان اصلی تحریک است و دیگری فراتر از حد سرعت چرخش HA است. در اینجا جریان آرمیچر برابر است با مجموع جریان بار و جریان تحریک: I i \u003d I n + I in.
برنج. 2.5. سیم پیچ تحریک
3 انتخاب میکروکنترلر
مطابق با وظایف تعیین شده و دستگاه های انتخاب شده برای پیاده سازی، از میکروکنترلر ATtiny2313 استفاده خواهیم کرد.ATtiny2313 یک نسخه بهبود یافته از میکروکنترلر AT90S2313 است. این خانواده از MK AVR به دلیل معماری ساده و پارامترهایی که نیازهای رایج را برآورده می کند، خود را ثابت کرده است.
برای میکروکنترلر، راحت ترین حالت برنامه نویسی از طریق رابط سریال SPI است.
مانند همه میکروکنترلرهای AVR سری ATtiny2313 (شکل 3.1)، مولد و مقرون به صرفه است. به طور گسترده به صورت تجاری در دسترس است. ارزان.
برنج. 3.1. میکروکنترلر ATtiny2313
4 پیاده سازی نرم افزار
نمودار بلوکی
ماهیت اجرای نرم افزار مقایسه مقدار مرجع مشخصه (دوره) مورد مطالعه با مقدار بدست آمده در حین کارکرد دستگاه است. علاوه بر این، اگر مقدار به دست آمده با یک مرجع مطابقت داشته باشد، یک تابع کنترل تشکیل می شود، در غیر این صورت، اقداماتی برای حذف خطا برای اصلاح پارامترهای کنترل شده انجام می شود.
برنج. 4.1. بلوک - طرح کنترل
پیاده سازی نرم افزار
شامل "tn13def.inc"
Def temp1=r16
Def count=r17
def flag=r18
Def sigma=r19
def lsigma=r20
Def Tint=r21
Def Tdif=r22
Def nupr=r23
Def temp1=r24
Def Tet=200; مقدار مجموعه دوره
دیود دف=r25
Def Kp=r26
Def temp3=r27
CSEG
000 دلار ORG
rjmp تنظیم مجدد
006 دلار ORG
rjmp VEC_PR; بردار وقفه
تنظیم مجدد:
دمای ldi، کم (RAMEND)
خروجی SPL، دما
دمای ldi، 0b00000011
خروجی DDRB، دما
پرچم clr
تعداد clr
دمای ldi، (1< خروج TIMSK، دما دمای ldi، (1< خروج mcucr، دما دمای ldi، (1< خروج از GIMSK، دما اصلی rjmp اصلی تایمر: خروج از GTCCR، دما خروجی TCNT0، temp1 ldi TMP_0، (1< TCCR0A، TMP_0 را خارج کنید خروجی OCR0A، temp1 خروجی OCR0B، دمای 1 ldi TMP_1، (1< از TIFR0، TMP_1 TIMSK0,TMP_1 را خارج کنید ldi TMP_0، (1< از TCCR0B، TMP_0 شیم: دمای ldi، 0b00000011 خروجی TCCR0A، دما دمای ldi، 0b00000110 خروجی TCCR0B، دما ldi r18.0 خروجی PORTB,r18 سیگما clr clr lsigma clr رنگ clr Tdif clr nupr دیود clr تعداد clr کیسه: در r26، TCNT0 clr-r27 خروجی TCNT0، r27 cp r26,Tet شکستن brcs دقیقه به علاوه: subi r26, Tet بیرون سیگما، r26 بیرون: sbi PORTB، PBO cbi PORTB، PB0 دقیقه: Subi Tet,r26 فوپر: ldi Kp,1 از nupr، Kp ldi nupr، Kp nupr، Kp را اضافه کنید ldi nupr، siqma nupr، sigma را اضافه کنید ldi nupr، sigma nupr، sigma را اضافه کنید ldi تت، رنگ زیر تت، رنگ ldi nupr، Tet nupr، Tet را اضافه کنید ldi Tdif، تت زیر Tdif، Tet ldi nupr، Tdif nupr,Tdif را اضافه کنید ldi sigma، lsigma سابی سیگما، لسیگما ldi nupr، sigma nupr، sigma را اضافه کنید دمای سر خروجی DDRC، دما خارج از پورت، دما ldi temp,0b00010000 خروج TIMSK، دما sbi TIMSK، OC1E1A ldi temp,0b 00001101 خروجی TCCR1B، دما دمای ldi، بالا (5760) از OCR1AH دمای ldi، کم (5760) OCR1Al دمای clr clr nupr clr temp1 رتی نتیجه در این مقاله روش ها و دستگاه هایی برای خودکارسازی پارامترهای یک نیروگاه کشتی توسعه داده شده است. به نظر می رسد اجرای آنها تنها در سطح نرم افزار یا سطح مدل، به دلیل در دسترس نبودن فناوری ها یا کمبود ظرفیت، امکان پذیر باشد. اما مدل ارائه شده در کار می تواند برای پیاده سازی در نیروگاه های کشتی استفاده شود. ادبیات 1. Ivanov Yu. I.، Tsirulik D. V.، Yugai V. Ya. "اجرای نرم افزار و سخت افزار توابع معمولی در سیستم های کنترل"، TTI SFU، 2009. 2. Tkachenko A. N. سیستم های کشتی کنترل و تنظیم خودکار. آموزش. - L .: کشتی سازی، 1984.-288 p., ill. 3. Khaidukov O.P. بهره برداری از سیستم های انرژی کشتی های دریایی: کتاب مرجع / O. P. Khaidukov، A. N. Dmitriev، G. N. Zaporozhtsev. - م.: حمل و نقل، 1367. - 223 ص: بیمار، تب. – کتابشناسی: ص. 211. 4. Nikiforovsky N. N., Nornevsky B. I. Ship power stations, "Transport" 1974.
5. Kitaenko G. I. هندبوک مهندسی برق کشتی، "کشتی سازی"، 1980.
منابع انرژی الکتریکی در کشتی‌ها ژنراتورهای جریان متناوب یا مستقیم هستند که توسط موتورهای اولیه (موتورهای بخار و توربین‌ها، موتورهای احتراق داخلی) و باتری‌های ذخیره‌سازی هدایت می‌شوند. ژنراتورهای جریانی که به همراه موتورهای اولیه روی یک قاب فونداسیون نصب می شوند، واحدهای الکتریکی نامیده می شوند و با توجه به نوع موتور اولیه به ژنراتور بخار، توربو ژنراتور و دیزل ژنراتور تقسیم می شوند. ترکیب نیروگاه کشتی علاوه بر واحدهای الکتریکی، شامل تابلوهای اصلی و کمکی با تجهیزات، ابزارآلات و وسایل کمکی مختلف است که بر روی آنها قرار داده شده است. نیروگاه معمولاً در موتورخانه کشتی یا در یک محفظه مخصوص نزدیک موتورخانه قرار دارد. با توجه به هدف، نیروگاه های کشتی به دو دسته اصلی، کمکی و روشنایی تقسیم می شوند. نیروگاه های اصلی روی کشتی هایی با موتورهای الکتریکی پیشران (کشتی های برقی توربو و دیزلی) به عنوان موتور اصلی نصب می شوند. چنین ایستگاه هایی برای اطمینان از حرکت کشتی، هدایت مکانیسم ها و دستگاه های کمکی، روشن کردن کشتی و برق رسانی به وسایل الکتریکی خانگی است. به توان چند هزار کیلووات می رسند. نیروگاه های کمکی بر روی کشتی های دارای توربین بخار، دیزل و توربین گاز (کشتی های توربو، موتور کشتی ها و غیره) نصب می شوند. آنها برای اطمینان از عملکرد مکانیسم ها و دستگاه های کمکی و همچنین برای روشن کردن کشتی طراحی شده اند. توان این گونه نیروگاه ها به چند صد و حتی هزاران کیلووات می رسد. نیروگاه های روشنایی بر روی کشتی های کوچک با درایو بخار مکانیزم های کمکی نصب می شوند و عمدتاً برای روشن کردن کشتی کار می کنند. قدرت این نیروگاه ها معمولاً از چند ده کیلووات تجاوز نمی کند. نیروگاه های کشتی مطابق با قوانین ثبت اتحاد جماهیر شوروی می توانند جریان مستقیم با ولتاژ 6، 12.24، 110 و 220 ولت و جریان متناوب با ولتاژهای 6، 12، 24، 127، 220 و 380 باشند. V. برای شبکه های تغذیه، استفاده از ولتاژ تا 220 ولت با جریان مستقیم و تا 380 ولت با جریان متناوب مجاز است. برای شبکه های روشنایی، صرف نظر از نوع جریان، از ولتاژ 220 یا 110/127 ولت و برای روشنایی کم ولتاژ - 6، 12 و 24 ولت استفاده می شود. در تانکرها و نفتکش ها، ولتاژ شبکه روشنایی نباید در جریان مستقیم از 110 ولت و در جریان متناوب از 127 ولت تجاوز کند. در کشتی ها از موتورهای الکتریکی جریان مستقیم و متناوب استفاده می شود. استفاده از جریان مستقیم به شما امکان می دهد فرکانس چرخش موتورهای الکتریکی را در محدوده وسیعی به آرامی تنظیم کنید، به آنها اجازه اضافه بار و گشتاور راه اندازی بالا را می دهد. بنابراین، موتورهای DC در کشتی ها برای راندن ماشین آلات عرشه، چرخ دنده فرمان و برخی ماشین آلات کمکی در موتورخانه استفاده می شود. با این حال، موتورهای AC (به ویژه موتورهای ناهمزمان) مزیت بیشتری دارند، که روند فعلی معرفی گسترده آنها را در کشتی های دریایی توضیح می دهد (به بند 24 مراجعه کنید). بنابراین، برای مثال، موتورهای الکتریکی ناهمزمان با روتور قفس سنجابی، که در نسخه های ضد آب و ضد پاشش برای ولتاژ 380/220 ولت تولید می شوند، می توانند هم به عنوان موتورهای محرکه و هم برای مکانیزم های عرشه رانندگی استفاده شوند. علاوه بر نیروگاه اصلی، اکثر کشتی‌ها دارای یک ایستگاه اضطراری مستقل هستند که با یک دیزل ژنراتور اضطراری نیرو می‌گیرد و برای تامین برق و روشنایی ابزار کنترل کشتی و مکانیزم‌های الکتریکی کمکی اصلی در صورت خرابی واحد برق اصلی طراحی شده است. . بر روی برخی از انواع کشتی ها (نفتکش ها، کشتی های مسافربری و ...) به همراه نیروگاه اضطراری، باتری های مخصوص روشنایی اضطراری کوچک تعبیه شده است که با قطع جریان در شبکه روشنایی کشتی، به طور خودکار روشن می شوند. تابلوی اصلی (MSB) یک نیروگاه کشتی شامل یک قاب فلزی و یک یا چند پانل متصل به آن است که برای قرار دادن دستگاه ها روی آنها طراحی شده است. تعداد پانل های روی قاب محافظ بر اساس تعداد ژنراتورهای برق و تعداد مصرف کنندگان جریان کشتی تعیین می شود. طبق قوانین ثبت نام اتحاد جماهیر شوروی، نصب تابلوهای بسته از نوع بسته در کشتی های دریایی مجاز است. چنین سپرها با این واقعیت متمایز می شوند که فقط ابزارهای اندازه گیری الکتریکی در قسمت جلویی آنها روی پانل ها قرار می گیرند و همچنین دستگیره های کنترل سایر دستگاه ها و دستگاه ها که همراه با قطعات حامل جریان و لاستیک ها در قسمت عقب نصب می شوند. از سپر تمامی ژنراتورهای برق به تابلوهای پیش ساخته عمومی تابلو برق اصلی متصل می شوند که برای امکان خاموشی و تعمیر در حین کار نیروگاه به بخش های جداگانه تقسیم می شوند. دستگاه های توزیع نیز شامل تابلوهای ثانویه، گروهی و انفرادی هستند که مانند تابلوی اصلی چیده شده اند. نیروگاه کشتی مورد نظربرای تامین برق مصرف کنندگان کشتی در حالت عادی و اضطراری. به عنوان بخشی از نیروگاه کشتیپشتیبانی محرک های اصلی(دیزل ها، توربین های بخار یا گاز)، ژنراتورهای برق، تابلوهای اصلی و محلی، ترانسفورماتورها، یکسو کننده ها، مبدل ها، کابل ها و ابزار دقیق (شکل 9.1). اکثر مصرف کنندگان برق کشتی توسط AC 380 (مصرف کننده های برق) و 220 ولت در فرکانس 50 هرتز (در برخی موارد تا 400 هرتز) تغذیه می شوند. مصرف کننده های DC توسط مبدل ها یا یکسو کننده ها تغذیه می شوند. برای روشنایی قابل حمل، از جریان متناوب 12 ولت استفاده می شود که از ترانسفورماتورهای کاهنده به دست می آید. تمام نیروگاه های کشتی به سه نوع تقسیم می شوند: - اصلی،که نیروی الکتریکی را برای کارکرد موتورهای محرکه (در کشتی های دارای نیروی محرکه الکتریکی) یا تجهیزات تکنولوژیکی (در کشتی های ناوگان فنی) تامین می کند. - کشتی عمومی،که برق را برای مصرف کنندگان نیروگاه و مصرف کنندگان عمومی کشتی در تمام حالت های کار نیروگاه و کشتی تامین می کند. - اضطراری،که عملکرد مصرف کنندگان را در صورت خرابی نیروگاه عمومی کشتی تضمین می کند. شکل 9.1 نیروگاه کشتی: الف - با یک ژنراتور که توسط یک موتور دیزل هدایت می شود. ب - با ژنراتور شفت: 1 - دیزل. 2 - ژنراتور شفت; 3 - شفت پروانه; 4 - ژنراتور; 5 - تابلو برق. نیروگاه های کشتی عمومیدر انواع کشتی ها استفاده می شود و بر اساس محاسبات اولیه مصرف برق تکمیل می شود. به عنوان یک قاعده، حداکثر 3-4 مجموعه ژنراتور بر روی کشتی های دریایی نصب می شود. این امر قابلیت اطمینان نیروگاه را بهبود می بخشد. در همان زمان، تنها یک ژنراتور در حالت های در حال اجرا کار می کند. اگر 4 دیزل ژنراتور از یک نوع روی کشتی نصب شده باشد، حالت کار توسط دو ژنراتور به صورت موازی و یک دیزل ژنراتور در پارکینگ ارائه می شود. هنگامی که نیروگاه مجهز به سه ژنراتور دیزلی از همان نوع و یک ظرفیت کمتر - پارکینگ است، ممکن است چنین طرحی وجود داشته باشد. در حالت پارکینگ دیزل ژنراتور پارکینگ با بار کامل کار می کند و در حالت های دیگر اگر یک دیزل ژنراتور کافی نباشد و دو عدد زیاد باشد وصل می شود. از دیزل ژنراتور پارکینگ نیز استفاده می شود در کشتی هایی با مدارس حرفه ای.در این گونه شناورها از ژنراتورهای توربین بخار و ژنراتورهای شفت استفاده می شود که تعداد آنها می تواند 2 ... 3 (روی تانکرها و کشتی های فله بر) و تا 4 ... 5 در کشتی های مسافری، کشتی های کانتینری و حامل های گاز باشد. در کشتی های دارای مدار بازیابی گرما و GTPنیاز به الکتریسیته در حالت‌های کارکرد توسط ژنراتورهای توربین بخار که بخار را از دیگ بخار گرمای زباله دریافت می‌کنند تامین می‌شود. در حالت های پارکینگ از دیزل ژنراتور استفاده می شود که ژنراتورهای توربین بخار را در حالت های کار ذخیره می کند. نیروگاه های اضطراریدر انواع کشتی ها برای تامین مهمترین مصرف کنندگان برای ایمنی کشتی در صورت قطع برق ناگهانی در تابلوی برق اصلی (MLS) یا در صورت خرابی نیروگاه عمومی کشتی استفاده می شود. نیروگاه های اضطراری مجهز به دیزل ژنراتور هستند و در اتاق های جداگانه بالای عرشه ضد آب قرار دارند. موتورهای دیزلی آنها با سوخت لازم برای کار مداوم حداقل 6 ساعت برای کشتی های حمل و نقل و 36 ساعت برای کشتی های مسافربری تامین می شود. نیروگاه کشتی (SEPP) یک مجموعه فنی پیچیده متشکل از انواع مختلف تجهیزات الکتریکی است که فرآیندهای تولید و توزیع برق بین گیرنده‌هایی را فراهم می‌کند که برق را به انواع دیگر انرژی (مکانیکی، حرارتی، نوری، شیمیایی و غیره) تبدیل می‌کند. . ترکیب نیروگاه برق کشتی شامل موارد زیر است: سیستم برق کشتی (SEES)؛ گیرنده های کشتی عمومی برق؛ نصب برق قایقرانی (GEM) ساختار SEEA در شکل نشان داده شده است. 1.1. SEEA تمام ویژگی های سیستم را دارد، با این حال، از این پس، اصطلاحات پذیرفته شده عمومی در رابطه با مجتمع های الکتریکی کشتی، سیستم ها و تاسیسات استفاده می شود. SEPS شامل یک یا چند نیروگاه کشتی (SES) و شبکه توزیع کشتی است. SESمجموعه فنی متشکل از منابع برق و تابلوی اصلی (MSB) که هدف اصلی آن تولید برق با کمیت و کیفیت مورد نیاز در تمام حالت های کار کشتی است. نیروگاه های کشتی تقسیم بندی می شوندبه پایه، اضطراری و خاص. اصلینیروگاه خورشیدی گیرنده های عمومی کشتی را در تمام حالت های عملیاتی کشتی از جمله اضطراری (آتش سوزی، سوراخ) با برق تامین می کند. اضطراری SES تنها در صورت خرابی گیرنده اصلی، انرژی را به گیرنده های حیاتی می دهد. خاص SES را می توان در کشتی ها برای تامین انرژی مجتمع های فناوری (کارخانه پردازش ماهی، دکل حفاری و غیره) استفاده کرد. موارد خاص شامل SES است که تاسیسات الکتریکی پیشرانه را تغذیه می کند. در آنها منابع الکتریسیته به سپر نیروی محرکه الکتریکی (SHED) متصل می شوند. اگر SES به طور همزمان برق را به گیرنده های PED و کشتی عمومی ارائه دهد، در این حالت سیستم قدرت الکتریکی کشتی معمولاً یک واحد نامیده می شود. شبکه های توزیع برقشامل: تابلوهای توزیع برق (Rshch); خطوط انتقال کابلی که برق را از منابع یا تابلوهای توزیع (PS) به گیرنده ها منتقل می کند. مبدل های قدرتی که برق شبکه های محلی را تامین می کنند، مانند شبکه نور کار قابل حمل، شبکه پخش و غیره. در بیشتر موارد، حرکت کشتی توسط موتورهای اصلی (دیزل، توربین) که بخشی از نیروگاه اصلی کشتی (GPU) هستند، تامین می شود. در بسیاری از کشتی ها برای مقاصد مختلف، برای اطمینان از حرکت کشتی، از تاسیسات الکتریکی پیشران (PPP) استفاده می شود که بخشی از SEPP است. در کشتی‌های دارای نیروگاه، حرکت با کارکرد موتورهای الکتریکی پیشران (PM) انجام می‌شود که از نیروگاه ویژه یا از نیروگاه اصلی تغذیه می‌شوند. SEES با توجه به نوع ارتباط با نیروگاه اصلی کشتی را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: SEES خودمختار که ارتباط مستقیمی با GLEU ندارند. می بیند با برخاستن نیرو از GLEU. یکپارچه می بیند. طبقه بندی SEES بر اساس نوع اتصال با نیروگاه اصلی کشتی در شکل نشان داده شده است. 1.2. برنج. 1.2. طبقه بندی SEES بر اساس نوع ارتباط با GLEU در SEES خودمختار، برق برای تغذیه گیرنده ها توسط منابع برق مستقل، به عنوان یک قاعده، ژنراتورهای توربو یا دیزل تولید می شود. علاوه بر منابع خودران برق، ساختار SEES با برداشت نیرو از GLEU شامل مجموعه ژنراتورهایی است که از نیروی موتور اصلی برای تولید برق استفاده می کنند. چنین تاسیساتی شامل تاسیسات شفت ژنراتور (VGU) و تاسیسات بهره برداری است. در VGU، الکتریسیته توسط ژنراتورهای شفت (SH) که مستقیماً توسط ژنراتور اصلی هدایت می شوند، تولید می شود. در نیروگاه های بهره برداری از ژنراتورهای بخار یا توربین گازی استفاده می شود. برای به دست آوردن بخار در دیگ های حرارتی زباله، از گرمای گازهای خروجی (ضایعات) موتور اصلی استفاده می شود. ژنراتورهای توربین گازی بهره برداری توسط فشار گازهای خروجی موتور اصلی به حرکت در می آیند. برخلاف VGU، توربوژنراتورهای بهره‌برداری در کشتی‌های مدرن کاربرد محدودی دارند. این در درجه اول به دلیل ظرفیت کم کارخانه بازیافت است. VSU تولید برق مستقیم از نیروگاه، نیروگاه های بهره برداری - غیر مستقیم. در SEPS یکپارچه، برق تولید شده صرف نیازهای عمومی کشتی و اطمینان از حرکت کشتی می شود. تجهیزات الکتریکی کشتی شامل: نیروگاه های کشتی، سوئیچینگ توزیع، حفاظتی، اندازه گیری الکتریکی، دستگاه ها و دستگاه های بالاست و سیگنالینگ می باشد. هدف و انواع نیروگاه های کشتی نیروگاه کشتی (SES) یکی از بخش های اصلی نیروگاه کشتی است. برق را برای تمام مصرف کنندگان کشتی در هر حالتی که کار می کند فراهم می کند. (حالت های اصلی کار شناور عبارتند از: دویدن، پارک در بندر با عملیات باربری، پارک در بندر بدون عملیات باربری، شنتینگ، اضطراری (آتش سوزی، سوراخ شدن کشتی). SES به زیر تقسیم می شوند: با قرار ملاقات - برای اولیه، اضطراری و خاص. اصلینیروگاه روی کشتی ها با استفاده از ژنراتورهای دیزلی، توربو ژنراتور (TG) یا ژنراتورهای شفت، برق را برای همه مصرف کنندگان در حالت کار عادی کشتی فراهم می کند. عملیات اضطراری کشتی فراهم شده است اضطرارینیروگاه اتاق نیروگاه اضطراری خارج از موتورخانه قرار دارد. این شامل: یک دیزل ژنراتور اضطراری (EDG)، یک تابلوی برق اضطراری (ESP)، یک مخزن ذخیره سوخت، باتری ها یا سایر وسایل استارت برای EDG است. خاص SES روی کشتی هایی با نیروی محرکه الکتریکی نصب می شود. با توجه به ماهیت جریان، SES در جریان مستقیم یا متناوب متمایز می شود. نوع جریان نیروگاه توسط مصرف کنندگان برق تعیین می شود. در کشتی های ناوگان دریایی، جریان متناوب عمدتاً استفاده می شود. به عنوان منابع جریان، مجاز است از ژنراتورهایی با ولتاژ استاندارد اسمی استفاده شود: جریان مستقیم - 27، 115 و 8 ولت؛ جریان متناوب سه فاز - 133، 8 و 400 ولت. فرکانس استاندارد نامی جریان متناوب 50 هرتز است. SES شامل: منابع فعلی - دیزل ژنراتور، توربو ژنراتور، ژنراتور شفت، باتری، باتری. دستگاه های توزیع - تابلوی اصلی (MSB)، تابلوهای گروهی، تابلو برق اضطراری (APS). شبکه برق با دستگاه های کنترل، نظارت و حفاظت. تحت نیروگاه کلیت تعدادی از مکانیسم ها، ماشین ها، وسایل و دستگاه ها را درک کنید. ساختار نیروگاه شامل پرایم موورها، ژنراتورها، تابلو برق اصلی با تجهیزات نصب شده بر روی آن و دستگاه های کمکی مختلف می باشد. به طور معمول، نیروگاه ها در کشتی ها در موتورخانه ها قرار دارند. منابع انرژی الکتریکی در کشتی‌ها هم ژنراتورهای جریان متناوب و هم مستقیم هستند که توسط (موتورهای اولیه (موتورهای احتراق داخلی، موتورهای بخار یا توربین‌ها) و باتری‌ها هدایت می‌شوند. ژنراتورها همراه با پرایم موورها واحد نامیده می شوند و بر حسب نوع پرایم موور به بخار، توربو ژنراتور و دیزل ژنراتور تقسیم می شوند. بخار و توربو ژنراتور بر روی کشتی‌های دارای نیروگاه بخار، دیزل ژنراتورها بر روی تمامی موتور کشتی‌ها و گاهی اوقات روی کشتی‌های بخار نصب می‌شوند. با توجه به هدف، نیروگاه های کشتی به موارد زیر تقسیم می شوند. 1. ایستگاه های برق کم توان، که عمدتا برای روشنایی کشتی در نظر گرفته شده است. قدرت این نیروگاه ها معمولاً از چند ده کیلووات تجاوز نمی کند. چنین ایستگاه هایی بر روی کشتی هایی نصب می شوند که مکانیسم های کمکی برقی نیستند، اما دارای درایو بخار هستند (در کشتی هایی با موتورهای پیستونی بخار). 2. ایستگاه های برق طراحی شده برای اطمینان از عملکرد مکانیسم ها و دستگاه های کمکی و برای روشن کردن کشتی. توان این نیروگاه ها می تواند به چند صد و حتی هزاران کیلووات برسد. چنین نیروگاه هایی بر روی کشتی هایی با توربین بخار، توربین های گازوئیل و گاز نصب می شوند که مکانیزم های کمکی برق دار می شوند. 3. ایستگاه های الکتریکی طراحی شده برای اطمینان از عملکرد تاسیسات الکتریکی نیروی محرکه کشتی، درایو مکانیسم ها و دستگاه های کمکی و روشنایی کشتی. توان چنین نیروگاه هایی به چند هزار کیلووات می رسد. آنها بر روی کشتی های توربو و دیزل برقی نصب می شوند. نیروگاه های کشتی هر دو جریان مستقیم و متناوب را مطابق با قوانین ثبت اوکراین نصب می کنند. هنگام استفاده از جریان مستقیم، می توان فرکانس چرخش موتورهای الکتریکی را در یک محدوده وسیع، توانایی آنها برای اضافه بار و گشتاور راه اندازی زیاد کنترل کرد. هنگام استفاده از جریان متناوب، از سادگی و ارزان بودن اجرای موتورها، وزن و اندازه کوچک آنها و همچنین تعدادی از مزایای دیگر اطمینان حاصل می شود. علاوه بر این، جریان متناوب می تواند به ولتاژهای مختلف تبدیل شود. در کشتی های نیروی دریایی از جریان مستقیم با ولتاژ 6، 12، 24، 110، 8 ولت و جریان متناوب با ولتاژ 6، 12، 24، 127، 8، 380 ولت استفاده می شود.B-در جریان مستقیم. برای مدارهای روشنایی، صرف نظر از نوع جریان، ولتاژ 8 یا 110/127 ولت و برای روشنایی کم ولتاژ - 6، 12 و 24 ولت استفاده می شود. علاوه بر نیروگاه اصلی کشتی، اکثریت قریب به اتفاق کشتی ها مجهز به یک نیروگاه اضطراری هستند که قادر به تامین برق و روشنایی لازم برای دستگاه های کنترل کشتی است. یک نیروگاه اضطراری، به عنوان یک قاعده، دارای تابلوی برق مخصوص به خود است، که منابع برق آن می تواند یک ژنراتور دیزل و، کمتر، یک باتری با ظرفیت مناسب باشد. صرف نظر از وجود نیروگاه اضطراری، کشتی‌های یک دسته خاص (حمل‌کننده تانک، کشتی‌های مسافربری و همچنین کشتی‌هایی با مکانیسم‌های کمکی برق‌دار) باید مجهز به روشنایی اضطراری کوچک باشند که توسط یک باتری مخصوص تغذیه می‌شود که به‌طور خودکار با جریان فعلی روشن می‌شود. در مدار روشنایی کشتی قطع می شود. نیروگاه های اضطراری منابع برق اضطراری برای تامین مصرف کنندگان حیاتی در صورت خرابی نیروگاه اصلی طراحی شده اند. نیروگاه اضطراری باید در فضایی مجزا در سطح عرشه دیواری یا بالای عرشه بلوک، خارج از فضای ماشین آلات قرار گیرد. در محل NPP وجود دارد: دیزل ژنراتور اضطراری (ADG)؛ تابلو برق اضطراری (ARSCH)؛ یک مخزن با منبع سوخت اضطراری و غیره. اتاق NPP باید به عرشه باز دسترسی داشته باشد. دیزل ژنراتورهای اضطراری برای تامین برق (از طریق ASB) به مهمترین بخش های شبکه در صورت خرابی نیروگاه اصلی به دلیل آتش سوزی، سیل یا دلایل دیگر طراحی شده اند. ADH باید کارکرد NPP را حداقل به مدت 12 ساعت تضمین کند. ADH ها باید با اطمینان از حالت سرد شروع شوند. راه اندازی FGD را می توان با استفاده از هوای یک سیلندر راه اندازی مستقل، با استفاده از استارت هیدرولیک یا با استفاده از یک استارت برقی که توسط باتری های اسیدی تغذیه می شود، انجام داد. باتری ها از طریق یک شارژر (ترانسفورماتور - یکسو کننده مربوطه) از شبکه اصلی شارژ می شوند. طبق الزامات ثبت نام، هر دیزل ژنراتور اضطراری باید حداقل دو منبع راه اندازی مستقل داشته باشد. ژنراتورهای برق کوچک (تا 60 کیلو وات) می توانند با هوا خنک شوند. FGD های قدرتمندتر (از 60 کیلو وات تا 250 کیلووات و بالاتر)، به طور معمول، با مایع خنک می شوند. آب شیرین یا ضد یخ به عنوان خنک کننده استفاده می شود (اگر ظرف در دمای پایین کار می کند). مصرف کنندگان اصلی برق تولید شده توسط دیزل ژنراتور اضطراری عبارتند از: محرک الکتریکی اضطراری دنده فرمان. پمپ برقی آتش نشانی اضطراری؛ روشنایی اضطراری (بزرگ)؛ سیگنالینگ اضطراری و اضطراری؛ چراغ های سیگنال و تشخیص؛ دستگاه های ناوبری الکترو رادیویی و سایر دستگاه ها و مکانیسم هایی که عملکرد آنها مستقیماً بر ایمنی ناوبری تأثیر می گذارد. علاوه بر FGD، کشتی ها با باتری ذخیره سازی به عنوان منبع کوتاه مدت برق برای مصرف کنندگان به ویژه حیاتی، مانند روشنایی اضطراری (کوچک)، سیگنال و چراغ های متمایز (پشتیبان)، ارتباطات رادیویی و غیره ارائه می شوند. باطری های قابل شارژ در شناورهای دریایی، باتری ها منبع اصلی برق در موتورهای دیزلی با استارت الکتریکی هستند. به عنوان مثال، برای راه اندازی دیزل ژنراتور اضطراری (ADG)، موتورهای قایق نجات، پمپ آتش نشانی دیزل اضطراری و غیره. همچنین از باتری ها برای تغذیه شبکه روشنایی اضطراری استفاده می شود. در حین کار، باتری ها انرژی انباشته شده (تخلیه) را مصرف می کنند، بنابراین شارژ آنها ضروری می شود. برای شارژ باتری های قایق های کوچک از ژنراتور شارژ نصب شده روی موتور استفاده می شود. در شناورهای دریایی، شارژ از ایستگاه برق کشتی از طریق شارژرها انجام می شود. سرویس ژنراتور در حین کار در طول کار ژنراتور، لازم است به طور دوره ای نظارت شود: مقدار ولتاژ توسط ولت متر، بار ژنراتور توسط آمپرمتر و وات متر، مقدار مقاومت عایق شبکه توسط مگاهم متر. عملکرد برس ها و حلقه های لغزنده، گرم کردن ژنراتور و تجهیزات آن، گرم شدن یاتاقان ها، بروز صدای غیرعادی، سطح روغن در حمام روغن بلبرینگ ها (یا وضعیت گریس)، وضعیت فیلترهای هوای فن ژنراتور و غیره در صورت مشاهده ناهنجاری هایی در عملکرد ژنراتور و رفع آنها بدون توقف غیرممکن است، لازم است ژنراتور دیگری راه اندازی شود، بار به آن منتقل شود و ژنراتور معیوب متوقف شود.
نیروگاه های کشتی
به روز رسانی: 2021/05/27
103583
اگر متوجه خطایی شدید، یک متن را انتخاب کنید و Ctrl + Enter را فشار دهید
