Электронная панель управления дизель-генераторным агрегатом (ЭПУ ДГА) Российский патент 2018 года по МПК F02D29/06 H02P9/04 H02J9/08 

Заявленное изобретение предназначено для использования в составе дизель-генераторных агрегатов, работающих в автономном и резервном режимах для резервного электроснабжения систем автоматики и телемеханики.

Из уровня техники известна система управления агрегата дизель-генераторного подвагонного (АДП), предназначена для запуска, контроля параметров и выдачи аварийных сигналов электроагрегата, поддержания АДП в режиме «горячего резерва», а также для контроля уровня топлива в расходном баке. Система состоит из следующих элементов: щита управления и контроля АДП (встраиваемый в пульт управления вагона), коммутационного щитка внутри контейнера АДП, системы контроля уровня топлива в расходном баке, автоматов защиты электрической сети и электрокоммутационной аппаратуры.

Электронное контрольное устройство выполнено с возможностью осуществления функций, связанных с отображением уровня топлива, «общая авария», «готов к запуску», отключения подачи топлива, включения сирены, включения состояния предпускового подогревателя, поддержание масла дизеля в подогретом состоянии при помощи электроподогревателя со встроенным термостатом, поддержание температуры внутри контейнера в пределах 8-200°С с помощью включенного предпускового подогревателя при отрицательных температурах наружного воздуха, запуск и остановка АДП в ручном режиме, автоматический пуск АДП по внешнему сигналу, автоматическая остановка АДП по внешнему сигналу «СТОП», автоматическая аварийная остановка АДП путем прекращения подачи топлива с указанием причины на дисплее контроллера с одновременной подачей звуковой сигнализации о дефектах, автоматическая зарядка аккумуляторной батареи при неработающем АДП от внешнего источника 220 В и поддержание зарядки на заданном уровне, автоматический контроль работы АДП, вывод на дисплей контроллера основных параметров дизеля и генератора работающего АДП, автоматический учет времени работы агрегата и вывод показаний на дисплей блока автоматики, сохранение в памяти контроллера и вывод на дисплей перечня событий, возможность дистанционного мониторинга и управления АДП через порт RS232 контроллера. Система автоматики дополнительно дает возможности перевода режима работы с автоматического режима на режим ручного управления при сохранении аварийной сигнализации, а также возможность проведения проверки АДП в режиме «TEST» (RU 2638334 13.12.2017).

Технической задачей заявленного изобретения является расширение арсенала технических средств с обеспечением технического результата, заключающегося в реализации назначения.

Данный технический результат достигается в системе управления дизель-генераторным агрегатом, содержащей устройство управления дизель-генераторным агрегатом (ДГА) и управляемый коммутационный аппарат генератора, расположенные в двух металлических шкафах, при этом на лицевой стороне металлического шкафа для устройства управления дизель-генераторным агрегатом выполнены дисплей, кнопки управления контроллером и кнопка аварийной остановки дизель-генераторного агрегата, на нижней части шкафа выполнены сальниковые вводы для ввода электропроводки от дизель-генераторного агрегата и внешних систем, при этом внешние элементы устройства, находящиеся под напряжением выполнены защищенными от случайного прикосновения, технические средства имеют зануление или защитное заземление; коммутационный аппарат ДГА также дополнительно содержит блокировку включения-отключения с вводной панелью, для защиты от встречного напряжения; устройство управления дизель-генераторным агрегатом выполнено в виде управляющего контроллера, работающего от аккумуляторных батарей, расположенных на дизель-генераторном агрегате и содержащего светодиодные индикаторы измеряемых параметров и текущих режимов работы, а также выполненный с возможностью осуществления следующих функций: осуществление выбора работы в трех режимах, ручной, автоматический, тест, осуществление запуска и остановки ДГА в ручном или дистанционном режиме, осуществление запуска ДГА в автоматическом режиме работы при потере основной сети с выполнением предпусковых процедур, а при появлении основной сети отключение коммутационного аппарата генератора и выполнения цикла остановки осуществление управления коммутационным аппаратом ДГА в ручном режиме, отключение коммутационного аппарата генератора при выходе измеряемых электрических значений генератора за установленные пределы и остановкой дизель генераторного агрегата, осуществления аварийного отключения ДГА с отключением коммутационного аппарата генератора, при срабатывании по следующим контролируемым параметрам: низкое давление масла, перегрев охлаждающей жидкости, высокая частота вращения двигателя - разнос, осуществление аварийной остановки ДГА при срабатывании датчика «ПОЖАР» или по сигналу «ВНЕШНЯЯ АВАРИЯ», отключение работы подогревателя охлаждающей жидкости и зарядного устройства аккумуляторных батарей электронной панели управления на время работы двигателя, осуществление заряда и хранения аккумуляторной батареи из комплекта ДГА. Осуществление контроля параметров двигателя и генератора по следующим параметрам: частота вращения коленчатого вала двигателя, давление масла в двигателе, температура охлаждающей жидкости, уровень топлива в топливном баке, электрические параметры генератора -линейное напряжение по фазам, токи по фазам, мощность, частота, коэффициент мощности, текущее состояние коммутационного аппарата генератора. Выдача следующих сигналов для внешней системы диагностики: готовность дизель-генераторного агрегата к работе, работа дизель-генераторного агрегата под нагрузкой, авария дизель-генераторного агрегата (обобщенная), минимальный остаток топлива. Осуществление запуска двигателя ДГА в следующей последовательности: прокрутка двигателя стартером до достижения запуска либо до окончания циклов прокрутки и выдачу аварийного сигнала -несостоявшийся пуск, выход двигателя на режим номинальных оборотов и готовность генератора к приему нагрузки, замыкание коммутационного генератора. Осуществление остановки двигателя в следующей последовательности: размыкание коммутационного аппарата генератора от внешней вводной панели, работа на холостом ходу, для охлаждения двигателя, прекращение цикловой подачи топлива.

Заявленное изобретение поясняется чертежами:

На Фиг. 1 показан внешний вид панели устройства управления дизель-генераторным агрегатом.

На Фиг. 2 показана принципиальная схема системы управления дизель-генераторным агрегатом.

Система управления дизель-генераторным агрегатом состоит из двух металлических шкафов. Шкаф с управляющим контроллером (устройство управления дизель генераторным агрегатом) и шкаф силовой генераторный (управляемый коммутационный аппарат генератора). Питание контроллера происходит от аккумуляторных батарей, расположенных на ДГА. Работоспособность контроллера сохранятся при изменении входного питания от 7 до 32 вольт постоянного тока. Предельная температура эксплуатации от - 25°С до +70°С. Относительный уровень влажности до 95% при +25°С без конденсации влаги.

Контроллер имеет дисплей (Фиг. 1) и светодиодные индикаторы для отображения измеряемых параметров и текущих режимов работы. Выбор режима работы проводится с помощью кнопок управления, расположенных на лицевой стороне контроллера.

Расположение и соединение частей изделия (Фиг. 2) выполнены с учетом удобства и безопасности наблюдения за изделиями при выполнении сборочных работ, проведении осмотра, испытаний и обслуживания ГОСТ 12.2.007.0-75. Средняя наработка на отказ - не менее 60000 ч. Средний срок службы - не менее 10 лет. Среднее время восстановления работоспособности при проведении ремонтных работ без учета времени доставки ЗИП - не более 30 мин.

Условия транспортирования и хранения соответствуют условиям транспортирования и хранения дизелей по ГОСТ 23216 при температуре окружающего воздуха от -30°С до +80°С.

Описание работы системы управления дизель-генераторным агрегатом.

Запуск ДГА осуществляется путем активации команды «Старт» - нажатием кнопки «Старт» осуществление запуска ДГА в ручном, осуществление запуска ДГА в автоматическом режиме работы при потере основной сети с выполнением предпусковых процедур, удаленный запуск без подключения нагрузки (ТЕСТ).

Команда «Старт» начинает цикл запуска. Если состояние двигателя «Не остановлен», то на стартер не будет подан сигнал и следующее состояние будет «Работа», если текущее состояние «Остановлен», то активируется команда «Топливо» и «Стартер».

На этапе Запуска активны команды «Топливо» и «Стартер». Данная фаза длится до тех пор, пока не будет обнаружена работа двигателя или пока не будет снята команда «Старт».

В автоматическом режиме работы выполняется 3 цикла запуска длительностью и паузой по 5 секунд в следующей последовательности: прокрутка двигателя стартером до достижения запуска, либо до окончания циклов прокрутки и выдачу аварийного сигнала несостоявшийся пуск, выход двигателя на режим номинальных оборотов и готовность генератора к приему нагрузки, замыкание коммутационного генератора.

Отслеживание рабочего состояния двигателя и генератора ведется по следующим параметрам: частота вращения коленчатого вала двигателя, давления масла в двигателе, температура охлаждающей жидкости, уровень топлива в топливном баке, электрические параметры генератора - линейное напряжение по фазам, токи по фазам, мощность, частота, коэффициент мощности, текущее состояние коммутационного аппарата генератора.

Цикл заканчивается при снятии «Старт» или при удачном запуске двигателя.

Осуществляется также выдача следующих сигналов для внешней системы диагностики: готовность дизель-генераторного агрегата к работе, работа дизель-генераторного агрегата под нагрузкой, авария дизель-генераторного агрегата (обобщенная), минимальный остаток топлива.

Переход в состояние «Определение работы» осуществляется, если команда «Старт» снята до того, как будет обнаружена работа двигателя. В данном состоянии двигатель проверяется в течении 10 секунд на работу. При этом активна команда «Топливо». Затем происходит переход в состоянии «Работа», в противном случае, по окончании 10 секунд, происходит возврат в состояние «Остановлен».

На этапе «Работа» активны команды «Топливо», «Двигатель доступен».

Остановка ДГА происходит в следующих случаях: нажатие кнопки «Стоп» (ручной режим работы), восстановление сетевого напряжения (автоматический режим работы), деактивирован режим «Тест» (автоматический режим работы). Осуществление остановки двигателя осуществляется в следующей последовательности: размыкание коммутационного аппарата генератора от внешней вводной панели, работа на холостом ходу, для охлаждения двигателя, прекращение цикловой подачи топлива.

Остановка дизель-генераторного агрегата при осуществлении аварийного отключения ДГА с отключением коммутационного аппарата генератора, при срабатывании осуществляется по следующим контролируемым параметрам: низкое давление масла, перегрев охлаждаемой жидкости, высокая частота вращения двигателя - разнос, срабатывание датчика «ПОЖАР» или по сигналу «ВНЕШНЯЯ АВАРИЯ», отключение работы подогревателя охлаждающей жидкости и зарядного устройства аккумуляторных батарей электронной панели управления на время работы двигателя.

Система управления дизель-генераторным агрегатом выполнена с возможностью осуществления функций, связанных с выбором режима работы, а также режима программирования с трехуровневым разграничением доступа, запуска и остановки дизельно-генераторного агрегата, управления коммутационным аппаратом дизельно-генераторного агрегата, контроль параметров двигателя и генератора по параметрам: частота вращения коленчатого вала двигателя, давление масла в двигателе, температура охлаждающей жидкости, уровень топлива в топливном баке, электрические параметры генератора - линейное напряжение по фазам, токи по фазам, мощность, частота, коэффициент мощности, текущее состояние коммутационного аппарата генератора; выдача сигналов для внешней системы диагностики: готовность дизель-генераторного агрегата к работе, работа дизель-генераторного агрегата под нагрузкой, авария дизель-генераторного агрегата (обобщенная), минимальный остаток топлива; запуск и остановка двигателя.

Изобретение относится к резервному энергоснабжению. Система управления дизель-генераторным агрегатом (ДГА) содержит устройство управления и управляемый коммутационный аппарат генератора, расположенные в двух металлических шкафах. При этом на лицевой стороне металлического шкафа для устройства управления ДГА выполнены дисплей, кнопки управления контроллером и кнопка аварийной остановки ДГА. На нижней части шкафа выполнены сальниковые вводы для ввода электропроводки от ДГА и внешних систем. Внешние элементы устройства, находящиеся под напряжением, выполнены защищенными от случайного прикосновения, технические средства имеют зануление или защитное заземление. Коммутационный аппарат ДГА содержит блокировку включения-отключения с вводной панелью для защиты от встречного напряжения. Устройство управления ДГА выполнено в виде управляющего контроллера, работающего от аккумуляторных батарей, расположенных на ДГА. Контроллер содержит светодиодные индикаторы измеряемых параметров и текущих режимов работы и выполнен с возможностью осуществления функций, связанных с выбором режима работы ДГА. Технический результат заключается в реализации назначения. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система управления дизель-генераторным агрегатом, содержащая устройство управления дизель-генераторным агрегатом (ДГА) и управляемый коммутационный аппарат генератора, расположенные в двух металлических шкафах, при этом на лицевой стороне металлического шкафа для устройства управления дизель-генераторным агрегатом выполнены дисплей, кнопки управления контроллером и кнопка аварийной остановки дизель-генераторного агрегата, на нижней части шкафа выполнены сальниковые вводы для ввода электропроводки от дизель-генераторного агрегата и внешних систем, при этом внешние элементы устройства, находящиеся под напряжением, выполнены защищенными от случайного прикосновения, технические средства имеют зануление или защитное заземление; коммутационный аппарат ДГА также дополнительно содержит блокировку включения-отключения с вводной панелью для защиты от встречного напряжения; устройство управления дизель-генераторным агрегатом выполнено в виде управляющего контроллера, работающего от аккумуляторных батарей, расположенных на дизель-генераторном агрегате, и содержащего светодиодные индикаторы измеряемых параметров и текущих режимов работы, а также выполненного с возможностью осуществления следующих функций:

- осуществление выбора работы в трех режимах: ручной, автоматический, тест;

- осуществление запуска и остановки ДГА в ручном или дистанционном режиме;

- осуществление запуска ДГА в автоматическом режиме работы при потере основной сети с выполнением предпусковых процедур, а при появлении основной сети отключение коммутационного аппарата генератора и выполнение цикла остановки;

- осуществление управления коммутационным аппаратом ДГА в ручном режиме;

- отключение коммутационного аппарата генератора при выходе измеряемых электрических значений генератора за установленные пределы и остановка дизель- генераторного агрегата;

- осуществления аварийного отключения ДГА с отключением коммутационного аппарата генератора при срабатывании по контролируемым параметрам;

- осуществление аварийной остановки ДГА;

- отключение работы подогревателя охлаждающей жидкости и зарядного устройства аккумуляторных батарей электронной панели управления на время работы двигателя;

- осуществление заряда и хранения аккумуляторной батареи из комплекта ДГА;

- осуществление контроля параметров двигателя и генератора и текущего состояния коммутационного аппарата генератора;

- выдача сигналов для внешней системы диагностики и

- осуществление запуска и остановки двигателя ДГА.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутыми контролируемыми параметрами являются низкое давление масла, перегрев охлаждающей жидкости, высокая частота вращения двигателя - разнос.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что осуществление аварийной остановки ДГА происходит при срабатывании датчика «ПОЖАР» или по сигналу «ВНЕШНЯЯ АВАРИЯ».

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что осуществление контроля параметров двигателя и генератора по следующим параметрам: частота вращения коленчатого вала двигателя; давление масла в двигателе; температура охлаждающей жидкости; уровень топлива в топливном баке; электрические параметры генератора, а именно линейное напряжение по фазам, токи по фазам, мощность, частота, коэффициент мощности.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сигналами для внешней системы диагностики являются: готовность дизель-генераторного агрегата к работе, работа дизель-генераторного агрегата под нагрузкой, авария дизель-генераторного агрегата (обобщенная) и минимальный остаток топлива.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что осуществление запуска двигателя ДГА происходит в следующей последовательности: прокрутка двигателя стартером до достижения запуска либо до окончания циклов прокрутки и выдача аварийного сигнала - несостоявшийся пуск.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что осуществление остановки двигателя ДГА происходит в следующей последовательности: размыкание коммутационного аппарата генератора от внешней вводной панели; работа на холостом ходу для охлаждения двигателя и прекращение цикловой подачи топлива.