СПОСОБ ЗАЩИТЫ СЕТИ АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 2020 года по МПК H02H7/06 H02J3/38 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты судовых электростанций.

Известен способ защиты сети автономной электростанции при параллельной работе генераторных агрегатов (ГА), согласно которому при переходе ГА в двигательный режим он отключается от сети с заранее заданной выдержкой времени (Яковлев Г.С. Судовые электроэнергетические системы: Учебник-5-e изд., перераб. и доп. - Ленинград, Судостроение, 1987. - 272 с. (стр. 13). Величина выдержки времени, на которую блокируется сигнал отключения ГА, определяется составом и режимом работы потребителей электроэнергии и служит для того, чтобы избежать ошибочного уменьшения генерируемой мощности при переходных режимах, связанных с включением дополнительного ГА на параллельную работу, отключением мощных потребителей, рекуперацией электроэнергии и т.д. В соответствии с Правилами Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС) выдержка времени может достигать 10 с.

Однако в этом случае при переходе ГА в двигательный режим по причине неисправности, например, при выходе из строя системы подачи топлива в дизель, этот агрегат будет дополнительно нагружать сеть на величину собственных потерь, превышающую 20% от его номинальной мощности в течение времени задержки, что может привести к перегрузке оставшихся работоспособными ГА и отключению их от сети, обесточиванию судна и потере его управляемости.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению является способ защиты сети автономной электростанции с параллельно работающими источниками электроэнергии (ИЭ) путем аварийного отключения от сети неисправного ИЭ (патент RU №2653706, МПК Н02Н 3/12, опубл. 14.05.2018). Способ заключается в том, что для установления неисправности ИЭ непрерывно контролируют рабочее состояние каждого ИЭ по переходу его в двигательный режим, при этом для установления неисправности ИЭ дополнительно проверяют электроэнергетическое состояние сети и при наличии в сети рекуперации электроэнергии от потребителей электроэнергии делают вывод об исправности ИЭ. В противном случае делают вывод о неисправности ИЭ. При этом при переходе ИЭ в двигательный режим формируют сигнал отключения ИЭ от сети, а при наличии рекуперации энергии от потребителей энергии формируют сигнал блокировки отключения ИЭ от сети, при этом при наличии обоих сигналов блокируют отключение ИЭ, а при наличии только сигнала отключения ИЭ от сети отключают ИЭ. Данный способ позволяет обеспечить эффективную защиту сети автономной электростанции, в составе которой работают потребители, отдающие электроэнергию в сеть в процессе торможения, например, электродвигатели грузоподъемных механизмов-кранов, лебедок.

Недостатком способа является возможность его применения только в автономных электроэнергетических системах, основными потребителями электроэнергии в которых являются грузоподъемные механизмы, работающие с рекуперацией электроэнергии в сеть.

Заявляемое изобретения решает проблему расширения функциональных возможностей способа за счет защиты сетей автономных электростанций, не имеющих в своем составе потребителей, работающих с рекуперацией электроэнергии в сеть.

Для решения указанной проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в способе защиты сети автономной электростанции при параллельной работе генераторных агрегатов (ГА), также как в прототипе, путем отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы, в отличие от прототипа, отключение указанного ГА блокируется в случае, если нагрузка сети меньше заданного значения. При этом для определения времени действия блокировки отключения указанного ГА. измеряют суммарную нагрузку сети (Р сумм.), сравнивают полученную величину с заданным значением нагрузки (Р зад.) и в случае, когда выполнено условие Р сумм. < Р зад. формируют сигнал блокировки отключения указанного ГА, в противном случае блокировка не осуществляется и ГА отключается от сети.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. В соответствии с Правилами РМРС точность распределения активных нагрузок одинаковых агрегатов на современных судах составляет 15% от номинальной мощности (Р ном.) одного ГА в диапазоне номинальной нагрузки (Р ном. сумм.) электростанции (суммы номинальных нагрузок всех работающих в данный момент ГА) в диапазоне от 20 до 100% Р ном. сумм., а в диапазоне от 0 до 20% от Р ном. сумм, эта величина Регистром не нормируется и на практике составляет 40% от Р ном. одного ГА и более. Этим объясняется то, что при работе электростанции в режиме малых нагрузок возможна ситуация, когда все ГА исправны, но хотя бы один из них перешел в двигательный режим. В таком случае применение способа, принятого за прототип, приведет к немедленному отключению работоспособного ГА, так как нет рекуперации электроэнергии в сеть, а применение способа, описанного в монографии Яковлева Г.С. «Судовые электроэнергетические системы»: Учебник-5-e изд., перераб. и доп. - Ленинград, Судостроение, 1987. - 272 с. (стр. 13) к отключению через выдержку времени. В связи с этим в случаях, когда суммарная нагрузка (Р сумм.) электростанции мала и оказывается меньше, чем заданное значение нагрузки (Р зад.) предлагается блокировать отключение ГА, перешедшего в двигательный режим. Величина Р зад. зависит от типа ГА и определяется величиной потерь и точностью распределения нагрузок. Однако для электростанций, удовлетворяющих требованиям РМРС, упрощенно эта величина может быть принята, например, 20% от номинальной мощности работающих ГА (Р ном. сумм.). В этом случае при Р сумм. > 0.2 Р ном. сумм, точность распределения активных нагрузок не хуже, чем 15% от Р ном. Тогда при любой загрузке исправных ГА ни один из них не перейдет в двигательный режим, поэтому блокировка отключения не требуется, а перешедший в двигательный режим агрегат неработоспособен и подлежит немедленному отключению. Если же выполняется условие Р сумм. < 0.2 Р ном. сумм., то точность распределения активных нагрузок такова, что возможен переход одного из работоспособных агрегатов в двигательный режим. В этом случае следует заблокировать его отключение от сети. Отметим, что возможна ситуация, когда при выполнении условия Р сумм. < 0.2 Р ном. сумм, произойдет отказ хотя бы одного из ГА и при этом его отключение окажется заблокированным. Однако вероятность наступление такого события не велика, так как с одной стороны отказы ГА происходят редко, а с другой стороны и режим работы со столь малой загрузкой происходит не часто, поэтому совпадение этих событий - величина маловероятная. При этом ввиду столь низкой загрузки переход ГА в двигательный режим и дополнительная нагрузка на работоспособный агрегат не приведут к его перегрузке, а значит и к обесточиванию сети. С увеличением нагрузки условие Р сумм. < 0.2 Р ном. сумм, перестанет выполняться и произойдет отключение от сети неработоспособного ГА.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом.

При переходе в двигательный режим работы хотя бы одного из ГА, работающих параллельно, измеряют суммарную нагрузку сети (Р сумм.), сравнивают полученную величину с заданным значением нагрузки (Р зад.) и в случае, когда выполнено условие Р сумм. < Р зад. формируют сигнал блокировки отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы, в противном случае блокировка не осуществляется и перешедший в двигательный режим ГА отключается от сети.

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - расширение функциональных возможностей способа за счет защиты сетей автономных электростанций, не имеющих в своем составе потребителей, работающих с рекуперацией электроэнергии в сеть, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию «новизна».

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электротехники не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».

На Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство (Фиг. 1) содержит по числу ГА: 1.1, 1.2 …. 1.n - блоки формирования сигнала отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы (ФС), 2.1,2.2 … 2.n - логические элементы «И», 3.1,3.2 … 3.n - блоки отключения ГА, 4.1,4.2 … 4.n - датчики активной нагрузки; а также 5 - блок сложения, 6 - блок формирования заданного значения нагрузки и 7 - блок сравнения; при этом выходы блоков ФС - 1.1, 1.2 … 1.n соединены с первыми входами соответствующих логических элементов «И» - 2.1,2.2 … 2.n, выходы которых соединены с входами блоков отключения соответствующих ГА -3.1,3.2 … 3.n, выходы датчиков активной нагрузки - 4.1,4.2 … 4.n соединены с соответствующими входами блока сложения - 5, выход которого соединен с первым входом блока сравнения - 7, выход блока формирования заданного значения нагрузки - 6 соединен со вторым входом блока сравнения - 7, выход которого соединен со вторыми входами логических элементов «И» - 2.1,2.2 … 2.n.

Блоки ФС 1.1, 1.2 … 1.n - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых появляется сигнал логической «1», когда соответствующий ГА переходит в двигательный режим работы. В качестве таких блоков могут служить реле обратной мощности, например RMR-121D с отключенной или установленной на минимальное значение (для защиты от помех) выдержкой времени. Логические элементы «И» 2.1,2.2 … 2.n - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых появляется сигнал логической «1», когда на все его входы поступает сигнал логической «1» и сигнал логического «0», когда хотя бы на одном из его входов - сигнал логического «0». Блоки отключения соответствующих ГА 3.1,3.2 … 3.n - известные функциональные блоки, каждый из которых обеспечивает отключение соответствующего ГА при поступлении сигнала логической «1» на его вход. В качестве такого блока может служить электромагнитное реле, размыкающие контакты которого включены в цепь минимального расцепителя автоматического выключателя ГА. Датчики активной нагрузки 4.1,4.2 … 4.n - известные функциональные блоки, на выходе которых формируется сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального величине активной мощности соответствующего ГА (P1, Р2 … Pn). Блок сложения 5 - известный блок, используемый по своему назначению, может быть выполнен как сумматор на базе операционных усилителей. Формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный суммарной мощности электростанции (Рсум=Р1+Р2+ …+Pn). Блок формирования заданного значения нагрузки 6 - формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный величине Р зад. Для автономных электростанций, в которых количество параллельно работающих ГА не меняется в зависимости от режима работы в качестве этого блока можно использовать источник напряжения заранее заданной величины, соответствующей Р зад. В более общем случае, когда с изменением нагрузки изменяют и количество параллельно работающих ГА, можно использовать блок формирования заданного значения нагрузки, учитывающий число ГА, работающих в данный момент времени. На Фиг. 2 представлена функциональная схема такого блока формирования заданного значения нагрузки. Блок сравнения 7 - известный функциональный блок, на выходе которого появляется сигнал логической «1», когда сигнал на его первом входе больше, чем значение сигнала на втором его входе, может быть выполнен на базе операционных усилителей. Если на первый вход блока сравнения подать сигнал, пропорциональный суммарному значению нагрузки Р сумм, а на второй его вход -заранее вычисленное или определенное в процессе работы, исходя из количества работающих ГА, заданное значение нагрузки Р зад, то на выходе блока сравнения 7 формируется сигнал логической «1», когда выполняется условие Р сумм. > Р зад. и сигнал логического «0», когда Р сумм. < Р зад.

Блок формирования заданного значения нагрузки, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2, содержит по числу ГА: датчики работы ГА 8.1,8.2 … 8.n, управляемые ключи 9.1,9.2 … 9.n, блок памяти 10, второй блок сложения 11 и блок умножения 12; причем выходы датчиков работы ГА 8.1,8.2 … 8.n соединены с управляющими входами соответствующих управляемых ключей 9.1,9.2 … 9.n; выход блока памяти 10 соединен с информационными входами всех управляемых ключей 9.1,9.2 … 9.n, выходы которых соединены с соответствующими входами второго блока сложения 11, выход второго блока сложения 11 соединен с входом блока умножения 12, выход которого является выходом блока формирования заданного значения нагрузки 6 (Фиг. 1).

Датчики работы ГА 8.1,8.2 … 8.n - известные функциональные блоки, формирующие на своем выходе сигнал логической «1», если соответствующий ГА работает и сигнал логического «0», если он не работает. В качестве этих блоков могут служить блок контакты автоматических выключателей ГА, которые замыкаются в момент включения генераторов на параллельную работу. Управляемые ключи 9.1,9.2 … 9.n - известные функциональные блоки, на выходе каждого из которых появляется сигнал, поданный на его информационный вход, когда на его управляющий вход поступил сигнал логической «1». Такие ключи могут быть выполнены, например, на базе полевых транзисторов (Воловиков В.А. Схемотехника электронных устройств судовой автоматики. Учебное пособие. 1986 г., с. 61, рис. 27). Блок памяти 10 - известный функциональный блок, на выходе которого сохраняется сигнал, пропорциональный величине Р ном. В качестве такого блока может быть использован делитель напряжения, с которого снимается сигнал, пропорциональный Р ном. Второй блок сложения 11 - известный блок, применяемый по прямому назначению, может быть выполнен на базе операционных усилителей. Блок умножения 12 - известный функциональный блок, используемый по прямому назначению. Может быть выполнен на базе операционных усилителей и работать с коэффициентом усиления К, величина которого для судовых электростанций может быть выбрана, например, равной 0,2 (К=0,2).

Блок формирования заданного значения нагрузки, функциональная схема которого представлена на Фиг. 2, работает следующим образом. Допустим, что в данный момент работают ГА1, ГА2 … ГА j, тогда на управляющие входы управляемых ключей 9.1,9.2 … 9.j поступает сигнал логической «1» с датчиков работы ГА 8.1,8.2 … 8.j. В этом случае управляемые ключи 9.1,9.2 … 9.j откроются и из блока памяти 10 через их информационные входы на выходы, а затем на соответствующие 1,2 … j-ый входы второго блока сложения 11 поступят сигналы, соответствующие Р ном на каждый вход, следовательно, на выходе второго блока сложения 11, появится сигнал, соответствующий jP ном. = Р ном. сумм. Этот сигнал поступает на вход блока умножения 12, где умножается на коэффициент К и на выходе блока вычисления заданного значения нагрузки формируется сигнал, пропорциональный Р зад = КjP ном. (20% от Р ном. сумм).

Устройство (Фиг. 1) работает следующим образом. При переходе одного или нескольких ГА (например ГА1,ГА2… ГАm) в двигательный режим работы, на выходах соответствующих блоков ФС 1.1,1.2 … 1.m появляются сигналы логической «1» и поступают на первые входы соответствующих логических элементов «И» 2.1.2.2 … 2.m. С выходов датчиков активной нагрузки 4.1,4.2 … 4.n сигналы, пропорциональные нагрузке всех ГА, поступают на соответствующие входы блока сложения 5, где суммируются и на его выходе формируется сигнал, пропорциональный суммарной нагрузке электростанции Р сумм. Сигнал Р сумм, поступает на первый вход блока сравнения 7, на второй вход которого поступает сигнал Р зад. с выхода блока формирования заданного значения нагрузки 6. Если нагрузка электростанции мала и Р сумм. < Р зад., то на выходе блока 7 появляется сигнал логического «0» и поступает на входы всех логических элементов «И» 2.1.2.2 … 2.n, в том числе и на входы 2.1.2.2 … 2.m, а значит на выходах всех логических элементов «И» 2.1.2.2 … 2.n сохранятся сигналы логического «0», отключение ГА не произойдет. Если же нагрузка электростанции достаточно велика и будет выполнено условие Р сумм. > Р зад., то на выходе блока сравнения 7 появится сигнал логической «1» и поступит на вторые входы всех логических элементов «И» 2.1.2.2 … 2.n.Так как на оба входа логических элементов «И» 2.1.2.2 … 2.m поступят сигналы логической «1», то на их выходах также сформируются сигналы логической «1» и поступят на входы соответствующих блоков отключения ГА 3.1,3.2 … 3.m, которые отключат ГА1, ГА2 … ГАm.

Пример реализации способа.

В качестве примера рассмотрим судовую электростанцию, в которой количество работающих параллельно ГА не меняется. В настоящее время эта ситуация встречается довольно часто. Так, когда на судне имеется три ГА, то, как правило, для обеспечения электроэнергией потребителей во всех режимах достаточно работы двух из них, а третий выполняет роль резервного агрегата на случай выхода из строя одного из работающих. Допустим, что в составе автономной электростанции имеются три ГА (ГА1, ГА2, ГА3) с одинаковой номинальной мощностью по 500 кВт каждый. И пусть работают только два из них ГА1 и ГА2, а ГА3 находится в резерве. Для этого случая определим Р зад. как 20% от номинальной мощности двух работающих ГА, а именно: Р зад = 0,2×(Р1ном+Р2ном) = 0.2×(500+500) = 200 кВт. Предположим, что нагрузка ГА1 составляет 180 кВт (Р1=180 кВт), а ГА2 перешел в двигательный режим и успел нагрузить сеть только на 0,5 кВт (Р2=-0,5 кВт). В этот момент на выходе блока ФС 1.2 появится сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 2.2. С выходов датчиков активной нагрузки 1.1 и 1.2 сигналы, пропорциональные нагрузкам первого и второго ГА (180 кВт и -0,5 кВт соответственно) поступают на первый и второй входы блока сложения 5, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный суммарному значению нагрузки судовой электростанции Р сумм. = 179,5 кВт. Этот сигнал приходит на первый вход блока сравнения 7, на второй вход которого поступает сигнал Рзад.=200кВт с выхода блока формирования заданного значения нагрузки 6. Так как Р сумм. < Р зад. (179,5<200), то на выходе блока сравнения 7 формируется сигнал логического «0» и поступает на вторые входы логических элементов «И» 2.1,2.2 и 2.3. На выходах всех логических элементов «И» - сигнал логического «0», который поступает на входы всех блоков отключения ГА 3.1,3.2.3.3, а значит, отключения ГА не происходит. Хотя ГА2 и перешел в двигательный режим, его отключение блокируется.

Но существуют судовые электростанции, в которых при разных режимах эксплуатации предусмотрена параллельная работа разного числа ГА.

В качестве примера рассмотрим судовую электростанцию, в составе которой имеются четыре ГА (ГА1, ГА2, ГА3 и ГА4) с номинальной мощностью по 500 кВт каждый (Рном1=Рном2=Рном3=Рном4=500 кВт), но в данный момент работают только три ГА (ГА1, ГА2 и ГА4). Допустим, что нагрузка электростанции снизилась до 200 кВт. При этом нагрузка ГА1 составила 120 кВт (Р1=120 кВт), нагрузка ГА2 составила 110 кВт (Р2=110 кВт), а ГА4, хотя и остался работоспособным, но перешел в двигательный режим работы и нагрузил сеть на 30 кВт (Р4=- 30 кВт). В этом случае на выходе блока ФС 1.4 (Фиг. 1) появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «И» 2.4. На выходе датчиков активной нагрузки появятся сигналы, пропорциональные нагрузке соответствующих ГА, а именно: на выходе 4.1=120 кВт, выходе 4.2=110 кВт, выходе 4.3=0 кВт, а на выходе 4.4=- 30 кВт. Эти сигналы поступят на первый, второй, третий и четвертый входы блока сложения 5, где суммируются и на его выходе появится сигнал, пропорциональный суммарному значению нагрузки Р сумм. = (120+110+0-30) = 200 кВт и поступит на первый вход блока сравнения 7. Так как в этот момент работают ГА1, ГА2 и ГА4, то на выходах соответствующих им блоков работы ГА 8.1,8.2 и 8.4 блока формирования заданного значения нагрузки (Фиг. 2) сформирован сигнал логической «1», а на выходе блока 8.3 - сигнал логического «0». Эти сигналы поступают на управляющие входы управляемых ключей 9.1,9.2,9.3 и 9.4. Так как на управляющие входы 9.1,9.2 и 9.4 поступает сигнал логической «1», то эти ключи открываются и из блока памяти 10 через их информационные входы на выходы поступают сигналы, пропорциональные номинальному значению ГА Рном1=Рном2=Рном4=500 кВт. С выходов управляемых ключей 9.1,9.2 и 9.4 указанные сигналы поступают на первый, второй и четвертый входы второго блока сложения 11, где суммируются и сигнал, пропорциональный 1500 кВт, поступает на вход блока умножения 12, где умножается на К=0,2 и на выходе блока формирования заданного значения нагрузки 6 (Фиг. 1) появляется сигнал, пропорциональный Р зад. = 300 кВт и поступает на второй вход блока сравнения 7. Так как нагрузка электростанции мала и Р сумм. < Р зад. (200<300), то на выходе блока сравнения 7 формируется сигнал логического «0» и поступает на вторые входы всех блоков «И» 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, на их выходах формируется сигнал логического «0», отключение перешедшего в двигательный режим работы ГА4 блокируется, он не отключается от сети.

Отметим, что применение способа, принятого за прототип, приведет к мгновенному отключению работоспособного ГА4, так как в этот момент не было рекуперации электроэнергии в сеть. Использование способа, представленного в (Яковлев Г.С. Судовые электроэнергетические системы: Учебник-5-e изд., перераб. и доп. - Ленинград, Судостроение, 1987. - 272 с. ил. (стр. 13) тоже приведет к отключению ГА4, но только через выдержку времени.

Если нагрузка сети достаточно велика, например, составит 400 кВт, то в этом случае в установившемся режиме работы работоспособные ГА распределяют нагрузку с точностью не менее 15% от Р ном, поэтому ни один из них не может перейти в двигательный режим работы. В этом случае, если ГА4 неработоспособен и в момент перехода в двигательный режим нагрузил сеть, допустим, на 1 кВт (Р4=-1 кВт), что фактически может произойти из-за защиты от помех в блоке ФС 1.4, и предположим при этом, что нагрузка ГА1 составит 220 кВт (Р1=220 кВт), а нагрузка ГА2 составит 181 кВт (Р2=181 кВт). В этом случае на выходе блока 1.4 также появится сигнал логической «1» и поступит на первый вход логического элемента «И» 2.4. Сигналы, пропорциональные нагрузке ГА суммируются в блоке сложения 5 и на его выходе появится сигнал, пропорциональный 400 кВт (Р сумм. = Р1+Р2+ +Р4=220 кВт +181 кВт-1 кВт=400 кВт), который поступит на первый вход блока сравнения 7, на второй вход которого, как и в предыдущем случае поступит сигнал Р зад, пропорциональный 300 кВт (Р зад = 300 кВт). Так как Р. сумм. > Р. зад. (400>300), то на выходе блока сравнения 7 появляется сигнал логической «1», который поступает на вторые входы логических элементов «И» 2.1,2.2,2.3 и 2.4. Вследствие того, что на первый и второй входы логического элемента «И» 2.4 поступил сигнал логической «1», на его выходе - тоже сигнал логической «1», который поступает на вход блока отключения 3.4 и ГА4 отключается от сети.

При использования устройства, реализующего способ, принятый за прототип, отключение неработоспособного ГА4 произойдет в то же время, а при реализации способа, описанного в (Яковлев Г.С. Судовые электроэнергетические системы: Учебник-5-e изд., перераб. и доп. - Ленинград, Судостроение, 1987.-272 с. ил. (стр. 13)) отключение произойдет только через выдержку времени, что в случае большой загрузки может привести к перегрузке сети.

Предположим теперь, что в составе электростанции также имеются четыре ГА с номинальной мощностью по 500 кВт каждый, но параллельно работают только два из них - ГА1 и ГА4. Пусть суммарная нагрузка электростанции составит 90 кВт, при этом ГА1 будет нагружен на 91 кВт (Р1=91 кВт), а ГА4 перешел в двигательный режим и нагрузил сеть на 1 кВт (Р4=-1 кВт). В этом случае на выходе блока ФС 1.4 (Фиг. 1) будет сформирован сигнал логической «1», который поступит на первый вход логического элемента «И» 2.4. Сигналы, пропорциональные Р1 и Р4 с выходов датчиков активной нагрузки 4.1 и 4.4 поступят на первый и четвертый входы блока сложения 5, на выходе которого появится сигнал, пропорциональный суммарной активной нагрузке электростанции Р сум = 90 кВт и поступит на первый вход блока сравнения 7. Так как работают ГА1 и ГА4, то (Фиг. 2) сформированные на выходах блоков работы 8.1 и 8.4 сигналы логической «1» поступают на управляющие входы первого и четвертого управляемых ключей 9.1 и 9.4, которые открываются и от блока памяти 10 через информационные входы на их выходы поступают сигналы, пропорциональные номинальному значению мощности ГА и передаются на первый и четвертый входы второго блока сложения 11 (сигналы, пропорциональные 500 кВт поступают на первый и четвертый входы блока сложения 11). На выходе блока сложения 11 формируется сигнал, пропорциональный 1000 кВт и поступает на вход блока умножения 12, где умножается на коэффициент К=0,2. С выхода блока умножения 12 сигнал, пропорциональный заданному значению нагрузки Рзад. = 200 кВт поступает на второй вход блока сравнения 7 (Фиг. 1). Так как Р сумм. < Р зад. (90<200), то на выходе блока сравнения - сигнал логического «0», который поступает на вторые входы всех логических элементов «И» 2.1,2.2,2.3. и 2.4, на их выходах - сигнал логического «0», отключение перешедшего в двигательный режим агрегата блокируется. Из приведенных примеров видно, что с изменением количества работающих параллельно ГА изменяется значение сигнала Р зад.

Предлагаемое изобретение было создано в составе научно-исследовательских работ, проводимых в Котласском филиале ФБГОУ ВО «Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова». Были произведены расчеты, показавшие возможность использования заявляемого способа в судовых энергетических установках и электроэнергетических системах, что с учетом выше изложенного позволяет сделать вывод о возможности его промышленного применения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для защиты судовых электростанций. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа за счет защиты сетей автономных электростанций. Результат достигается тем, что в способе защиты сети автономной электростанции при параллельной работе генераторных агрегатов, также как в прототипе, путем отключения генераторного агрегата, перешедшего в двигательный режим работы, в отличие от прототипа, отключение указанного генераторного агрегата блокируется в случае, если нагрузка сети меньше заданного значения. При этом для определения времени действия блокировки отключения указанного генераторного агрегата измеряют суммарную нагрузку сети, сравнивают полученную величину с заданным значением нагрузки и в случае, когда выполнено условие Р сумм. < Р зад., формируют сигнал блокировки отключения указанного генераторного агрегата, в противном случае блокировка не осуществляется и генераторный агрегат отключается от сети. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты сети автономной электростанции при параллельной работе генераторных агрегатов (ГА) посредством отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы, отличающийся тем, что отключение указанного ГА блокируется в случае, когда суммарная нагрузка сети меньше заданного значения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения времени действия блокировки отключения ГА, перешедшего в двигательный режим, измеряют суммарную нагрузку сети (Р сумм.), сравнивают полученную величину с заданным значением нагрузки (Р зад.) и в случае, когда выполнено условие Р сумм. < Р зад., формируют сигнал блокировки отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы, в противном случае блокировка не осуществляется и перешедший в двигательный режим ГА отключается от сети.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в случае, когда в составе автономной электростанции в разных режимах работает разное число ГА, определяют Р зад. для каждого режима, исходя из количества и номинальной мощности работающих ГА.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реализуется устройством защиты сети автономной электростанции, содержащим по числу ГА: блоки формирования сигнала (ФС) отключения ГА, перешедшего в двигательный режим работы, датчики активной нагрузки, логические элементы «И» и блоки отключения ГА, а также блок сложения, блок формирования заданного значения нагрузки и блок сравнения, при этом выходы блоков ФС соединены с первыми входами соответствующих логических элементов «И», выходы которых соединены с входами соответствующих блоков отключения ГА, выходы датчиков активной нагрузки соединены с соответствующими входами блока сложения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока формирования заданного значения нагрузки соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со вторыми входами логических элементов «И».

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в устройстве защиты сети автономной электростанции блок формирования заданного значения нагрузки содержит по числу ГА: датчики работы ГА, управляемые ключи, а также блок памяти, второй блок сложения и блок умножения, причем выходы датчиков работы ГА соединены с управляющими входами соответствующих управляемых ключей, выход блока памяти соединен с информационными входами всех управляемых ключей, выходы всех управляемых ключей соединены с соответствующими входами второго блока сложения, выход которого соединен с входом блока умножения.