船舶电气设备及系统大连海事大学第章船舶电站自动化

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1、第16章船舶电站自动化§16.1概述§16.2船舶电站自动控制装置的系统组成§16.3船舶电站自动化主要功能简介§16.4船舶中压电力系统简介本章以实际的新型船舶自动化电站为例，从系统角度讲述常见船舶电站自动化系统的运行管理基本知识，即船舶电站自动化系统的基本组成，基本功能，实现这些基本功能的模块的工作原理。内容简介§16.1概述随着科学技术的发展，船舶机舱从有人值守到自动化机舱的经历了几十年的发展过程。船舶电站自动化是实现机舱自动化、进而实现无人值班机舱的必要条件。1、发电机组依据电站运行情况和实际负荷需要，按预定的顺序自动起动备用机组，并能自动投入、自动停

2、机；2、故障状态下自动解列、停机的控制；3、发电机组之间的自动并车、电压及无功功率的自动调节、并联运行中功率的自动分配、转移与电网频率的自动调整，重载询问(投入大负载时的自动询问装置)；船舶电站自动化基本功能包括：4、船舶电站的综合保护（包括发电机组机电故障的自动处理与报警）；5、运行状态显示及故障监视（包括全船断电，欠频监视），系统给定参数的监视与修改。实现上述基本功能的船舶电站自动化系统（也称作船舶电力自动管理系统）PMS-PowerManagementSystem§16.2船舶电站自动控制装置的系统组成16.2.1电力自动管理系统的结构类型船舶电站自动控

3、制装置的控制任务分为对每台发电机组的起动、停机、自动并车进行控制，以及发生机电故障时对本台机组的处理等功能。（单机管理）在整个电站系统并联运行时，进行功率管理、也包括发生机电故障时对系统中其它机组发出控制要求（例如备用机组的自动起动或阻塞）及信息通讯等的管理控制。（整体管理）早期由数字电路-模拟集成电路构成的电力自动管理系统大致可以分成总体控制方式和积木块式两种。总体控制方式中，有负责系统整体功能的总体控制单元和与其相连的对每台发电机组分别负责的起停控制器、并联运行控制器等子系统。积木式自动化电站由5种(4种)功能块组成，功能分别为自动起动-停车装置、并车装置

4、、电网监视器、负荷控制器、功率分配器；功能块以独立或模块形式出现，主要采用集成模拟技术和数字技术实现的。多数厂家已将并车装置与功率分配器合并成一个独立的并联运行控制器出现，即系统则由4个功能块组成。各生产厂家的自动化电站产品在细节方面上会有不同，但其主要功能还是基本相近的。TERASAKI公司的电力自动管理系统有GAC-5TYPEC、GAC-16M等SIEMENS公司基于PLC为核心的电力自动管理系统有SIMOSPMA52、SIMOSPMA53和SIMOSPMA71。SIMOSPMA52中PLC控制器是SIEMENSS5-115USIMOSPMA53中PLC控

5、制器是SIEMENSS5-95USIMOSPMA71中PLC控制器是SIEMENSS7-315-2DP下面以SIMOSPMA71型电力自动管理系统进行说明近年来，安装在远洋船舶的大部分电力自动都是基于微机或PLC控制技术实现的。16.2.2SIMOSPMA71型电力自动管理系统的系统组成SIMOSPMA71型电力管理系统（以下简称为PMA71）是SIEMENS公司的新一代电站自动化产品，安装于我国“泰安口”等许多远洋船舶。主要功能：船舶电网监视（全船断电，频率过低等）2.根据负载状况或故障(过电流，过负荷)状况自动起动发电机组3.发电机的过电流、逆功率保护，按

6、照三个等级对非重要负载自动卸载，依据电网功率余量自动或手动停止发电机组4.发电机自动并车，自动调频调载5.短路保护6.在液晶显示操作单元上可以显示故障诊断信息7.大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具有自动逐步转移负载功能，在起动发电机组时，可设置多次起动尝试8.PMA71还具有和WGA23d型轴带发电机控制装置相连，控制轴带发电机起动、停车以及和柴油发电机组并车切换等功能。⑦DC/DC变换器⑥OP71液晶显示操作板④通信模块⑤GENOP71发电机保护和并车模块①DI/DO开关量模块(发电机控制)②DI/DO开关量模块(柴油机控制)两台发电机并联运行时的PMA7

7、1系统布置OLM-光纤连接模块图中画出了管理两台发电机并联运行时的PMA71系统布置每一台柴油发电机组配置有：(1)一台SIMATICS7-315-2DP型PLC控制装置(2)一台GENOP71型发电机保护/并车单元和测量传感器(3)一只OP7型液晶显示操作单元(4)一只DC24V/DC24V变流器上述4个单元安装于每台发电机组的配电板上，其中OP7型液晶显示操作单元和电压表、电流表、功率表、频率表、控制开关和指示灯等一样，安装于配电板的正面，以便于操作。PMA-71系统的这种布置既适合分布布置的配电板（即每1套PMA71装置可以安装于每台分布布置的发电机配电

8、板上），也适合于在控制多台发电机的集中