OMÓWIĆ UKŁADY: ALARMOWY,BEZPIECZEŃSTWA I STEROWANIA ZESPOŁU
PRĄDOTWÓRCZEGO NA PRZYKŁADZIE ELEKTROWNI PODSTAWOWEJ
ROZWIĄZANEJ W WERSJI „BLACK OUT” DLA STATKU POSIADAJĄCEGO W
SYMBOLU KLASY ZNAK Ah. PRZEDSTAWIĆ SCHEMATY I ALGORYTMY.

1.

AUTOMATYZACJA SYSTEMU WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ NA
STATKACH.

Poniżej przedstawiono zasadnicze koncepcje automatyzacji układów do wytwarzania
energii elektrycznej-rozwiązania oszczędnościowe typu „black out” oraz układy o
rozbudowanym systemie elektroenergetycznym zapewniające ciągłość zasilania.
Układy te realizowane są w oparciu o pełną automatykę.
omówiono również rozwiązania systemów z prądnicami wałowymi stosowanymi na
statkach ze śrubą nastawną lub śrubą stałą.

1.1.

Układ elektrowni typu „black out”.

Do zasilania w energię elektryczną stosuje się na statku w zasadzie trzy lub więcej
prądnic,które są napędzane silnikami spalinowymi lub turbinami parowymi.Na
zwykłych statkach towarowych dobór mocy przeprowadza się w ten sposób,że jeden
zespół pokrywa pełne zapotrzebowanie mocy w czasie pływania na morzu.
Praca równoległa z dodatkową prądnicą napędzaną silnikiem spalinowym,w tym
wypadku jest niekonieczna.
Przy takim rozwiązaniu automatykę wytwarzania energii na statku o siłowni
bezwachtowej zrealizować można poprzez układ z przerwą w zasilaniu typu „black
out” ( rys .1.)
W układzie tym,przy zakłóceniach,zespół pracujący zostaje samoczynnie odłączony
od sieci okrętowej i zatrzymany.

Rys.1.Uproszczony schemat automatyki elektrowni okrętowej z przerwą w zasilaniu
( black-out ).

Układ elektrowni typu „black-out” jest obecnie stosowany jako rozwiązanie
zadawalające,uzyskiwane stosunkowo niedużym nakładem inwestycyjnym ( układ
dopuszcza przerwę w dostawie energii elektrycznej na czas nie przekraczający 30 sek ).
Jednakże przerwa występuje,i w tym czasie zatrzymują się napędy elektryczne,statek
traci możliwość pracy sterem i gaśnie oświetlenie-włącza się na ten czas jedynie
oświetlenie rezerwowe i to natychmiast tylko w takim przypadku,jeżeli źródłem są
akumulatory ( są także rozwiązania ,że źródłem awaryjno-rezerwowym jest elektrownia
awaryjna ,ale na czas jej uruchomienia nie ma oświetlenia nawet ewakuacyjnego ).
Jeśli zaś elektrownia awaryjna jest tym źródłem to brak napięcia może trwać 30 sek.Przy
stosowaniu elektrowni awaryjnej zwykle stosuje się opóźnienia czasowe w uruchomianiu
awaryjnej elektrowni ,aby umożliwić normalny start będącego w tzw. gorącej rezerwie
następnego zespołu prądotwórczego elektrowni podstawowej. Praktycznie czas
potrzebny do odbudowy napięcia po zaniku napięcia nie przekracza 15 sek. Takie
opóźnienie wprowadza się w układach startu elektrowni awaryjnej, by nie była
uruchamiana niepotrzebnie. Naturalnie zanik napięcia jest stanem awaryjnym dla statku i
normalnie nie powinien mieć miejsca ,a powodem tego stanu może być niesprawność
pracującego w danej chwili zespołu prądotwórczego i zadziałanie jego układu
bezpieczeństwa.
Przepisy wymagają dla takiego układu z przerwą w dostawie energii elektrycznej
stosowania układu selektywnego włączania mechanizmów ważnych , po odbudowie
napięcia w sieci.
Układ selektywny włączania mechanizmów automatycznie włącza po powrocie napięcia
mechanizmy ważne ,w kolejności z góry zaplanowanej ,dla podtrzymania ruchu silnika
głównego i zapewnienia manewrowości statku. Mechanizmy ważne to właśnie
mechanizmy pozwalające na podtrzymanie ruchu silnika głównego jeżeli statek porusza
się w momencie wystąpienia zaniku napięcia.
Oświetlenie i urządzenia sterowe po powrocie napięcia uruchamiają się samoczynnie.
Urządzenia sterowe są tak konstruowane ,że po powrocie napięcia uruchamiają się
automatycznie, natomiast oświetlenie realizowane bez udziału styczników w obwodach
elektrycznych zapala się samoczynnie po powrocie napięcia.
Selektywność ( kolejność włączania ) jest konieczna ze względu na to, że włączane
odbiory są znacznych mocy i gdyby włączyć je jednocześnie, mogłoby to doprowadzić do
chwilowego przeciążenia zespołu prądotwórczego ,a nawet jego uszkodzenia.
Często w układach takich stosuje się ponawianie rozruchu w przypadku nieudanego
poprzedniego.
Przepisy ograniczają ilość automatycznych rozruchów w ten sposób że wymagają by po
zakończeniu ich rezerwa w energii stosowanej do rozruchu powstała tak wielka ,by
umożliwiała trzykrotny ręczny rozruch silnika napędowego ze stanowiska lokalnego.
Dla kontroli pracy i stanów awaryjnych muszą być stosowane układy kontrolne w
zakresie podanym w przepisach .A więc dla podstawowych parametrów zespołu
prądotwórczego muszą być układy alarmowe ,układy bezpieczeństwa i układy
wskazujące.

Stosując rozwiązanie pierwsze dla układu i elektrowni podstawowej trzeba też spełnić
wymaganie przepisów dotyczące mocy zespołów prądotwórczych i ich ilości.Moc
stosowanych zespołów prądotwórczych musi być tak dobrana,by każdy zespół mógł
pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną i to w każdych warunkach.Różne
warunki dla statku to pływanie w nocy i w dzień,pływanie w strefie tropikalnej i w strefie
podbiegunowej oraz manewry.W tym układzie muszą być zastosowane co najmniej dwa
zespoły prądotwórcze.Jeden z nich pracuje na sieć,pokrywając zapotrzebowanie na
energię elektryczną,a drugi stoi w tzw:”gorącej rezerwie”-gotów do uruchomienia w
każdej chwili.
Zespół jest w stanie gotów do rozruchu jeżeli jest odpowiednio podgrzany i jest okresowo
smarowany.Armatorzy przy takich rozwiązaniach stosują zazwyczaj trzy zespoły
prądotwórcze,aby mieć swobodę w prowadzeniu niezbędnych częściowych przeglądów i
doraźnych remontów w czasie normalnej eksploatacji.
Poza tym należy zaznaczyć,że przy tym rozwiązaniu w czasie pracy automatycznej tylko
jeden zespół może zasilać szyny zbiorcze,ponieważ samoczynne załączenie na szyny
zbiorcze następnego zespołu może nastąpić przy zaniku napięcia na szynach.Nie ma
samoczynnej synchronizacji nowo uruchomionego automatycznie zespołu.
Z tych względów automatyka typu „black-out” znajduje zastosowanie tylko na statkach o
ubogim wyposażeniu.Jak zaznaczono,takie rozwiązanie automatyzacji
elektroenergetycznego układu okrętowego może mieć zastosowanie tylko wówczas
jeżeli:
-

krótkotrwały zanik napięcia nie zakłóca pracy systemu okrętowego,

-

w czasie pływania,w każdym przypadku jeden zespół zapewnia wystarczający dopływ
energii elektrycznej.

TAK

TAK

TAK














NIE








Algorytm sterowania zespołami prądotwórczymi . Program „black out

″

.

Brak napięcia na szynach .

10 s .

Rozkaz startu .

Napięcie .

Częstotliwość.

Blokada .

Blokada pozostałych łączników .

Rozkaz zamknięcia .

Napięcie na
szynach .

1 s.

Blokada własnego

łącznika .

Start następnego
zespołu .