实验一 船舶电站系统认识实验

实验一 船舶电站系统认识实验

一、实验目的

熟悉船舶电站主配电板及主发电机结构

二、实验仪器

THLCZ-1型船舶电站综合控制实验系统、山东交通学院船舶电站模拟器 三、实验原理

（一）“THLCZ-1型船舶电站综合控制实验系统”

模拟两台柴电机组的船舶电站，并设有岸电接入、应急发电机组供电及阻感性负载。由两套发电机组、两套机组控制柜和一套实验屏组成。

机组配置：

电源：3.7KW 变频器， 原动机：2.2KW 三相变频异步电动机 发电机：2N s kVR =、cos 0.8ϕ=、1500min

N r

n =、3FN I A =、400N U V =

1.6N p kW =、

2.9N I A =

负载配置：

电阻负载1：600Ω/0.38A/264.5W 电阻负载2：200Ω/1.9A/1322.5W

可调电阻负载：167Ω—367Ω/1.38A —0.63A/950W —432W 电抗负载：150Ω/1.5A/1058VR

可调电抗负载：70Ω—400Ω/3.3A —0.6A/2267VR —396.8VR

保护设置：

过电流保护（三段）、逆功率保护（三段）、欠压保护（2段）、超速保护（2段）、变频器故障、以及模拟柴油机故障保护。

控制方式：

电压无功：晶闸管自并励（带自动稳压与无功调差功能）

频率有功：设固定频率、下降曲线、功率均分、固定功率四种控制方式。由可编程控制器内部PI 运算实现。各种控制方式的应用如下图所示： 主系统结构：

MSB SC

1G

2G

EG

MCB 1

MCB 2

ACB 1ACB 2

MCB 4

MCB 3

EMCB

EACB

ESB

DSB1

DSB2

R e a c t o r

A d j u s t a b l e r e a c t o r

R e s i s t o r 1

R h e o s t a t

R e s i s t o r 2

Shore power

KM 1

KM 1

软件流程：

（二）船舶电站模拟系统教学设备

核心技术是采用系统集成技术，现场总线网络技术，多媒体等计算机新技术。电气设备及其控制具有相应的仿真界面和动态实时控制仿真电路，能够进行故障设置并产生相应的实时故障，大大强化教学效果和实时训练功能。

船舶电站模拟系统教学设备包括如下部分。

●二屏柴油主发电机控制屏；

●一屏轴带发电机控制屏；

●一屏并车和侧推及岸电控制屏；

●二屏440V电力负载屏；

●一屏应急发电机控制及应急负载电源操作屏；

●一只蓄电池充放电箱；

●一只岸电控制箱。

船舶电站模拟器作为整个轮机模拟器的组成部分——电站仿真子系统，它通过以太网与轮机模拟器的教员机及其它仿真子系统相连，并通过CAN总线与二台柴油发电机控制单元、一台轴带发电机控制单元及一台应急发电机控制单元

相连，构成一个基于CAN总线的模拟电站仿真系统。各控制屏上的显示仪表全部采用指针式仪表，并通过I2C与相应的CAN控制器相连，形成了全数字式船舶电站仿真系统。与常规模拟电站相比，增加与修改部分包括：

1)采用现场总线型结构模式，每台发电机控制均采用一台独立的带CAN通信的嵌入式控制器。

2)所有显示仪表全部采用指针式仪表，仪表与CAN控制器之间采用I2C数字通信方式。

3)在并车屏上设有一17寸液晶显示屏，用于显示模拟电站仿真界面、参数，故障设置等。

4)柴油发电机和轴带发电机的机旁操作均通过软件界面实现。

5)增设电站控制电路实时动态仿真。

四、实验内容

（一）THLCZ-1型船舶电站综合控制实验系统

一、装置通电前检查

1、检查两机组与控制柜之间连接的电缆插头座连接紧密，机组与控制柜之间光电编码器信号线连接正常。

2、检查控制柜与实验屏之间19芯插头座、23芯插头座、通讯线连接完好。

二、通电

1、首先合上岸电屏下部总电源开关，电源指示灯亮，此时，可用电源电压监视仪表下部的波段开关切换检查各线电压是否正常。

2、依次合上1#、2#机组控制柜电源开关，各柜的智能仪表得电，指示灯不亮。

3、合上控制电源开关，实验屏指示灯亮，变频器上电（此时变频器内风扇、机组风扇工作），操作面板频率显示逐渐由0升至62.5。

4、将实验屏上解列选择开关切至“OFF”位，若解列开关在机组位置，则该机组不允许起动。

5、检查实验屏上并车选择开关切至“OFF”位，虽然并车选择开关不会影响机组起动建压，但在待并机组电压、频率较低的情况下投入S表，S表不能正常工作；特别造成低频并车，易引起逆功率保护动作。

6、备车开关位置任意，此开关位置只影响两机并列运行时，若负载减小，对退出运行机组的选择。

7、试灯：按下岸电屏上试灯按钮，全部信号灯亮，释放时灭（电源指示灯除外）。按下并车屏上试灯按钮，所有光字牌亮，带灯蜂鸣器闪光鸣叫，释放时部分光字牌灭，；按下消音按钮，蜂鸣器停止鸣叫，光字牌灭（“汇流排失电”除外）。

三、断电

变频器停止运行机组停稳后，按照机组电源——控制电源——总电源的顺序，依次关断各路开关。

四、实验前的准备

1、选择控制方式，可在机组控制柜选择机组控制方式，手动方式不能自动起机、解列、遥控起机、遥控解列，并车后采用下降曲线控制。选择自动方式时，智能化电站控制器可以工作，将“现场试机”开关投至“切除”位；此时若将“自动状态”开关切至“投入”位置，智能控制器工作，此时机组运行将受智能控制器影响，一般不要投入。

2、控制柜无功分配调整开关最好切至2档、3档、4档或5档；1档为无调差档位，单机运行时，电压不会随感性负载增加而下降，但机组并列运行时，电压不能稳定且无功功率无法合理分配，从而影响整个系统正常运行。励磁系统采用正调差，档位越高，调差系数越大。

3、有功分配调整开关任意位。此开关在机组采用下降曲线方式作“P—F”控制时起作用，其他控制方式时不起作用，档位越高下降曲线斜率越大。

4、将励磁电压旋钮向左调到底（向左减小，向右增大），然后向右旋2.5圈。该旋钮控制励磁系统电压给定值，共10圈，向左到底为0给定，起励后不能自动建压，2.5圈时机端电压为380V左右。圈数过多，则电压过高，于机组与系统不利。

5、将电压指示开关切至本机电压指示位（“RS”、“ST”、“TR”位为母线电压指示，“AB”、“BC”、“CA”为本机电压指示位，“OFF”位无电压指示）。将电流指示开关切至电流指示位（“OFF位”无电流指示）。

注意：机组运行中不要接触外露旋转部分，紧急情况可断开总电源开关。

（二）船舶电站模拟系统教学设备

1、检查确保设备连接完好，合上硬件IO电源开关（同步屏内），起动模拟电脑，进入启动界面。

2、用鼠标左键点击进入主界面。

3、将机组控制方式全至“手动”位置。

4、点击主界面“Engin/ Generator”按钮进入发电机组检查燃油阀、冷却水阀和启动空气阀。

5、点击主界面“Non Simulated M.S”按钮选择实际主开关或“Simulated M.S”仿真主开关（一般选用仿真主开关）。

6、将照明旁通开关断开，使其处于仿真状态。

7、点击主界面柴油发电机组软控制液晶屏，按启动按钮，发电机运行。

8、待电压、转速正常后合闸。