1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 54
Текст из файла (страница 54)
4. Зашита ЭХГ от аварский при возникновении не- расчетных режимов работы. 5. Вывод из действия ЭХГ. Основное назначение системы управления — обеспечение заданной точности стаоилизации при наличии внутренних и внешних возмущающих воздействий. Цели системы контроля следующие; 1. Установлен~не механической и электрической целостности ТЭ и блоков, отсутствие нарушения герметичности. 2. Установление правильности работы ТЭ и системы (проверка функционирования). 3.
Установление соответстчэия параметров системы управления заданным значениям, 4. Оценка исправности системы управления без воспроизведения реальных условий ее работы (режим хранения). 5. Оценка точности работы системы управления 280 ,в реальных условиях или на основе воспроизведения реальных условий работы. б. Определение:места ~и причины неисправности системы в случае ее отказа. Так как управление ЭХГ осуществляется снстгсмой автоматического управления и сам ЭХГ может рассматриваться как элемент системы управления, то при контроле объекта ~речь идет фактически о контроле системы управления. По своей структуре системы управления могут быть дискретным~и и аналоговыми.
В первом случае непрерывному изменению входной величины соответствует (хотя бы в одном звене системы) импульсное изменение выходной величины, В случае аналоговых систем непрерывному,изменению входного возмущения соответствует непрерывное изменение выходной функции, прн этом закон изменения может быть произвольным в зависимости от уравнения дина. мики звена. Электрохимические генераторы небольшой мощности (от долей ватт до несколывих киловатт) имеют относительно небольшое число контролируемых параметров, поэтому для их управления могут быть использованы аналоговые системы. Электрохиьммческие генераторы средней и большой мощности состоят из отдельных автономных батарей ТЭ,,каждая из которых имеет собственную систему автоматиии.
В этом случае число контролируемых параметров возрастает и использование аналоговых систем нецелесообразно вследствие: а) трудностей одновременного непрерывного контроля параметров всех элементов, количество которых может достигать нескольких сотен и даже тысяч; б) нецелесообразности одновременного воздействия на,все батареи ТЭ; при нал~нчии большого числа батарей ТЭ целесообразно кон~ролирова~ь поочередно отдельные части ЭХГ, имеющие полностью автономные системы регулирования. дискретные системы контроля и управления в отличие от аналоговых обладают высокихви точностью и помехоустойчивостью, реализация их на лоюлеских элементах позволяет создать относительно простую аппа.
Ратуру контроля и управления высокой надежности, Из приведенных выше соображений видно, что для контроля н регулирования параметров ЭХГ большой 28' могпности наиболее целесообразно применять дискретные системы управления. 11о характеру связей между входными и выходными параметрами и ~возможностьсо воздействия системы управления могут быть замкнутыми и разоэскнутым~и. Разомкнутые системы управления могут быть без текущего контроля или с контролем, но без текущего управления.
Первые из них на практике ограниченно применяются из-за недостаточно высокой надежностя их элементов, вторые же нашли широкое применение, Анализ изменения параметров ЭХГ, которые необходимо регулировать или контролировать, показывает, что система управления и контроля должна быль построена для части параметров по принципу замкнутой, а для части параметров — разомкнутой, поэтому в системах управлшэия ЭХГ нашли применение комбиннрова.сные системы управления.
Из приведенного выше видно, что в ЭХГ целесообразнее всего применять комбинированные дискретные полуавтоматические и автоматические системы управления, что обусловлено сравнительной простотой управляемых процессов и хорошей их изученностью. Современные потребители электроэнергии автономных ЭУ требуют постоянного напряжения 110, 220 В и более при мошностях десятки н сотни киловатт. Генераторы таких ЭУ состоят из многих последовательных и параллельных ТЭ, объединяемых в батарея ТЭ, каждая из которых оснашается «собственной» системой автоматики. Число батареи ТЭ может достигат нескольких десятков, вследствие чего число контролпруе. мых параметров и исполнительных органов на весь ЗХ! может достигать нескольких сеген и даже тысяч, поэтому системы регулирования строятся по принципу автономности так, чтобы каждая батарея ТЭ имела сносе систему управления, которая обеспечивала бы функции данной батареи ТЗ.
Система управления и контроля ЭХГ имеет две са. мостоятельные задачи: а) система управления и контроля ЭХГ в целом; б) система управления и контроля батареями ТЭ, К задачам первой из ннх относится: 1. Контроль и стабилизация генерируемого напряжения. а 282 2. Контроль и защита от перегрузок по току и внешних коротких замыканий в нагрузке. 3. Контроль и стабилиза~ция ~паразсетров системы питания собственных нужд.
4. Защита ЭХГ от обратных токов. 5. Зашита ЭХГ от коротких замыканий отдельных батарей ТЭ на «землю». 6. Контроль сопротивления изоляции ЭХГ. 7. Контроль и стабилизация параметров системы терморегулирования. 8. Контроль ~и стабилизация параметров системы подачи топлива и окислителя на входе в ЗХГ. 9. Управление,и контроль при запуске и выводе из действия ЗХГ. 10. Централизованное управление продувкой, Функции системы управления батареей ТЭ определяются исходя из требований оптимальных условий ра боты ТЭ, а именно: 1.
Непрерывный подвод рабочих тазов к зонам реакции при определенных давлении и температуре, при этом расход должен изменяться в широких пределах в зависимости от тока нагрузки. 2. Непрерывный отвод продуктов реакции из зоны реакции. 3 Обеспечение определенной температуры в зоне реакции. 4. Обеспечение определенной чистоты газов в зоне реакции. Исходя из этого требования к системе управления батареями ТЭ можно сформулировать следуюпцлм образом: 1. Стабилизация и контроль перепадов давления рабочих газов. 2. Стабилизация и контроль концентрацвл электролита. 3 Непрерывный отвод теплогы из зоны реакции (обеспечивается снсте кой терморегулирования ЭХГ). 4. Периодическая продувка трактов топлива ~и окислителя. 5.
Контроль натекания рабочих газов в электролит. 6. Контроль и стабилизация напряжения на группах ТЭ. Далее рассмотрим качественное влияние каждого из 2ЗЗ звих факторов на работу ЭХГ и примерное построение узлов системы управления. По ЭХГ в целом: 1. Сии>кение напряжения на выходе ЭХГ в принципе для работы самого ЭХГ (при нормальном токе) не является критичным. Этот параметр критичен для потребителей, поэтому в системе управления должна быть предусмотрена сигнализация при снижении напря>кения ниже определенных пределов. Рис.
бл2. Структурная схема системы питания собственных нужд. Датчиком в этом случае является собственное папря>кение на шинах ЭХГ, которое может быть подано либо на вольтметр с сигнальными уставками, либо па измерительное устройство, которое срабатывает при снижении напряжения. При этом, как правило, для иск>иочепия случайных сигналов или кратковременных снижений напряжения вводится временная задержка, которая обратно пропорциональна падению напряже ния. 2.
Перегрузки по току,и коротние замыкания внеш. ней цепи приводят к появлению нерасчетных режимов в самих ТЭ (перегрев и недостаток подводимых газов — рассмотрено ранее). Защита по этим параметрам также имеет несколько ус>авок, например 1,51,; 2!н; 4!н.
При этом также вводятся обратно пропорциональные задержки по времени. Защита от коротких замыканий должна иметь быстродействие около ЗО мс, 3, Система питания собственных нужд для автономных ЭУ должна иметь высокую надежность. В качестве примера можно привести построение системы зашиты ЭХГ средней мощности при п~итании шнн сооственных нужд напряжением 24 В Структурная схема ~акой 284 системы приведена на рис, 5.42.
Вспомогательный источник, например аккумуляторная батарея, нужен для запуска в работу батарей ТЭ, а также для питания системы управления на время аварийного состояния либо в системс питания собственных нужд, либо в ЭХГ. На данной структурной схеме изображены переклк>чающие элементы ! — 4, которые по сигналам от устройства контроля подключают к нагрузке вспомогательный источник или резервные блоки питания (батареи ТЭ-4 и ТЭ-5). Диоды треоуются для исключения перехода ~источников в режим потреоителей Неравномерность нагрузки батарей ТЭ, подключенных к этой системе, по сравнению с остальнь>ми батареями ТЭ незначительна, так как потребление систем управления составляет максимально 5а(с мощности основных потребителей, 4.
Обратный ток в ЭХГ может возникнуть в стучае пояьления более высокого напряжения на источнике„ рабе>тающем параллельно. При протекании обратного тока ЭХГ переходит в режим потребителя с выделением злектролизпых газов. Режим крайне нежелателен с точки зрения взрывоопасности, Система защжты по сигналу от датчика обра~ного тока должна отключать ЭХГ от параллельного источника и нагрузки за возможно короткое время, Дат .ик должен обладать максимально возможной чувствительностью. Так, современные датчики выдают сигнал при изменении тока с прямого на обратный при О 2а!а 1н.
5. Коротн>ае замьакания отдельных батарей ТЭ на землю также приводят к крайне нежелательным явлениям в самих ТЭ. В этом режиме также опасно появление дуги, поэтому системы дифференциальной защиты от межблочных замыканий и замыканий на землю имеют .высокое быстродействие. 6. Сопротивление изоляции для ЭХГ является показателем общего состояния систем обеду>ни~нация и является чрезвычайно важным параметром, Существующие серийные измерители сопротивления,изолягн и не обеспечивают измерения при подключенной нагрузке. По этой причине в настоящее время разраоотаны устройства измерения сопротивления изоляции, позволяющие измерить селективно сопротивление изоляц~ии ЭУ ила нагрузки без отключения последней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
