Система автоматического управления и регулирования газотурбогенератора типа САУР-Э

Система автоматического управления и регулирования газотурбогенератора типа САУР-Э

Система САУР-Э предназначена для автоматического управления и регулирования корабельного газотурбогенератора ГТГ-100К, питающего трехфазную бортовую сеть кораблей на воздушной подушке.

Система выполняет следующие функции:

    • управление режимами работы ГТГ и переходами между ними: запуск, остановка, холодная прокрутка, ложный пуск, прожиг, аварийная остановка, режимная работа, контроль работы агрегатов на работающем и неработающем двигателе;
    • термоконтроль отходящих газов с целью предотвращения выхода турбины из строя из-за перегрева лопаток, термоограничение (ограничение максимальной температуры в режиме запуска регулированием подачи топлива) и термозащита (аварийная остановка турбогенератора);
    • поддержание частоты вращения и вырабатываемого ГТГ тока с точностью ± 0,3% как на установившихся режимах, так и при изменениях отбираемой от генератора мощности (при мгновенных набросах и сбросах 100% нагрузки возврат в допустимые пределы не более чем за 3 секунды);
    • поддержка параллельной работы двух ГТГ с обеспечением равномерного распределения нагрузок;
    • защита оборудования ГТГ и САУР в аварийных ситуациях (при снижении давления масла смазки ниже критического, обрыве в цепи термопар, обрыве в цепи фазы бортовой сети и пр.);
    • подстройка для каждого конкретного экземпляра ГТГ параметров регулирующих контуров на работу с топливной аппаратурой с разбросом характеристик, в т.ч. превышающим паспортные данные, а также под различные типы топливной аппаратуры.

Cистема построена

на базе высоконадежного PC-совместимого микроконтроллера формата Micro PC фирмы Octagon Systems, обладающего гарантированной надежностью, высокой производительностью и наращиваемой функциональностью. В качестве периферийных устройств использованы хорошо зарекомендовавшие себя модули ввода-вывода и нормализации сигналов известных фирм. Информационная емкость системы — 12 каналов аналогового ввода, 2 канала аналогового вывода, 45 каналов дискретного ввода и 34 канала дискретного вывода (см. рис.). Оборудование САУР распределено по двум навесным блокам: регулятор частоты и мощности (РЧМ) и станция управления (СУ) в брызгозащищенном исполнении IP23. Размеры блоков — 370 х 460 х 255 и 465 х 480 х 285мм. Первый блок содержит все основные элементы системы — микроконтроллер с платами дискретного и аналогового ввода-вывода и счетчиков-таймеров, вспомогательные специализированные модули, модули нормализации сигналов, модули питания, гальваническую развязку внешних цепей. Там же расположена панель управления и индикации, позволяющая тонко настраивать контуры регулятора частоты и мощности, а также контролировать состояния САУР и ГТГ. Второй блок содержит коммутирующее оборудование — цепи основного и резервного питания САУР с автоматическим переключением, контрольный разъем, модули гальванической развязки, индикацию режимов питания и аварийных состояний, а также нормализатор напряжения термопар.

Структурная схема микроконтроллерной САУР ГТГ-100К.

Рис. Структурная схема микроконтроллерной САУР ГТГ-100К.

При стабилизации частоты переменного тока, вырабатываемого газотурбогенератором, используется двухконтурное регулирование: по отклонению частоты от номинальной и по активной мощности, отбираемой от генератора. Активная мощность вычисляется процессором системы. Исполнительные механизмы каждого из контуров характеризуются своей точностью и быстродействием, их совместное применение обеспечивает поддержание частоты в пределах допуска во всех статических и динамических режимах работы ГТГ.

Система может быть адаптирована для различных газотурбинных установок (генераторов различной мощности, детандеров, компрессоров и т.п.).