重载询问与重要负载的自动切换操作

一 、重载询问功能概述

现代船舶上，单机功率达数百千瓦乃至上千瓦的大功率负荷已屡见不鲜，如推进装置、侧 推装置、大型绞缆机、大型消防泵以及工程船舶上某些特殊用途的动力负荷，其容量甚至可与 发电机的单机容量相比拟。启动这样的大负荷，应先看一下船舶电站中现有的功率储备是否 能满足大负荷的启动和运行要求。若不能满足大负荷的启动和运行要求，则应先启动备用机 组、并车，并在确认功率储备足够时，才允许该大负荷接入电网。这就是重载询问功能。

为实现重载询问功能，大功率负荷启动箱上的“启动”按钮发出信号不是送入控制箱内的 控制电路，而是送入自动电站管理系统中，管理系统经过判断是否需要启动备用机组。只有在 电网上功率余量足够时，才由管理系统发出大功率负荷的启动指令，让大功率负荷投入运行。

启动询问电路如图2-9所示。在原来的启动线路中串入“允许启动”触点。这对触点可以 直接由自动控制系统提供，也可以通过继电器扩展。考虑到一般自动控制系统只输出一对触 点，所以在启动器中设一个扩展继电器K₂ 。 启动按钮S₂ 有两对常开触点， 一对用于启动， 一对 用于启动询问。当询问选择开关S₃ 置于“询问”位时，按下S₂,  启动线路因K₂ 线圈未接通，接 触 器K₁  不会动作；当询问线路接通，向自动控制系统发出启动询问。允许启动时自动控制系 统的相应输出触点闭合，K₂ 线圈得电动作，指示灯亮，表示可以启动，再次按下启动按钮S₂,K₁     线圈得电动作，电动机启动运转。同时K₁ 的辅助常闭触点动作断开询问线路，避免在运行的 情况下再次询问。

二 、重 载 询 问 功能 演 示

重载询问在模拟器上的演示过程如下：

(1)状态设定1:电站处于自动状态，单机运行，接近60%负荷。

按下模拟负载的重载询问按钮，电网功率余量不足，黄色指示灯闪亮代表要等待电站并 车；观察机组的自动启动、自动并车、自动转移负载；然后黄色指示灯熄灭，负载自动投入，绿色 指示灯亮，在此过程中，认真观察负载投入瞬间电网负荷变化的过程。

(2)状态设定2:电站处于自动状态，双机并联，各带小于50%负荷。

按下模拟负载的重载询问按钮，电网储备功率足够，直接启动负载，绿色指示灯亮。

三 、重 要 负 载 的自 动 切 换

船上非常重要的系统，如主机润滑系统、主海水系统，必须在相应工况下保证其能不间断 地运行。这些系统的动力设备除了需要配备两套外，还应具备自动切换功能，使得当运行设备 出现故障时，另一套设备能自动投入运行，满足船舶运行需要。现以主机滑油泵自动切换为例 进行介绍。

1 . 系统组成及工作流程

船舶主机滑油泵自动切换系统，主要由滑油泵和控制组件两大部分组成，如图2-10所示。 其中，泵管路中需要安装一个压力开关，控制组件包括PLC 通用控制电气电路。

滑油泵主备自动切换控制电路图如图2-11所示。其工作流程是：手动启动1号滑油泵， 2号滑油泵选择自动状态。1号滑油泵为主用泵，2号滑油泵为备用泵，只有主用泵运行后，备 用泵才可以在备用状态(此时备用泵选择自动状态)。

功能1:主用泵启动后，备用泵选择自动状态，当PLC 检测到主用泵的运行信号后，备用泵 指示“备用”输出。压力开关压力低信号持续10s 时，启动备用泵，停止主用泵运行(主用泵报 故障)。

功能2:运行任何一个泵，当配电板母排失电后，下次上电20s 恢复泵在失电前状态(此功 能不受压力开关和自动模式影响)。

2.压力开关原理与调节

主滑油泵的自动切换通常是将压力开关作为触发信号的。

下 面 以YT-1226     型 压 力 调 节 器 为 例 加 以 说 明 。 图 2 – 1 2 所 示 为YT-1226      型 压 力 调 节 器 的 结 构 原 理 图 。 被 测 量 的 输 入 信 号 压 力P 接 至 测 量 室 ， 通 过 波 纹 管 转 换 为 力 信 号 并 作 用 于 比 较 杠杆，产生测量力矩。此外，杠杆上还作用着由给定值弹簧产生的给定力矩和由幅差弹簧产生 的幅差力矩 。

当输入信号压力P 处在压力的下限值时，比较杠杆处于水平位置。这时动触点离开静触 点1且闭合于静触点2。此时，作用螺钉与幅差弹簧盘之间存在一定的间隙，幅差弹簧对杠杆 不起作用。当压力P 增大时，比较杠杆绕支点逆时针转动，通过拨臂使舌簧的下边框左移，通  过舌簧舌片使跳簧压缩，储存弹性能。同时，作用螺钉与幅差弹簧盘的间隙逐渐消失，当比较 杠杆继续转动时，不仅要克服给定力矩，还要克服幅差力矩。当比较杠杆转过某个角度，即被 测量压力P 达到上限值时，舌簧舌片正好与舌簧簧片处在同一平面，跳簧有了释放能量的机 会，迅速把舌簧簧片弹开，使动触点离开静触点2而与静触点1闭合。当压力P 降低时，比较 杠杆绕支点顺时针转动，当比较杠杆回到水平位置时，舌簧舌片又与舌簧簧片处在同一平面， 跳簧再次把舌簧弹开，使动触点离开静触点1而于静触点2闭合。当压力P 在上限值和下限 值之间变化时，跳簧保持原状态不变，也就是调节器的输出状态不变。

给定值弹簧调整的是压力开关的下限值，用P₁  表示，幅差调整旋钮用于调整幅差△P,  压 力开关的上限值Pa 等于下限值P₁  加上幅差△P, 即 PH=P₁+△P。 因此，压力开关的上限值是 通过调整幅差来设定的。

YT-1226 型压力开关给定指针的指示范围是P₁=0～0.2    MPa,幅差调整旋钮上标记有 10个格的刻度挡，对应的幅差范围为△P=0.07~0.25    MPa。幅差调整旋钮所调的格数X 可根 据下式进行估算。但由于刻度精度比较低，在实际使用时应该进行试验测定或现场调整。