重負荷クエリーやクリティカルロードの自動切り替え操作

I. リロード照会機能の概要

現代の船舶では、数百キロワット、あるいは数千キロワットの単一出力を持つ大型の電力負荷が一般的である。例えば、推進装置、側方推進装置、大型座礁装置、大型消防ポンプ、および機関船の一部の特殊用途の電力負荷などであり、その容量は発電機の単一ユニット容量と比較することさえできる。このような大負荷を始動するためには、船舶の発電所の既存の予備電力が、大負荷の始動と運転に必要な要件を満たすことができるかどうかを確認する必要がある。もし、大負荷の始動・運転要件を満たすことができない場合は、まず待機装置を始動させ、予備電力が十分であることを確認してから、大負荷を送電網に接続させる必要がある。これが重負荷照会機能である。

重負荷照会機能のために、大電力負荷起動ボックスの「起動」ボタンからの信号は、制御ボックス内の制御回路には送られず、自動局管理システムに送られ、待機装置を起動する必要があるかどうかが判断される。ネットワークに十分な予備電力がある場合にのみ、管理システムは大電力負荷の起動指令を送り、稼働させる。

スタート・インタロゲーション回路を図2-9に示す。始動許可」接点が元の始動回路に追加される。この一対の接点は、自動制御システムから直接供給することもできるし、リレーによって拡張することもできる。一般的な自動制御システムは1対の接点しか出力しないことを考慮し、スタータには延長リレーK₂が設けられている。 始動ボタンS₂は、始動用と照会開始用の2組の常開接点を有する。照会選択スイッチS₃が「照会」の位置に設定され、S₂が押されると、K₂のコイルがオンにならないため、起動線は作動せず、照会線がオンになると、起動照会が自動制御システムに送られる。始動が許可されると、自動制御システムの対応する出力接点が閉じられ、K₂のコイルが作動し、表示灯が点灯して始動できることを示し、再び始動ボタンS₂を押すと、K₁のコイルが作動し、モーターが運転し始める。同時に、K₁の補助常閉接点が作動して照会線を切り離し、走行時に再度照会がないようにする。

II. リロード・クエリー機能のデモ

シミュレーター上でオーバーロードされたクエリーを実証するプロセスは以下の通りである：

(1)状態設定1：発電所は自動状態であり、60%負荷に近いスタンドアロン運転である。

アナログ負荷の重負荷照会ボタンを押し、系統の予備電力が不足し、黄色表示灯が点滅し、発電所が車と合流するのを待ちます；ユニットの自動起動、自動合流、負荷の自動転送を観察します；その後、黄色表示灯が消え、負荷が自動的に運転に入り、緑色表示灯が点灯します；この過程で、負荷が運転に入った瞬間の系統の負荷変化の過程を注意深く観察します。

(2)状態設定2：発電所は自動状態であり、2台の機械が並列に接続され、それぞれが50%未満の負荷をかけている。

アナログ負荷のヘビーデューティ・インタロゲーション・ボタンを押すと、グリッド予備電力は負荷を直接起動するのに十分であり、緑色のインジケータランプが点灯します。

iii. 重負荷の自動切り替え

主機関潤滑システムや主海水システムのような船上の非常に重要なシステムは、対応する作業条件下で中断することなく稼動することを保証しなければならない。2組の動力設備に加えて、これらのシステムの動力設備も自動切替機能を備える必要があり、運転設備が故障した場合、別の設備が自動的に運転に入り、船舶の運転ニーズを満たすことができる。ここで、主機オイルポンプの自動切替を例にとってみましょう。

1 . システム構成とワークフロー

船舶主機関の摺動油ポンプの自動切替システムは、図2-10に示すように、摺動油ポンプと制御部品の2つの主要部品から主に構成される。 このうち、圧力スイッチはポンプ管路に設置する必要があり、制御部品にはPLC汎用制御電気回路が含まれる。

図 2-11 に主給油ポンプの自動切替制御回路図を示す。作業の流れは、手動でNo.1潤滑ポンプ、No.2潤滑ポンプを起動し、自動状態を選択します。メインポンプ用No.1潤滑ポンプ、スタンバイポンプ用No.2潤滑ポンプは、メインポンプが実行された後にのみ、スタンバイポンプは、スタンバイ状態にすることができます（この時、スタンバイポンプは、自動状態を選択する）。

機能1：メインポンプ起動後、スタンバイポンプは自動状態を選択し、PLCがメインポンプの運転信号を検出すると、スタンバイポンプは「スタンバイ」出力を示します。圧力スイッチの低圧信号が10秒間続くと、スタンバイポンプが始動し、メインポンプが停止します（メインポンプは故障を報告します）。

機能2：いずれかのポンプが運転中で、配電盤の母線が非通電になると、次の電源投入でポンプは20秒以内に吐出前の状態に戻ります（この機能は圧力スイッチや自動モードには影響されません）。

2.圧力スイッチの原理と調整

メインオイルポンプの自動切り替えは、通常、圧力スイッチをトリガー信号として使用します。

以下は、モデルYT-1226圧力調整器の例です。 図2-12に圧力調整器YT-1226型の構造を示します。 測定された入力信号である圧力Pは、測定室に接続され、ベローズにより力信号に変換され、比較レバーとして使用され、測定されたトルクを発生します。また、レバーは所定値バネによる所定トルクとマグニチュードバネによる差動トルクで作動する。

入力圧力Pが下限圧力にあるとき、コンパレータレバーは水平位置にある。このとき、可動接点は静止接点1から離れ、静止接点2の上に閉じる。この時点では、作用ねじと振幅ばね円板との間に隙間があり、振幅ばねはレバーに作用しない。圧力Pが増加すると、比較レバーは枢軸を中心に反時計回りに回転し、ピボットアームによって板バネの下端を左に移動させ、リーフによってバネを圧縮し、弾性エネルギーを蓄える。同時に、アクションスクリューと振幅バネディスクの間の隙間は徐々になくなり、比較レバーが回転し続けると、所定のトルクだけでなく、振幅トルクにも打ち勝たなければならない。比較レバーがある角度まで回転すると、つまり測定圧力Pが上限値に達すると、リードの舌がリードと正確に同一平面上にあり、トリップスプリングはエネルギーを解放する機会を得て、素早くリードを弾き、可動接点が静止接点2から離れ、静止接点1と閉じる。圧力Pが低下すると、比較レバーは支点を中心に時計回りに回転し、比較レバーが水平位置に戻ると、トングリードがリードと同一平面上にあり、トリップスプリングは再びトングリードを開き、可動接点を静接点1から離して静接点2に閉じる。圧力Pが上限値と下限値の間で変化しても、スプリングは変化せず、すなわちレギュレータの出力は変化しません。

圧力スイッチの下限値Paは、下限値P₁に振幅差ΔPを加えた値、すなわちPH＝P₁＋ΔPとなる。

YT-1226圧力スイッチの指示範囲はP₁＝0～0.2MPaで、振幅差調整ツマミには10階調のブロックが表示されており、振幅差範囲△P＝0.07～0.25MPaに対応します。 振幅差調整ツマミで調整する階調数Xは、次式により推定できます。ただし、スケールの精度が低いため、実際の使用時には現場でテストまたは調整する必要があります。