船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路的制作方法

本发明涉及一种船舶应急发电机组，尤其涉及一种船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路，属于船舶电器设备技术领域。

背景技术：

在船舶上，向应急配电板供电的主电源失效时，应急发电机应能自动启动，向应急配电板供电，在正常运行期间，应急配电板通过一根馈线由主配电板供电。在主配电板上的该馈电应具有足够的过载和短时保护，且在主电源发生故障时，应急配电板自动切断该馈电线。如果该系统设置成反馈运行，则该馈电线在应急配电板上也应至少设有短路保护。为保证应急电源的有效性，应有设施在必要时使非应急线路能从应急配电板自动断开，以保证应急线路得到供电。

船舶应急电源是在主电源失效的状况下，向应急用电负载供电的电源。SOLAS公约和各大船级社发布的船舶规范规定，客船和500总吨以上的货船以及各类钢质海洋船舶，都应设置一个独立的应急电站，在应急状态下对那些有关安全的重要设备提供足够的电力，必须确保这些设备同时工作，并顾及到某些负载的启动电流和暂态特性，至少在规定的时间内能向依靠电力工作的各项应急设备同时供电。

船舶应急电站通常由应急发电机组、应急配电板、应急变压器等设备组成，应急配电板对应急发电机进行控制和保护，并直接或通过变压器向保障船舶安全所必需的负载配电。在正常工作情况下,应急配电板通过一条互联线路馈线由主配电板供电。该馈线应在主配电板侧具有充分的过载保护和短路保护,并应在主电源发生故障时,在应急配电板处自动断开。

由于应急用电负载中绝大部分是由交流电源供电，故各类船舶的应急电源通常都采用三相交流应急发电机组，安装在主甲板以上相对安全性较好的处所，向应急配电板供电。考虑到应急配电板有可能向主配电板反向供电，应急发电机的功率需考虑可按应急电力计算负荷的150％进行选配，且需满足供电范围内最大电动机启动时不会对其它用电设备造成不良影响。如果只有一台应急发电机组时，应设置一组蓄电池作为临时应急电源，该蓄电池组应具有足够的容量,一旦主电源或应急电源都发生故障时,至少能向重要位置的应急灯与无线电台、船内通信、探火、报警、号笛、白昼信号灯等特殊性应急用电设备自动供电。

在正常工作情况下,应急配电板应通过一条互联线路馈线由主配电板供电。该馈线应在主配电板侧具有充分的过载保护和短路保护,并应在主电源发生故障时,在应急配电板处自动断开。为确保应急发电机组在任何时候都可以独立使用，设计时需在主配电板侧装设与应急配电板进行馈电的联络开关，在应急配电板侧装设切断与主配电板联络的隔离开关，这两只开关应采用具备短路保护、过载保护、欠压保护和电动合闸功能的断路器，在主电源失电时，应急发电机组自动向应急配电板供电。

应急发电机组在较重负载运行较长时间后如果立即停机，因机带冷却装置也同时停止工作，会造成停机后短时间内机温不降低反而升高，对机组产生不利影响。因此，在应急电源将应急负载自动转移到由电源供电后，应急发电机组应先空载运转数分钟，待发电机温度降低后再停止运转，以利机组降温。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路，实现在应急电源将应急负载自动转移到由电源供电后，应急发电机组先空载运转数分钟，待发动机温度降低后再停止运转的功能，以利机组降温。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路，包括应急发电机EG、主机DG、联络开关Q1、主机开关Q2、岸电开关Q3、隔离开关EQ1、应急发电机主开关EQ2、手自动选择开关1S、应急发电机主开关合闸按钮2S、急停按钮3S、手动启动按钮4S、欠压继电器1U、欠压继电器2U、中间继电器1K、中间继电器2K、中间继电器3K、时间继电器4K、合闸电机1M、合闸电机2M、熔断器1F、熔断器2F、熔断器3F、熔断器4F、柴油机控制装置；所述合闸电机1M是隔离开关EQ1的合闸电机，所述合闸电机2M是应急发电机主开关EQ2的合闸电机，所述岸电开关Q3与应急发电机主开关EQ2互锁；

主配电板依次经联络开关Q1、隔离开关EQ1连接至应急配电板，所述主机DG经过主机开关Q2连接至主配电板，岸电经岸电开关Q3连接至主配电板，应急发电机EG经应急发电机主开关EQ2连接至应急配电板；

所述中间继电器1K的线圈两端分别经熔断器1F、熔断器2F接于联络开关Q1与应急配电板连接的一侧，所述时间继电器4K的线圈与中间继电器2K的常开触点串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联，所述隔离开关EQ1的常闭触点与合闸电机1M串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联，所述隔离开关EQ1的常开触点与欠压继电器1U的线圈串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联；

所述中间继电器3K的常开触点与应急发电机主开关合闸按钮2S并联，该并联电路与手自动选择开关1S的手动位置触点串联成第一串联电路1，所述手自动选择开关1S的自动位置触点与中间继电器2K的常开触点串联成第二串联电路2，所述中间继电器3K的线圈和合闸电机2M并联成第一并联电路3，所述第一串联电路1和第二串联电路2并联成第二并联电路4，第二并联电路4一端经熔断器3F后接应急发电机EG，第二并联电路4的另一端依次与第一并联电路3、应急发电机主开关EQ2的常闭触点、急停按钮3S的常闭触点串联后经熔断器4F接应急发电机EG，所述岸电开关Q3常闭触点的一端接熔断器3F的2端，岸电开关Q3常闭触点的另一端接中间继电器1K的常闭触点的一端，所述中间继电器1K的常闭触点的另一端接中间继电器2K的线圈一端，所述中间继电器2K的线圈另一端接于急停按钮3S和应急发电机主开关EQ2常闭触点之间，所述欠压继电器2U的一端接于所述岸电开关Q3常闭触点和所述中间继电器1K常闭触点之间，所述欠压继电器2U的另一端接于应急发电机主开关EQ2的常开触点的一端，所述应急发电机主开关EQ2的常开触点的另一端接于急停按钮3S和应急发电机主开关EQ2常闭触点之间；

所述中间继电器1K的常闭触点的一端接柴油机控制装置的1端，中间继电器1K的常闭触点的另一端串联手动启动按钮4S后接柴油机控制装置的3端，所述手自动选择开关1S的自动位置触点并联于手动启动按钮4S的两端，所述急停按钮3S的常开触点连接于柴油机控制装置的1端和2端之间，所述中间继电器2K的常闭触点的一端接柴油机控制装置的1端，中间继电器2K的常闭触点的另一端经应急发电机主开关EQ2的常开触点后接柴油机控制装置的2端，所述时间继电器4K的常闭延时断开触点的一端接柴油机控制装置的1端，所述时间继电器4K的常闭延时断开触点的另一端串联隔离开关EQ1的常开触点后接柴油机控制装置的2端。

本发明的目的可以通过以下技术措施进一步实现：

前述船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路，其中应急发电机EG的冷却方式为自带风冷方式时，时间继电器4K延时时间设定为5分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了船舶应急发电机组自动投切与延时停机。应急电源将应急负载自动转移到由电源供电后，应急发电机组延时空载运转数分钟，待发电机温度降低后再停止运转，以利机组降温，保证了应急发电机组的安全运行。

附图说明

图1是本发明的主配电板和应急配电板主电路图；

图2是本发明的延时控制电路图；

图3是本发明的应急发电机控制电路图；

图4是本发明的柴油机控制装置电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的船舶应急发电机组自动投切与延时停机电路，包括应急发电机EG、主机DG、联络开关Q1、主机开关Q2、岸电开关Q3、隔离开关EQ1、应急发电机主开关EQ2、手自动选择开关1S、应急发电机主开关合闸按钮2S、急停按钮3S、手动启动按钮4S、欠压继电器1U、欠压继电器2U、中间继电器1K、中间继电器2K、中间继电器3K、时间继电器4K、合闸电机1M、合闸电机2M、熔断器1F、熔断器2F、熔断器3F、熔断器4F、柴油机控制装置；所述合闸电机1M是隔离开关EQ1的合闸电机，所述合闸电机2M是应急发电机主开关EQ2的合闸电机，所述岸电开关Q3与应急发电机主开关EQ2互锁。

如图1所示，主配电板依次经联络开关Q1、隔离开关EQ1连接至应急配电板，所述主机DG经过主机开关Q2连接至主配电板，岸电经岸电箱SC、岸电开关Q3连接至主配电板，应急发电机EG经应急发电机主开关EQ2连接至应急配电板。

如图2所示，所述中间继电器1K的线圈两端分别经熔断器1F、熔断器2F接于联络开关Q1与应急配电板连接的一侧，所述时间继电器4K的线圈与中间继电器2K的常开触点串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联，所述隔离开关EQ1的常闭触点与合闸电机1M串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联，所述隔离开关EQ1的常开触点与欠压继电器1U的线圈串联，该串联电路两端与中间继电器1K的线圈两端并联。

如图3所示，所述中间继电器3K的常开触点与应急发电机主开关合闸按钮2S并联，该并联电路与手自动选择开关1S的手动位置触点串联成第一串联电路1，所述手自动选择开关1S的自动位置触点与中间继电器2K的常开触点串联成第二串联电路2，所述中间继电器3K的线圈和合闸电机2M并联成第一并联电路3，所述第一串联电路1和第二串联电路2并联成第二并联电路4，第二并联电路4一端经熔断器3F后接应急发电机EG，第二并联电路4的另一端依次与第一并联电路3、应急发电机主开关EQ2的常闭触点、急停按钮3S的常闭触点串联后经熔断器4F接应急发电机EG，所述岸电开关Q3常闭触点的一端接熔断器3F的2端，岸电开关Q3常闭触点的另一端接中间继电器1K的常闭触点的一端，所述中间继电器1K的常闭触点的另一端接中间继电器2K的线圈一端，所述中间继电器2K的线圈另一端接于急停按钮3S和应急发电机主开关EQ2常闭触点之间，所述欠压继电器2U的一端接于所述岸电开关Q3常闭触点和所述中间继电器1K常闭触点之间，所述欠压继电器2U的另一端接于应急发电机主开关EQ2的常开触点的一端，所述应急发电机主开关EQ2的常开触点的另一端接于急停按钮3S和应急发电机主开关EQ2常闭触点之间。

所述中间继电器1K的常闭触点的一端接柴油机控制装置的1端，中间继电器1K的常闭触点的另一端串联手动启动按钮4S后接柴油机控制装置的3端，所述手自动选择开关1S的自动位置触点并联于手动启动按钮4S的两端，所述急停按钮3S的常开触点连接于柴油机控制装置的1端和2端之间，所述中间继电器2K的常闭触点的一端接柴油机控制装置的1端，中间继电器2K的常闭触点的另一端经应急发电机主开关EQ2的常开触点后接柴油机控制装置的2端，所述时间继电器4K的常闭延时断开触点的一端接柴油机控制装置的1端，所述时间继电器4K的常闭延时断开触点的另一端串联隔离开关EQ1的常开触点后接柴油机控制装置的2端。

如图4所示为现有的柴油机控制装置电路图，其中控制电源采用两组电池，启动控制回路的启动元件有的采用起动马达，有的采用压缩空气，都由起动开关K控制，柴油机调速由油门控制，一种是电机带动丝杆旋转调节油门，另一种是电子调速器控制。无论何种柴油机控制装置，均提供1、2、3号三个端子与外部控制电路连接。

本发明与现有的应急发电机组自动投/切电路不相同，主要特点为：(1)主配电板上的岸电开关Q3与应急发电机主开关EQ2互锁，以防止误将岸电与船电同时接通；(2)主配电板正常供电时，只要切断主配电板上与应急配电板联络的联络开关Q1，应急配电板上与主配电板隔离的隔离开关EQ1失压脱扣，中间继电器1K与缓慢释放的时间继电器4K都在释放状态，隔离开关EQ1无合闸电源，这不仅是自动控制的需要，而且可以做到当主配电板正常工作时，应急发电机组也可手动或自动启动，应急发电机主开关EQ2可手动或自动合闸，随时能对应急发电机组进行检查和试验；(3)若手自动选择开关1S选为手动控制，按手动启动按钮4S，应急发电机EG启动，当转速与电压至额定值时，按应急发电机主开关EQ2合闸按钮2S，中间继电器3K吸合并自保，其动合触点接通，确保应急发电机主开关EQ2的合闸电机或合闸线圈2M可靠合闸向应急配电板供电，应急发电机主开关EQ2的辅助动合触点接通使EQ2的欠压继电器2U脱扣线圈得电，应急发电机主开关EQ2的位置开关动断触点切断中间继电器3K与合闸电机2M的电源；(4)若手自动选择开关1S选为自动控制，当主电源失电或联络开关Q1分闸后，中间继电器1K的动断触点接通应急发电机组自动启动回路，当其转速与电压接近额定值时，中间继电器2K吸合，其动合触点接通使合闸电机2M得电动作于应急发电机主开关EQ2合闸向应急配电板供电，应急发电机主开关EQ2的辅助动合触点接通使欠压继电器2U得电，应急发电机主开关EQ2的位置开关动断触点切断合闸电机2M的电源；当主配电板恢复向隔离开关EQ1供电时，其合闸电机或合闸线圈1M得电动作于隔离开关EQ1合闸，隔离开关EQ1的辅助动合触点接通使隔离开关EQ1的欠压继电器1U脱扣线圈得电，隔离开关EQ1的位置开关动断触点切断合闸电机1M的电源，此时主电源和应急电源处在短暂并联运行状态，因中间继电器1K吸合其动断触点使中间继电器2K释放，其动断触点恢复常闭接通应急发电机组停机回路，应急发电机EG减速与电压下降，使应急负载自动向主电源转移，约经过3s左右时间，应急发电机EG电压可降到使欠压继电器2U欠压脱扣，应急配电板即完全由主电源供电，应急发电机主开关EQ2的辅助动合触点恢复常开，应急发电机EG暂停减速处于空载运行状态，因中间继电器2K的动合触点恢复常开，使时间继电器4K缓放，其延时闭合的动断触头按设定的时间恢复常闭后，通过隔离开关EQ1的动合触点再次接通应急发电机组停机回路，继续减速直至停机。(5)手自动选择开关1S选为手动或自动控制时，按下带自锁的急停按钮3S，应急发电机主开关EQ2失压脱扣，应急发电机组紧急停机。

时间继电器4K缓放与其动断触头延时闭合的时间可按应急发电机组的冷却方式进行设定，对自带风冷者，一般设5min左右时间，对自带冷却循环水者，需要视水箱容量和实际情况而定。应急发电机组在较重负载运行较长时间后如果立即停机，因机带冷却装置也同时停止工作，会造成停机后短时间内机温不降低反而升高，对机组产生不利影响。实践说明应急发电机组空载运转几分钟延时停机，对机组能起动较好的保护作用。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。