船舶电站监控系统技术条件

国家标准 GB/T35699一2017 船舶电站监控系统技术条件 Specifieationforpowerstationeontrolsystemofship 2017-12-29发布 2018-07-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/35699一2017 船舶电站监控系统技术条件 范围 本标准规定了船舶电站监控系统的的技术要求,试验方法、检验规则及标志,包装、贮存等 本标准适用于钢质海船交流船舶电站监控系统(以下简称监控系统)的设计、制造和试验,海上设施 和内河船电站监控系统可参照本标准要求 规范性引用文件 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T191 包装储运图示标志 GB/T13306标牌 GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温 第2部分;试验方法 GB/T2423.2电工电子产品环境试验 试验B:高温 GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Db;交变湿热(12h十12h循 环) GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Fc;振动正弦 GB/T28561 船朋电气设备专辑控制和测量仪表衣 钢质海船人级规范(船级社,2015年 定义和术语 下列术语和定义适用于本文件 3.1 手动模式manualmode 所有控制指令均由人工发出,控制流程由人工完成的模式 3.2 半自动模式semiautomaticmode 控制指令由人工发出,控制流程由控制系统按设定的程序完成的模式 3.3 自动模式automaticmode 控制指令由控制系统按设定的程序发出,控制流程由控制系统按设定的程序完成的模式 3,4 电网功率裕量powerresere 连接至电网的发电机组的额定功率总和减去电网负载功率 3.5 备用机组stamdlyumit 已具备启动条件,并将遥控启动、停止的控制权转换至监控系统控制的发电机组
GB/T35699一2017 3.6 待并机组umittobgride cOnnected 处于空载运行状态,即将接受合闸指令连接至电网的发电机组 3.7 andloadr 调频调载frequeney reguation 对电网的频率进行调节,及对连接至电网的发电机组之间的负载进行调节 分类 监控系统根据可实现的控制功能分为三类 手动控制型(手动模式); a b 半自动型(半自动模式); 自动型自动模式 c 5 要求 5.1功能 5.1.1基本功能 监控系统应具有下列基本功能 a 自检功能; b)监测报警功能; 故障安全功能 c 5.1.2各模式下功能 按三种分类的监控系统功能见表1 表1不同模式下的功能 手动控制型 半自动型 自动型 功能 手动模式" 半自动模式 自动模式 基本功能 响应人工发出的机组启动指令 响应人工发出的机组停车指令 响应人工发出的自动同步合闸指令 响应人工发出的自动解列指令 根据人工指令打开或关闭调频调载功能 机组优先级设定及优先起动功能 电网失电后的自动恢复供电功能 对自动起动的发电机组有连续起动功能 自动同步合闸功能 防止同时合闸功能
GB/35699一2017 表1(续 手动控制型 半自动型 自动型 功能 手动模式 半自动模式 自动模式》 电站的功率管理功能 故障自动处理功能 重载询问功能 自动卸载功能 调频调载功能 在手动模式下,监控系统应具有对配电板和发电机组运行参数的监测报警功能 电量监测精度应优于1.5级 5.2设计 监测系统的设计应符合下列要求 监控系统的设计应满足GB/T28561规定的要求; a b 监控系统应能在电站运行的任意状态下,启动或停止系统,不对电站系统运行造成不利的影响; 监控系统的自检应包括中央处理器、输人/输出接口、系统软件、传感器信号转换电路、内部通 讯接口; d 监控系统应设置有必要的仪表和指示灯,可以由显示器代替 监控系统的保护功能不应代替机组自身独立的安全保护系统如超速停机,滑油压力过低停 机、防止意外起动装置等; 监控系统的控制模式与控制部位可按电站自动化需求进行裁剪,至少应保留手动模式、配电板 前控制; 监控系统控制模式的转换、操作位置的转换应方便,迅速,可靠并相互联锁,转换的过程不应影 g 响电站的运行状态,且在各控制位置处均设控制模式、操作位置的指示 5.3显示和报警项目 监控系统的显示和报警项目应不少于表2所列项目,显示仪表的精度应不低于1.5级 表2监控系统显示和报警表 序号 项目 显示 报警 电网电压 三相 高限、低限 电网频率 高限、低限 机组电压 三相 机组频率 机组电流 三相 高限 机组功率 高限 机组功率因数 机组停机故障 主开关不正常脱扣
GB/T35699一2017 5.4调频调载 5.4.1当负载功率因数为0.60.9时,监控系统应能将电网的稳态频率自动调节在额定频率的士1% 范围内 5.4.2监控系统应设置有对连接至电网的机组的有功功率调节功能,当负载在总额定功率20%~ 100%和功率因数在0.6一0.9滞后范围内变化时,经监控系统调节后,各机组所承担的有功负载与总负 载按机组定额比例分配值之差,应不超过下列数值中的较小者 -最大机组额定有功功率的士5%; 各个机组额定有功功率的士10% 5.5解列时转移负载 当控制机组解列时,监控系统应首先自动将目标机组的负荷降低至设定值以下(宜为目标机组额定 容量的5%10%),控制该机组主开关分闸,并自动限制在网的最后一台机组解列 5.6同步合闸 5.6.1待并机组的空载电压应处于其额定电压的士10%的范围内 5.6.2发出同步合闸指令的待并系统与运行系统之间的频率差和电压差应在一定范围内可调 当待并系统与运行系统的频率差或电压差大于预先整定的允许差值时,应有合闸指令闭锁 a 措施 当待并系统与运行系统的频率差绝对值过大时,应对待并系统自动进行加速(增频)或减速(减 b 频 当待并系统与运行系统的频率绝对值小于过小时,应能自动发出扰动信号 5.6.3发出同步合闸指令的超前时间或超前相角应在一定范围内可调 自动准同步合闸后的冲击电流不应超过合闸机组主开关两侧的待并系统与运行系统中容量较 5.6.4 村 -侧的发电机总额定电流的100% 5.6.5监控系统应避免两个或两个以上的发电机组的主开关同时合闸 注1:超前时间的整定范围一般可取0s~0.3s;超前相角的整定范围一般可取0"一36 3 注2.允许频率差的整定范围一般时取0.15H一0.5Ha.允许电压差的整定范围一般可取额定电压的士 10)% 5.7起动失败报警 若发电机组的多次启动功能由监控系统实现,则起动失败超过设定的次数(宜为三次)后,监控系统 应进行起动失败报警 5.8功率管理 监控系统的功率管理应符合下列要求: 当电网功率裕量不足时,即电网负载功率超过设定功率限制时,经延时时间后,系统应根据优 a 先级的设定次序,将备用机组中优先级最高的机组自动起动并自动投人电网运行;该功率限值 及延时时间应能在一定范围内调整 b 当电网功率裕量过大时,即电网负载功率低于设定功率限制时,经延时时间后,系统应根据优 先机的设定次序,将在网机组中优先级最低的备用机组自动解列并自动停机;该功率限值及延
GB/35699一2017 时时间应能在一定范围内调整 5.9故障自动处理 5.9.1机组应急停机故障处理 当监控系统接受到机组发生应急停机的故障信号时,应立即自动起动优先级最高的备用机组,并自 动投人电网运行 5.9.2机组换机故障处理 5.9.2.1当监控系统接受到机组换机故障时该类型故障将导致机组不能持续运行,具体故障类别由机 组厂家规定，一般包括滑油压力低、冷却水温高、电机绕组温度高等),应立即自动起动优先级最高的备 用机组,自动投人电网运行;当并网成功后,监控系统应控制发生故障的发电机组解列停机 5.9.2.2当机组发生频率越限或电压越限故障时,系统应立即起动处于备用状态的发电机组,再将故障 机组脱离电网后,备用发电机组投人电网运行 注1，机组故障信号一般从机组自身的控制系统获取也可从监测报警系统获取 注2机组应急停机故障的保护应由机组自身控制保护系统完成 5.10重载询问 5.10.1大容量负载在起动之前,应先向监控系统询问电站中供电的发电机组是否能满足用电和起动 要求,若能够满足时,则允许起用;在若不能满足时,监控系统应先自动起动一台备用发电机组,待其并 网并经确认电站的功率裕量足够时,再允许大容量负载起动投网 5.10.2若需要重载询问的大容量负载多于一个,则在某一大容量负载正在进行重载询问时,应对其他 大容量负载的重载询问通道实施闭锁(或记忆性闭锁),并根据设定的优先级排序,直到先行询问的大容 量负载接人电网稳定运行后才能解除这种闭锁,再根据优先级次序进行处理,以避免多个大容量用电设 备的同时起用 注;一般将额定功率大于等于主发电机单机额定功率15%20%的负载视为大容量负载 5.10.3对每一重载询问接口应设置有手动允许功能,防止监控系统失效时大容量负载无法启动,该手 动允许信号也可以由配电板设置 5.11自动卸载 5.11.1当流经发电机组的电流超过设定值(建议为机组额定电流的90%~110%),并持续一定的时间 之后,监控系统应能自动将在线负载中的次要负载以一次或分作几次的方式从电网退出 5.11.2当发电机发生单相或两相持续过载时,监控系统应发出自动分级卸载的指令， 5.11.3当发生自动分级卸载时,监控系统应发出报警信号 注，监控系统仅提供自动卸载输出信号,次要负载的分类由设计院分类 5.12接口 监控系统可以设置硬线接口或通讯接口将信息传送至外部系统 推荐的接口形式参见表3
GB/T35699一2017 表3监控系统推荐接口 信号分类 形式 开关量信号(无源信号 数字量信号 DC024V有源信号 AC0690V AC0一380V Ac0100v Ac0一5A 0~10V 模拟量信号 -10V10V 0V~5V -5V5V 4mA~20mA 以太网 CAN 通讯信号 ProfbusDP RS-485/422/232 5.13环境适应性 5.13.1高低温 监控系统在0C一55下应能正常工作,并能承受2h的70C高温 5.13.2湿热 监控系统在下列湿热条件下应正常工作 当温度等于或低于40C时,相对湿度为95%士3%; a b)当温度高于40C时,相对湿度为70%士3% 5.13.3振动 监控系统在下列振动条件下应能正常工作 振动频率为2.0Hz一13.2Hz时,位移幅值为士1.0mm; a D)振动频率为13.2Hz100.0Hz时,加速度幅值为士6.86m/s 5.13.4倾斜和摇摆 监控系统应能向各方向倾斜22.5',以及垂直方向线性加速度为士9.8m/、,并能正常工作 5.14可靠性 5.14.1系统架构设计应有避免内部单个元器件的失效引起系统全部功能失效的措施
GB/35699一2017 5.14.2对于采用网络技术的监控系统,宜采用主从结构,符合下列要求 内部通讯建议采用现场总线网络 a b)主站失效时,从站功能应继续有效 若有冗余要求,则应采用冗余主机系统 单个从站的失效不应影响网络中其他从站; c d 网络系统的单点故障不应影响整个网络系统,若有冗余要求,则应采用冗余通讯网络 试验方法 6.1显示和报警项目 使用高于监控系统设备精度的仪器或仪表进行精度校核,按设定的报警阂值和延时时间进行报警 项目检查 6.2调频调载 当电网中有多台机组并联运行时,调节电网负载至各工况点进行试验,工况点一般选择在网机组总 功率的25%.50%、75%,100%、75%,.50%,25% 在各点工况达到稳定后,记录每台机组的有功功率 和功率因数,以及电网频率等试验数据,按式(1)计算每台机组的有功功率分配差度 对于规格、型号和 功率不同的发电机组,还应注明每台发电机组的额定功率 习！ P ×100% 户 式中 P -参加并联运行的第i台发电机组的有功功率分配差度; P 并联运行的第i台发电机组实际承担的有功功率,单位为千瓦(kw) P 并联运行的第i台发电机组的额定有功功率,单位为千瓦(kW). 6.3解列时转移负载 设定两台发电机组在网并联运行,各承担一定负载(宜为20%一40%),向其中一台发电机发出解 列指令,则监控系统应自动将该台机组的负载转移至另一台机组,当该台机组的负载低于设定的可设定 值时.监控系统分断该机组的主开关记录分断时该机组的负载值 6.4同步合闸 6.4.1设定待并机组的电压超出其额定电压的士10%的范围,系统应不进人同步 6.4.2检查发出同步合闸指令的待并系统与运行系统之间的频率差和电压差应在一定范围内可调,是 否满足产品技术条件要求;当待并机组频率与电网频率超过设定的差值时,系统应自动对待并机组调 速,调节频率差至设定的差值内;若系统设置有电压调整接口,则当待并机组电压与电网电压超过设定 的差值时,系统应自动对待并机组调压,调节电压差至设定的差值内 6.4.3检验发出同步合闸指令的超前时间值或超前相角值是否一定范围内可调,是否满足产品技术条 件要求 6.44每次同步合闸时冲击电流不应超过合闸开关(或断路器)两侧的待并系统与运行系统中容量较 小一侧的发电机组总额定电流的100% 6.4.5人为对两台待并机组同时发出合闸指令,则系统应自动控制其中一台同步合闸后再控制另一台
GB/T35699一2017 进人同步合闸过程 6.4.6若机组合闸失败,则监控系统发出“合闸失败”报警,或同步失败,则监控系统发出“同步失败” 报警 6.4.7记录电网和待并机组的电压,频率,合闸角度及冲击电流等试验数据 起动失败报警 6.5 当某一机组处于启动过程中时,人为造成机组启动失败,监控系统应发出“启动失败”报警;若监控 系统设置有多次启动功能,人为造成机组启动失败,则监控系统应连续多次启动发电机组,在设定启动 次数均启动失败后,监控系统发出“启动失败”报警 6.6功率管理 6.6.1电网功率裕量低于设定值时,监控系统应自动增机,将启动优先级最高的后序备用机组,自动并 车投网并进行负载分配;记录增机时的电网有功功率负载值、延时时间、机组优先级顺序及增机的机组 号,以上记录应符合监控系统的设置参数 多台机组并联且电网功率裕量高于设定值时,监控系统应自动增机,将优先级最低的机组所承 6.6.2 担的负载进行转移,并自动解列停机;记录减机时的电网有功功率负载值、延时时间、机组优先级顺序及 减机的机组号,以上记录应符合监控系统的设置参数 6.7故障自动处理 6.7.1采用模拟电压信号或模拟电阻等方法人为设置故障进行报警,对于开关量的故障信号可用通断 法进行试验 6.7.2设定一台机组在网运行,人为分断该机组主开关,并向监控系统对应该机组a类故障的信号通 道输人模拟信号,此时监控系统应立即自动起动优先级最高的备用机组,并自动投人电网运行 6.7.3设定一台机组在网运行,并向监控系统对应该机组c类故障的信号通道输人模拟信号,此时监控 系统应立即自动起动优先级最高的备用机组,自动投网后解列停止故障发电机组; 6.7.4设定一台机组在网运行,人为调节机组频率或电压超过设定的阔值,此时监控系统应立即自动 起动优先级最高的备用机组,解列故障发电机组后将已启动的机组投网运行 6.8重载询问 6.8.1设定一台发电机组在网运行,电网接人一定负载;向监控系统发出一个重载问询指令,设定该重 载功率加上电网负载功率不超过机组增机闵值,监控系统将发出重载允许信号 6.8.2设定一 一台发电机姐在刚远行电网接人一定负载;向监挖系能发出一个重载向询指令,设定该重 载功率加上电网负载功率超过机组增机阔值,则监控系统应自动增机,在增机完成后监控系统将发出重 载允许信号 6.8.3设定一台发电机组在网运行,电网接人一定负载;向监控系统发出一个重载问询指令重载A). 设定重载A加上电网负载功率超过机组增机值,监控系统应自动增机,在备用机组同步合闸前再向 监控系统发出一个重载问询指令(重载B,设定重载B加上电网负载功率不超过机组增机闵值,监控系 统无需增机),系统应处理完重载A后,才能处理重载B 6.8.4设定一台发电机组在网运行,手动允许某一重载询问,该信号应能马上输出 6.9自动卸载 使单台机组所带的有功功率不大于额定有功功率,通过减小功率因数使发电机的电流增加 电流
GB/35699一2017 值增加到设定值后，经延时后监控系统发出分级卸载,若系统设置有多级卸载,则各级卸载动作间应有 相应间隔 6.10接口 监控系统的接口按下列方法进行试验: 为数字量输人接口时,模拟输人数字量信号,监控系统应能接收 a 为数字量输出接口时,在监控系统中强制输出,输出接口应能动作 b 为模拟输人接口时,使用标准信号发生器模拟输人信号.系统显示应能满足精度要求 c d)为模拟输出接口时,在监控系统中强制输出,使用示波器等测量设备校核其输出,输出应能满 足精度要求 为通讯接口时,应采用通讯服务器等设备验证其功能有效性 6.11高低温 6.11.1按GB/T2423.1规定进行低温试验 6.11.2按GB/T2423.2规定进行高温试验 6.12湿热 按GB/T2423.4规定进行湿热试验 试验结束后,将监控系统中的部件从箱(室)内取出,在正常 的大气条件下进行恢复 允许将监控系统所有能接触到的表面和部件上的水溃抹去,在恢复结束前,进 行检查 6.13振动 监控系统按正常状态固定在振动台上,按GB/T2423.10所规定的试验方法进行 试验频率和幅 值应符合4.4.3的规定 持续时间为每个轴线方向上扫描振动90tmin 如有共振,应在最严重的一个 共振频率上耐振90min 6.14倾斜和摇摆 以倾斜22.5"的角度,在前、后、左、右四个方向各进行15min倾斜试验;以幅度为22.5°周期为10s 在前后、左右两个垂直方向备进行15min摇摆 6.15可靠性 6.15.1对于集中控制型监控系统,除CPU外,人为设定其他功能模块失效,系统应不完全失效，结果 应符合5.14.1的要求 6.15.2对于网络型监控系统,人为主站失效时,从站功能应继续有效 若有冗余要求,则应采用冗余 主机系统;人为设定某一从站失效时,主站和其他从站功能应继续有效 检验规则 7.1检验分类 本标准规定的检验分类如下 型式检验; a
GB/T35699一2017 b)出厂检验 7.2检验条件 检验应在下列条件下进行 a 温度范围l5C一35; 相对是度;0%一0% b 气压;86kPa106kPal 7.3型式检验 7.3.1检验时机 具有以下情况之一时应进行鉴定检验 新产品或老产品转厂生产试制结束时 a 设计、结构、材料和工艺有重大修改并可能影响其性能时; b) 当有关主管部门提出要求时 c 7.3.2检验项目和顺序 型式检验项目和顺序见表4 7.3.3受检样品数 型式检验的受检样品不少于一套 7.3.4合格判据 当所有检验项目均符合要求时,则判定监控系统的型式检验合格 当任何一个检验项目不符合要 求时,应加倍取样,对不合格项及相关项目进行复验,若复验项目均符合要求时,则仍判定监控系统的型 式检验合格 若复检仍不符合要求时,则判定监控系统的型式检验不合格 7.4出厂检验 7.4.1检验项目和顺序 监控系统的出厂检验项目和顺序见表4. 注;对于批量生产的监控系统的产品检验,其程序应采用经过型式试验后的固定版本程序,应至少对每一硬件接口 进行有效性测试,同时测试显示和报警项,有条件的可进行所有项目的测试 7.4.2受检样品数 每套监控系统均需进行出厂检验 合格判据 7.4.3 当所有检验项目均符合要求时,则判定监控系统的出厂检验合格 当任何一个检验项目不符合要 求时,允许在采取有效纠正措施后,继续对不合格项及相关项目进行复验,若复验项目均符合要求时,则 仍判定监控系统的出厂检验合格 若复检仍不符合要求时,则判定监控系统的出厂检验不合格 10
GB/35699一2017 表4检验项目 序号 要求章条号 检验项目 型式检验 出厂检验 检验方法章条号 显示和报警项目 6.1 5.3 调频调载 5.4 6.2 6.3 5.5 自动解列 同步合闸 5.6 6.4 起动失败报警 5.7 6.5 功率管理 5.8 6.6 故障自动处理 5.9 6.7 6.8 重载询问 5,10 5.1l 自动卸载 6.9 10 5,12 6.10 接口 1 高低温 5.13.1 6.11 12 湿热 5.13.2 6.12 13 振动 5.l3.3 6.13 1！4 6.14 倾斜和摇摆 5.13.4 15 可靠性 5.14 6.15 注 必检项目;一不检项目 标志 8.1产品标志 监控系统应在适当明显位置固定产品标牌,标牌应符合G;B/T13306的规定 产品铭牌应标注下 列内容 制造厂厂名、厂址; a b 产品名称及型号; c 产品编号及生产日期; d)主要技术参数(电压输人范围、电流输人范围、测量频率等) 产品标准号 e 8.2包装标志 监控系统的包装标志按GB/T191的规定,并有下列内容 制造厂名称及地址; a b 产品型号、名称、数量、毛重、外形尺寸、出厂年月 有防潮、防震、不许倒置、小心轻放等标记 c
GB/T3569g一2017 包装,运输、贮存 9.1 包装 9.1.1在产品包装箱内,应装有下列技术文件(装人防水的袋内) a)装箱单 b 产品合格证 产品使用说明书 c d)附件及其他相关文件 9.1.2产品包装若被拆开并仍需贮存时,应重新包装 9.2运输 监控系统在运输过程中应有防止剧烈振动、冲击以及雨雪淋袭的保护措施 9.3贮存 监控系统应存放在干燥,通风良好的仓库内,并定期(不超过6个月)检查保管情况

船舶电站监控系统技术条件GB/T35699-2017解读

一、引言

随着全球贸易的不断发展，船舶运输成为连接世界各个角落的重要手段。而作为船舶的“心脏”，船舶电站的安全和稳定性对船舶的运行起着至关重要的作用。

为了提高船舶电站的监控水平和管理效率，国家标准化委员会于2017年发布了《船舶电站监控系统技术条件GB/T35699-2017》，其中规定了船舶电站监控系统应具备的功能和技术指标。

二、GB/T35699-2017概述

GB/T35699-2017是针对船舶电站监控系统制定的技术条件标准。该标准主要包括以下方面的内容：

• 系统设计要求，包括系统结构、信号采集、数据处理和报警管理等；
• 监控要求，包括电量测量、设备运行状态监测、故障诊断和维护管理等；
• 人机交互要求，包括用户操作界面、数据显示方式和数据导出等；
• 技术指标，包括精度、可靠性、稳定性等。

三、船舶电站监控系统的应用和前景

船舶电站监控系统在现代航海中已经得到广泛应用，其主要作用是提高船舶电站的安全性和稳定性，同时帮助船员及时发现和排除故障。未来，随着数字化技术和物联网技术的广泛应用，船舶电站监控系统将进一步实现智能化，从而更加精准地进行监控和管理。

四、结论

GB/T35699-2017作为船舶电站监控系统技术条件标准，为船舶电站的监控和管理提供了标准化的指导。船舶电站监控系统的应用已经取得了显著成效，并且随着新兴技术的不断涌现，其发展前景也十分广阔。

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