Simulatore di propulsione elettrica navale

Descrizione

Il Simulatore di propulsione elettrica navale è stato progettato per la formazione sia a livello teorico che pratico nel campo della generazione e distribuzione di energia sulle navi.

Questo sistema fornisce diversi livelli di formazione per offrire all’utente una conoscenza completa e un’esperienza approfondita sul funzionamento dei Sistemi di Distribuzione Elettrica Marina.

Per questo scopo, questa applicazione include un manuale specifico, che spiega a livello teorico gli argomenti relativi ai sistemi di generazione e distribuzione dell’energia sulle navi. La tematica del manuale copre argomenti come la costruzione, il cablaggio e la configurazione del quadro di distribuzione principale, le protezioni da sovracorrente, l’impostazione dei regolatori di frequenza e tensione, l’impostazione degli azionamenti a frequenza variabile, il sistema di carica delle batterie, i circuiti essenziali e non essenziali, ecc.

Questo sistema di alimentazione è costituito da diversi elementi e moduli che rappresentano le parti di un Sistema di Distribuzione Elettrica Marina. Queste parti sono i moduli del Main Busbar, i moduli di Distribuzione dell’Energia e i moduli del Quadro di Emergenza. Inoltre, vengono forniti due gruppi di generatori-turbine sincroni per formare un completo e reale Sistema di Alimentazione Elettrica Marina. In questo modo, gli utenti possono ampliare le loro conoscenze imparando argomenti relativi alla gestione dei generatori di potenza utilizzati sulle navi, come il funzionamento in parallelo, la condivisione del carico, i sistemi di controllo dei generatori di potenza, ecc.

Sistema di Controllo e Acquisizione Dati (SCADA)

L’AEL-MEPD-01 include un Sistema di Controllo e Acquisizione Dati (SCADA). Rappresenta fedelmente una sottostazione di generazione di energia con un centro di controllo di generatore-turbina dotato di analizzatori di rete, interruttori, linee di distribuzione e carichi resistivi e induttivi. Il SCADA è progettato per controllare in tempo reale l’intero sistema di alimentazione. Ad esempio, la velocità e la tensione del generatore possono essere controllate a distanza mentre l’utente osserva il comportamento del sistema operativo. Inoltre, è possibile mettere in funzione parallela i due generatori. In questo modo, l’utente può comprendere quali effetti abbiano la frequenza e l’eccitazione di corrente nella sincronizzazione. Le tensioni droop, il sovravelocità, il sottovelocità, le sovracorrenti, i sovraccarichi e la potenza inversa sono alcuni dei molti fenomeni che l’utente può studiare con il SCADA. Inoltre, gli interruttori possono essere monitorati e controllati dal SCADA per studiare diverse operazioni di commutazione e gli effetti prodotti nel sistema di alimentazione. Un altro punto importante da studiare con questa applicazione è il blackout. Quando i due generatori di potenza falliscono, l’alimentazione interrotta inclusa in questa applicazione permette di studiare la procedura di recupero dell’energia nel sistema di alimentazione della nave.

Il simulatore include i seguenti elementi:

• Alimentazione principale industriale.
• Modulo di Sottostazione di Generazione di Energia con controllo dell’interruttore del generatore.
• Modulo di controllo automatico della velocità e della tensione e relè di protezione per il controllo dei gruppi turbina-generatore.
• Interruttori tripolari con controllo remoto per il sistema di distribuzione dell’energia (topologia ad anello).
• Moduli di analizzatori di rete con acquisizione dati.
• Azionamento a frequenza variabile per il controllo della propulsione.
• Motori a induzione trifase a gabbia di scoiattolo per la simulazione della propulsione.
• Sistema di frenatura per simulare il carico di propulsione.
• Generatori sincroni trifase da 1 kVA con eccitazione indipendente.
• Moduli di lampade per simulare l’illuminazione dei servizi generali e ausiliari.
• Carichi resistivi trifase per simulare il consumo di potenza attiva.
• Carichi induttivi trifase per simulare il consumo di potenza induttiva.
• Trasformatore di isolamento trifase per simulare busbar di media e bassa tensione.
• Inverter ibrido trifase con batteria per il sistema di energia di riserva.
• Relè elettronico di sovracorrente.

ESERCITAZIONI PRATICHE

1. Cablaggio del quadro elettrico principale e configurazione ad anello.
2. Impostazione del relè di sovracorrente e degli interruttori.
3. Studio dei flussi di potenza di generazione, sincronizzazione, condivisione della potenza attiva e sistemi di distribuzione dell’energia con diverse condizioni di carico.
4. Analisi delle misurazioni dei flussi di potenza del generatore sincrono e dei carichi.
5. Analisi della potenza attiva e reattiva del generatore sincrono in relazione alle variazioni dinamiche del carico (propulsione navale).
6. Studio del generatore sincrono in modalità operativa isolata.
7. Studio della regolazione dell’eccitazione/tensione del generatore sincrono in modalità isolata.
8. Studio della regolazione della turbina (controllo della frequenza) in modalità isolata.
9. Studio di diverse situazioni nel busbar di distribuzione con topologia ad anello (manovre con interruttori).
10. Funzionamento logico con interruttori.
11. Condivisione del carico con diversi alimentatori: eliche, servizi ausiliari e busbar di emergenza.
12. Cambio del busbar senza interruzione.
13. Studio di un blackout nel sistema di alimentazione della nave. Recupero dell’energia passo dopo passo.
14. Studio della risposta del sistema all’apertura degli interruttori a causa di condizioni di guasto (simulate).
15. Recupero dell’energia del sistema tramite un alimentatore senza interruzione (UPS).
16. Studio del shedding del generatore e del risparmio energetico nell’UPS.
17. Studio dei servizi ausiliari della nave.
18. Studio delle operazioni di emergenza attraverso i quadri elettrici di emergenza.
19. Requisiti di alimentazione di emergenza durante un blackout o un guasto del sistema fino al recupero.
20. Circuiti essenziali e non essenziali.
21. Studio e misurazione del sistema di carica delle batterie.

Altre Possibilità di Utilizzo di Questa Unità:

22. Visualizzazione simultanea dei risultati da parte di molti studenti.

– Visualizzare tutti i risultati in tempo reale in aula tramite un proiettore o una lavagna elettronica.

23. Il Sistema di Controllo Computerizzato con SCADA consente una simulazione industriale reale.
24. Questa unità è totalmente sicura poiché utilizza dispositivi di sicurezza meccanici, elettrici, elettronici e software.
25. Questa unità può essere utilizzata per fare ricerca applicata.
26. Questa unità può essere utilizzata per offrire corsi di formazione alle industrie e anche ad altre istituzioni di istruzione tecnica.

– Diversi altri esercizi possono essere svolti e progettati dall’utente.