蔡偉
摘要:本文通過船舶發(fā)生的故障處理實(shí)例,基于應(yīng)急配電板及應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作原理,分析主配電板失電后應(yīng)急配電板得不到及時(shí)有效供電的原因,著重從應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制器本身查找。經(jīng)過仔細(xì)檢測并分析判斷,找到一條行之有效的應(yīng)急解決措施,達(dá)到預(yù)期效果。
關(guān)鍵詞:應(yīng)急發(fā)電機(jī);主開關(guān);自動合閘;微電腦控制器;故障;處理
0 引 言
船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)的重要性不言而喻,而當(dāng)前應(yīng)急發(fā)電機(jī)的自動控制系統(tǒng),多采用PLC(可編程邏輯控制器)、微電腦的高度集成方式。若在船舶航程中出現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)生故障,船舶設(shè)備管理人員往往缺少條件就地快速處理。本文以一則實(shí)船應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動合閘發(fā)生故障及其解決案例進(jìn)行詳細(xì)論述,旨在為同行處理類似船舶故障提供參考。
1 某輪上的應(yīng)急配電板及應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作概況
某輪上配備了150 kW的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組,并和應(yīng)急配電板一起組成應(yīng)急電站,其中應(yīng)急配電板可由主配電板和應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電(注:不可同時(shí)供電)。
如圖1所示,正常情況下,該輪主配電板通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)QF-BT閉合向其應(yīng)急配電板供電,應(yīng)急發(fā)電機(jī)組處于自動待機(jī)工作模式。當(dāng)主配電板因故障失電且在設(shè)定時(shí)間( 20 s)內(nèi)不能恢復(fù)供電(QF-BT保持自動斷開狀態(tài)),應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)向機(jī)組發(fā)出自啟動指令。應(yīng)急發(fā)電機(jī)若連續(xù)3次啟動都不成功,則停止啟動,并發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)成功啟動并經(jīng)15 s穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)向應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)QF-EG發(fā)出自動合閘指令,以此實(shí)現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)向應(yīng)急配電板供電。在應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中,若主配電板恢復(fù)正常供電,則自動先斷開QF-EG,后閉合QF-BT,應(yīng)急配電板恢復(fù)正常情況下由主配電板供電的工作模式。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組則經(jīng)過一定延時(shí)后自動停機(jī),恢復(fù)到自動待機(jī)狀態(tài)。
2某輪應(yīng)急配電板失電超時(shí)狀況
輪機(jī)員在進(jìn)行應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動起動合閘試驗(yàn)時(shí),模擬主配電失電,應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動,并自動向應(yīng)急配電板供電的過程。按照正常程序應(yīng)該是應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動跳開,應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動成功后,延時(shí)15 s后,應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)自動合閘。但是此次,在應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功,應(yīng)急配電板上應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)并沒有自動合閘,應(yīng)急配電板上應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行指示燈也沒有亮起。
應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)不能自動合閘導(dǎo)致應(yīng)急配電板失電超時(shí)的狀況,對船舶應(yīng)急供電來說是一個(gè)安全隱患,也不滿足入級規(guī)范的要求。
3應(yīng)急發(fā)電機(jī)的主開關(guān)自動合間失效及分析
基于上述出現(xiàn)的狀況及初步排查來看,首先需解決應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行指示的問題。在核驗(yàn)并排除線路及指示燈故障原因外,問題聚焦在應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制箱上。
如圖2所示,從應(yīng)急配電板內(nèi)的關(guān)于應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)自動合閘電氣原理圖來看,其中控制回路電源(10117與10118端)AC220 V,通過220 V/380 V變壓器引自應(yīng)急發(fā)電機(jī)機(jī)端,即當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后,10117與10118之間便有了AC220V電壓。k105.5為應(yīng)發(fā)主開關(guān)合閘繼電器,當(dāng)k105.5得電時(shí),應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)合閘線圈得電,主開關(guān)兇此合閘。在手動/自動選擇開關(guān)SA105.51放自動位時(shí),k105.5要得電,須滿足下列閉合條件:
(1) k105.2應(yīng)發(fā)主開關(guān)合閘繼電器在主開關(guān)斷開時(shí)失電閉合;
(2) k122.8延時(shí)繼電器在應(yīng)急配電板失電后,延時(shí)35 s閉合;
(3) k122.3聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘繼電器在聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開時(shí)失電閉合
(4) XR1接線端子排的3、4端子閉合。
通過用萬用表檢測以上各繼電器觸點(diǎn)的通斷情況后發(fā)現(xiàn),條件(1)(2)(3)均滿足,但(4)不滿足:XR1端子排的3、4端子一直處于斷開狀態(tài)。從應(yīng)急配電板接線圖冊中得知,XR1的3、4端子接自應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動控制箱的223、224端子。至此,問題應(yīng)具體出現(xiàn)在應(yīng)急發(fā)電機(jī)的啟動控制箱的線路上。
4 應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制器故障及處理
經(jīng)研究應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制的電氣原理圖,如圖3、圖4所示,了解到,應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后,微電腦控制器140輸出通道對應(yīng)的繼電器KA18得電,常開觸點(diǎn)閉合,以此對外輸出應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行信號。此時(shí),應(yīng)急配電板上的應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行指示燈就應(yīng)會被點(diǎn)亮。經(jīng)過15 s延時(shí),由143通道通過繼電器KA15對外給出允許合閘信號。具體方式為,通過連接KA15輔助常開觸點(diǎn)的外部接線端子223、224,輸出閉合信號到應(yīng)急配電板的XR1的3、4端子,進(jìn)而完成應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)的合閘操作。
出現(xiàn)這起故障后,實(shí)際情況是繼電器KA15在應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后延時(shí)30 s內(nèi)一直沒有得電,測量微電腦控制器的143通道始終沒有電壓輸出。至此,故障問題的癥結(jié)就出在這里。
針對這一故障問題的癥結(jié),通常的處理辦法是更換整個(gè)微電腦控制器電路板,但限于當(dāng)時(shí)船舶并沒有相關(guān)備件,只好另尋其他應(yīng)急替代措施。
通過現(xiàn)場重新緊固有關(guān)接插件,發(fā)現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的就地運(yùn)行指示燈在啟動成功后是可以常亮的。根據(jù)上文原理分析,運(yùn)行指示燈常亮說明繼電器KA18得電,說明運(yùn)行指示通道140的輸出信號是正常的。而允許合閘信號輸出通道143,與通道140的控制方式完全一致,只是143通道多經(jīng)過了一個(gè)15 s的延時(shí)環(huán)節(jié)。由此,完全可以借用140通道的輸出信號,串聯(lián)一個(gè)時(shí)間繼電器并設(shè)定延時(shí)15 s,將其延時(shí)閉合觸點(diǎn)接入223、224端子作為應(yīng)急發(fā)電機(jī)的允許合閘信號。
具體處理及成效:確定140通道的容量足夠再加裝一個(gè)繼電器,并在通道140上并聯(lián)出一條通道。用一個(gè)DC24V的時(shí)間繼電器,串聯(lián)入140新并出的輸出通道,串接“工作/試驗(yàn)”選擇開關(guān)SW4以防止試驗(yàn)時(shí)應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)誤合閘。如圖5所示,改裝完成后,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證,應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)恢復(fù)了自動合閘與分閘的功能,且非??煽俊?/p>
5結(jié) 語
通過某輪這一故障處理實(shí)例的成功實(shí)踐表明,在非常規(guī)時(shí)間內(nèi),面對急迫且有PLC、微電腦控制等高度集成化,看似復(fù)雜化的問題,也可以通過分析并吃透系統(tǒng)及設(shè)備的工作原理,結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而用簡易并行之有效的替代措施加以解決。