船舶主配電板主開關合閘故障實例

船舶主配電板是船舶配電系統(tǒng)的核心部分，發(fā)電機的供電、并車、解列、負載分配等都在船舶主配電板上完成。船舶主配電板上的主開關在其中扮演著非常重要的角色，其將母排與發(fā)電機有效連接，將發(fā)電機所發(fā)出的電能分配到船舶的各個負載。本文介紹某例船舶主配電板上1號發(fā)電機主開關的合閘線圈故障及處理過程，供同人參考。一、主配電板及主開關簡介圖1主配電板架構某主配電板采用如圖1所示架構,其中DG1、DG2分別是1"、2"發(fā)電機,SG1.SG2分別是1"、2"軸帶發(fā)電機,STP1、STP2分別是1#、2#艦側推器,BT1、BT2分別是1”、2"箱側推器,T1、T2分別是1"、2"照明變壓器。該配電板有手動、半自動、自動、DP等4種模式,分別為船舶不同工況提供配電。該主配電板的主開關及聯(lián)絡開關均為施耐德萬能式斷路器MT系列。二、故障現(xiàn)象某次船舶靠泊石油鉆井平臺拋錨帶纜,船舶2#發(fā)電機在網(wǎng)工作。出于安全考慮，需要2臺發(fā)電機并車供電。二管輪在機艙值班,1"發(fā)電機啟動運轉平穩(wěn)后,使用主配電板半自動模式正常并車，按下“同步”按鈕,等待發(fā)電機自動調頻率,觀察各電壓表,頻率表一切正常,等待10s后發(fā)電機并車失敗報警,發(fā)電機主開關合閘失敗報警。三、故障分析及處理根據(jù)上述現(xiàn)象，首先判斷1"發(fā)電機主開關外部控制電路故障,或者1"發(fā)電機主開關故障。筆者與二管輪溝通后得知,最近也發(fā)生過1次這樣的情況，但再次試車時發(fā)電機成功并網(wǎng)。1"發(fā)電機的部分控制原理圖見圖2~4。圖2發(fā)電機主開關控制電路圖3發(fā)電機輔助繼電器控制電路圖4發(fā)電機電站管理電路圖2中,A2區(qū)域中的DG1為發(fā)電機主開關的主觸點部分,B3區(qū)域中的Mic5.0為主開關的控制單元部分，A4區(qū)域的XF為主開關內部的合閘線圈,A5區(qū)域的M為主開關內部的電動蓄能機構,A8區(qū)域的MN為主開關內部的分閘線圈,其他部分為外部控制線路。圖3中,B2到B5區(qū)域的QF1~QF4、SDE為主開關內部的輔助觸點模塊,分別用于控制表示開關狀態(tài)的指示燈(紅燈、綠燈和故障燈)及輸出到同步屏的PLC控制模塊,以反饋1"發(fā)電機的分、合閘狀態(tài),從而達到負反饋的控制效果。B9區(qū)域為開關的分閘控制線路,手動分閘、PLC控制分閘、PPU控制分閘都通過該控制線路完成,C9區(qū)域的K165.9中間繼電器為中間使者,通過該中間繼電器的觸點控制圖1中MN線圈的失電,使1"發(fā)電機的主開關分閘。圖4中M173.2Muti-line2PPU是1"發(fā)電機的并車保護單元,發(fā)電機的升速由M173.2的66輸出端口控制,發(fā)電機的降速由M173.2的68輸出端口控制,分別通過2個中間繼電器K173.6、K173.7的觸點控制電動電位器K169.4(原理見圖5)的正反轉﹐從而改變電位器的輸出電阻,以控制發(fā)電機的轉速,達到調頻的要求。圖5發(fā)電機調速控制電路發(fā)電機在半自動、自動、DP等3種模式時,發(fā)電機的并車必須用到PPU模塊(M173.2),通過17、18端口輸出信號控制發(fā)電機并車。根據(jù)以上電氣原理圖分析,首先判斷PPU是否故障。啟動1"發(fā)電機,待發(fā)電機運行平穩(wěn)后檢查發(fā)電機的電壓,頻率正常;配電板選擇到半自動模式，按下“同步”按鈕,觀察繼電器K173.6得電(證明PPU升速端口輸出正常),K169.4電動電位器動作(證明電動電位器正常),觀察1*發(fā)電機頻率上升到52Hz(證明發(fā)電機調速正常)，此時觀察發(fā)電機已經(jīng)滿足并車條件;緊接著拆下PPU(M173.2)上17、18輸出端口的控制線,用萬用表的歐姆擋測量17、18這2個端口的電阻為0(證明在符合并車條件下PPU能夠輸出同步信號,進一步證明非PPU原因造成的并車失敗)，接回17、18控制電纜。通過以上判斷，此次并車失敗非PPU原因。判斷XF合閘線圈的控制電源是否故障。使用萬用表的電壓擋,測量16117與16118之間的電壓為220V(AC)，正常。用萬用表的歐姆擋檢查圖1中B4區(qū)域K165.2觸點之間的電阻為0(證明此觸點正常),檢查此區(qū)域的各處接線無松動,無斷線情況,斷定不是XF合閘線圈控制電源的故障。根據(jù)以上2個判斷，大致鎖定故障范圍,應是XF合閘線圈故障或開關內部機械結構故障。根據(jù)從易到難的故障判斷方法，先判斷XF合閘線圈是否故障。XF合閘線圈實質上是個類似于電磁閥結構的機構。在保證安全的情況下,將開關從配電板搖出,拆下開關前面板，拆下開關的合閘線圈XF,用萬用表歐姆擋測量合閘線圈XF的定子阻值，測量結果為無窮大(見圖6),斷定此合閘線圈XF故障。圖6測量合閘線圈XF的定子阻值由于船舶在海上且無配件，正好1"*軸帶發(fā)電機的主開關暫時不用,故拆下軸帶發(fā)電機主開關合閘線圈，更換到1"發(fā)電機主開關上裝復。再次啟動1"發(fā)電機,并車成功,故障排除。四、結束語發(fā)電機主開關是配電板的重要組成部分，由于發(fā)電機主開關比較昂貴,考慮船舶運營成本,船公司一般不會配置整臺主開關作為配件,這就需要船舶電氣主管人員對船舶主開關的結構、電氣原理非常了解,遇到主開關故障能進行修理。此類開關在合閘、分閘時振動較大,容易出現(xiàn)蓄能機構齒輪打滑、合閘線圈燒壞、分閘/