船舶應急發電機自動控制中的常見故障分析與排除方法的研究

劉 磊

（天津海運職業學院，天津300350）

0 引言

應急發電機是船舶航行中最重要的電氣設備之一。中國船級社《鋼質海船入級規范》規定:“客船及 500總噸以上的貨船應設有獨立的應急電源”。一般采用應急發電機或應急蓄電池作為應急電源。應急發電機組應該具有獨立的冷卻裝置和燃油供給單元，并設有滿足規范要求的啟動裝置。

當發生故障導致船舶主電網失電時，為了保證船舶正常航行，必須向船舶重要負載如舵機、導航設備、通信設備、應急照明系統等，以及一些必不可少的控制設備如主機遙控系統等自動供電。在設計和建造船舶應急電網時應保證其相具有較高的可靠性和安全性，同時采用聯絡開關或其他設備與主電網分開，使其對于主電網具有一定的獨立性。由于柴油機熱效率比較高、啟動快、機動性好，因此在目前運輸船舶上應急發電機的原動機一般采用柴油機。

1 應急發電機組的自動啟動控制

CCS規范要求，當船舶發生火災或其它災害引起主電源供電失效時，應急發電機應能自動啟動和自動連接于應急配電板，盡快地承擔額定負載，最長時間不得超過45 s，即當船舶主電網失電后，經不超過45 s延時，該裝置立即投入工作，進行自動啟動控制。若一次啟動成功，從啟動開始，經過10 s左右，檢測發電機端電壓及頻率是否合格，如在正常范圍內，則主開關合閘向應急配電板供電。若一次啟動不成功，可以在30 s內自動控制啟動三次，以保證啟動成功的最大可能性。三次啟動只要有一次成功，就按照預先設定的程序往下運行；若三次啟動均失敗，裝置停止工作，發出聲、光報警，如圖1所示。正常運行中，油壓、水溫等參數不符合要求時，給出報警信號。即時監視頻率，使之自動穩定在規定范圍以內。

該機可連續啟動三次,故三次啟動失敗后應發出“啟動失敗”報警,其操作方法如下:

1)將停機電磁閥人為鎖定；

2)將自控箱“自動-手動”轉換開關置于“自動”位置；

3)將應急配電板“自動-手動-運轉試驗”轉換開關轉至“運轉試驗”位置；

4)在自控箱上按下啟動按鈕,自動啟動三次后即可發出“啟動失敗”報警。

當船舶主電網恢復供電以后，自動裝置使應急發電機停車，一切恢復原始狀態，以備下次工作。

2 應急發電機與主發電機邏輯關系

應急發電機與主發電機的邏輯關系可用圖2表示。聯絡開關位于主配電板與應急配電板之間，帶有失壓脫扣器，用于主發電機組、應急發電機和岸電開關之間的電氣連鎖，以防止發生非同步合閘。

當主電網正常供電時，聯絡開關閉合，主配電板向應急配電板供電；當主電網失電時，聯絡開關因失壓脫扣線圈斷電而脫口跳閘，應急發電機自動啟動，應急主開關自動閉合對應急配電板供電。由于聯絡開關已經斷開，應急發電機不能向主配電板供電。當主電網恢復供電后，控制系統檢測到主電網有電，應急主開關先跳閘，接著聯絡開關閉合，應急配電板恢復到由主配電板供電狀態。應急發電機的聯絡開關和應急主開關互為連鎖，不能同時合閘。

3 應急發電機控制中的常見故障分析與排除

應急發電機啟動后電壓過低，在規定時間內不能正常建立電壓。可能原因為勵磁系統或原動機出現故障，具體分析過程和處理方法如下：

1)旋轉整流裝置故障

2)靜止勵磁系統元件的損壞;

3)原動機故障。

4 結束語

應急發電機是船舶重要的電氣設備之一，只要能夠及時判斷處理產生的故障，就能避免造成損失。本文針對自動控制中的常見故障進行了分析與討論，并提出了解決的辦法，對于船舶安全航行具有一定的現實意義和指導意義。

[1]中國船級社.鋼質海船入級規范.北京: 人民交通出版社,2006.

[2]高樹柏.船舶應急發電機自動控制系統的研究.大連海事大學，2012.

[3]張春來，林葉春.船舶電氣與自動化（船舶電氣）.大連海事大學出版社，人民交通出版社，2012.

[4]戚永剛.示教型船舶應急發電機組自動控制裝置的設計.大連海事大學，2005.

[5]王云華.船舶應急發電機基于PLC的自動控制系統的設計.航海技術，2010.