海洋石油252全船失電案例分析

張 英 羅文忠

（天津中海油能源發展油田設施管理有限公司 天津 300457）

海洋石油252全船失電案例分析

張 英 羅文忠

（天津中海油能源發展油田設施管理有限公司 天津 300457）

本文簡述了海洋石油252全船失電的故障現象、故障原因、故障處理解決的過程及故障的經驗教訓，可以為船舶同類故障的分析、解決提供參考。

失電；副機；主配電板；24V直流電；UPS

引言

船舶24V弱電系統在船舶的電力系統中是非常重要的，尤其是主機、副機、配電板的24V電力系統更是至關重要。本文介紹了一個短時間不能提供24V直流電造成全船失電的故障案例，通過本案例的學習可以為同類故障的解決提供參考。

1 故障經過及現象

2012年8月10日06:20海洋石油252船2#副機超速停車，導致主配電板上主開關脫扣，造成全船失電。應急發電機自動啟動后向全船應急設備供電，同時機艙人員啟動1#副機，在合主配電板1#主開關的時候，合閘的瞬間主開關立即脫扣，同時1#副機、應急發電機都停止運轉，主發電機機旁控制箱和主配電板都沒有24V電。反復試驗幾次后都是這種故障現象。

2 故障原因分析

2.1 2#副機超速停車原因分析

海洋石油252船使用的是康明斯KTA19-D-M型副機，這種副機超速停車由以下幾個原因引起：

1.測速傳感器故障。

2.燃油系統PT泵執行器故障。

3.調速板故障。

通過對測速傳感器、PT泵執行器及調速板檢查發現2#副機超速停車是由于調速板（調速板如圖1所示）工作不穩定導致2#副機大幅度游車，最終導致2#副機超速停車。

圖1 調速板

2.2 啟動1#副機不能合上主開關向全船供電原因分析

通過對故障經過及現象分析，可以判斷主開關不能合閘以及合閘的瞬間副機及應急發電機都停止正常運轉的原因是副機及主配電板的直流24V電出現了問題，現分析如下：

2.2.1 海洋石油252船主配電板完工圖中副機及主配電板的直流24V供電原理如圖2所示：

圖2 主配電板24V原理

（1）從圖2可知一路24V直流電是從主配電板220V匯流排的交流電經過7U1（7U1是一個開關電源（圖3），它的功能是能把220V的交流電轉換成24V的直流電）后向主配電板及副機控制箱提供24V直流電。這路24V直流電能提供的前提條件是主配電板上有220V交流電，用通俗的說法形容就是全船有電。從故障現象分析，不能判斷這路24V電系統是否有問題的，因為故障現象是全船斷電后（應急發電機沒有啟動）主配電板及副機控制箱沒有了24V電，而這路24V電是從主配電板上的220V負載屏上轉換過去的。

圖3 開關電源

（2）從圖2可知另外一路24V直流電是從應急配電板220V配電屏的交流電經過7U3(7U3是一個UPS電源（如圖4所示）即主配電板的不間斷電源，它的原理是應急配電板220V配電屏正常有電的情況下它一路輸出220V交流電到7U2，一路輸出36V直流電給UPS的電瓶充電，當應急配電板220V配電屏失電后，電瓶的36V直流電經過UPS的逆變裝置會輸出220V的交流電到7U2)和7U2（7U2是一個開關電源，它的功能是把220V的交流電轉換成24V的直流電）后向主配電板及副機控制箱提供24V直流電。從上面電路圖分析可知，正常情況這路24V直流電在應急配電板220V配電屏失電的情況下，短時間內是可以向主配電板及副機控制箱提供24V直流電的。前面在故障現象中提到全船斷電后（應急發電機還沒有啟動）主配電板及副機控制箱都沒有24V電源，因此可以判斷這路24V電路工作肯定是不正常的。而且可以判斷是UPS的逆變系統出現了問題。（因為如果是開關電源7U2有故障，在主配電板正常有電的工況下會出現一個應急24V電源故障報警）

圖4 UPS電源

2.2.2 通過對主配電板及副機的24V電路分析可以判斷不能恢復供電的原因如下：

（1）2#副機超速停車后主配電板失電，這時主配電板和副機控制屏都沒有24V電，所以備用副機是啟動不起來的，同時應急配電板上檢測到主電網失電并開始計時，延時30S后應急發電機自動啟動并向應急照明及應急設備供電。（應急發電機有自己獨立的電瓶提供24V電）

（2）應急發電機啟動后，從主配電板直流24V供電原理圖得知這時主配電板及副機控制箱都有24V電，這時就能正常啟動備用1#副機。

（3）1#副機啟動后不能正常合閘向主配電板供電的原因是啟動1#副機向主配電板合閘的瞬間應急發電機要先停止工作（根據電路設計原理），這時主配電板24V供電線路上來自應急配電板的220V交流電就沒有了，而且這路電路上的UPS逆變裝置已經損壞，所以這時這路24V直流電就沒有了，此時備用1#發電機在瞬間還沒有向主電網供電，從圖二可以得知，主配電板220V負載屏提供的這路24V電也是沒有的。也就是說在這一瞬間主配電板及副機控制箱都沒有24V電，由于沒有了24V電，所以1#副機就停止工作。同時也就不能正常合閘向主配電板供電。

（4）通過上述三點分析可以得知1#副機啟動后不能正常向主配電板合閘供電的原因是：主配電板及副機控制箱的不間斷電源UPS損壞導致的。

2.3 充放電板24V供電原理圖分析

圖5 充放電板24V供電原理圖

從圖5可以看出QF7開關標識為主配電板直流控制電源。那為什么在主配電板上找不到從充放電板上過去的直流24V電呢？（船舶主配電板及主發電機控制箱的應急24V電源通常都是由充放電板提供）。最后在主配電板后邊找到了兩個電纜線頭（如圖6所示），經過檢查、測量，確認這兩根電纜就是充放電板到主配電板的直流24V電纜。

圖6 充放電板到主配電板的線頭

為什么在造船的時候充放電板到主配電板的直流24V電沒有接入主配電板呢？后來經過詢問和查閱資料證實當時是由于CCS驗船師要求增加一個UPS不間斷電源來替代充放電板到主配電板的24V直流電源，即7U3，所以沒有把充放電板提供的24V直流電接入到主配電板。

3 故障處理過程

3.1 海上臨時應急處理過程

（1）用外置電瓶直接提供24V直流電源到1#副機控制箱，啟動1#副機后合閘供電，合閘成功，1#副機可以正常向全船供電了。

（2）更換2#副機的調速板，起動2#副機（起動成功），1#主副機和2#副機并網運行成功，2臺副機同時向主電網供電。

（3）解列1#副機供電，停機1#副機，拆除外接24V直流電源，恢復系統24V直流電給1#副機控制箱供電。重新啟動1#副機，同時和2#副機并網運行正常。

3.2 船舶靠港后處理過程

（1）更換新的UPS，讓UPS單獨給主配電板和副機控制箱供24V直流電源，啟動副機并合閘試驗正常。

（2）充放電板到主配電板的24V直流電源通過加裝保險管、隔離二極管（圖7所示）接入主配電板，讓充放電板的直流24V電單獨給主配電板供電，啟動主發電機并合閘試驗正常。

圖7 隔離二極管、保險

（3）改造完成后等于是給主配電板及副機控制箱的24V直流電加裝了雙保險，即使UPS發生故障也不會造成主配電板和副機控制箱在全船失電的情況下失去24V直流電源。改造后的電路圖如圖8所示：

圖8 改造后的主配電板24V電原理圖

4 故障教訓及總結

（1）船上人員加強對24V供電系統的檢查、維護保養工作，特別注意檢查24V供電系統的開關電源、UPS等電器元件。

（2）既然主配電板的不間斷電源是由一個UPS電源提供，且UPS的安裝位置又非常隱蔽，建議加裝一路UPS故障報警到機艙的主報警上，以便及時發現UPS損壞，及時修理。

（3）船舶建造時，現場對電路的修改要及時反映到完工圖上，確保圖紙與實物一致。