淺談船舶發(fā)電機組并網(wǎng)失敗原因與處置

高義國　榮禮　趙天翔　王洪發(fā)

摘要：本文介紹了某船電站發(fā)電機并網(wǎng)過程中出現(xiàn)的一例故障問題，從發(fā)電機并網(wǎng)的條件入手對發(fā)生故障的原因進行了分析，總結(jié)了設(shè)備使用人員經(jīng)常出現(xiàn)的操作、設(shè)備老化等故障原因，并從努力學習掌握要領(lǐng)、及時保養(yǎng)確保可靠、參與檢修了解機理等方面對如何提高并網(wǎng)可靠性提出了針對性意見，對于保障船舶電力系統(tǒng)與航行安全，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：船舶發(fā)電機；并網(wǎng)失敗；解決措施

1 緒論

某船是由五臺型號為HFC6508無刷自勵磁發(fā)電機供電，然后電力經(jīng)匯流排分配到不同的配電屏，再由每個配電屏將電力送往全船不同位置的分電箱，最后到達不同的負載。船舶電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠可以說是船舶航行安全、船員生命財產(chǎn)安全的基本保證，所以船舶海上航行期間必須確保電力優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、可靠、不間斷。發(fā)電機在并網(wǎng)時，只要按照操作流程專心操作，正常情況都可以順利并網(wǎng)。但是在船岸電轉(zhuǎn)換以及發(fā)電機之間并網(wǎng)等實際操作過程中，在網(wǎng)發(fā)電機與待并網(wǎng)發(fā)電機曾經(jīng)發(fā)生無法正常并網(wǎng)的異常問題情況，導致船舶暫時失電，一定程度影響了船舶與人員安全。

2 發(fā)電機組并網(wǎng)失敗原因與分析

2.1 發(fā)電機并網(wǎng)基本情況

電站發(fā)電機基本參數(shù)如下：型號：HFC6508；額定功率：770KW；額定電壓：400V；額定電流：1389A；功率因數(shù)：0.70.9。

發(fā)電機并網(wǎng)時需要滿足以下四個條件：待并發(fā)電機電壓略高于電網(wǎng)電壓；待并發(fā)電機頻率略高于電網(wǎng)頻率；待并發(fā)電機初相位與電網(wǎng)初相位保持一致；待并發(fā)電機初相序與電網(wǎng)初相序保持一致。當符合以上四個條件時，則待并發(fā)電機的電壓矢量與電網(wǎng)的電壓矢量幾乎完全重合，并且同步運行。這種情況下并網(wǎng)，電網(wǎng)受到的沖擊電流最小，此時是同步的理想狀態(tài)。上述條件稱之為發(fā)電機理想的并網(wǎng)條件。但是如果待并發(fā)電機參數(shù)不滿足以上條件，盲目進行并網(wǎng)操作，必然會導致發(fā)電機組無法順利并網(wǎng)。

2.2 待并發(fā)電機機開關(guān)參數(shù)

型號HFC6508無刷自勵磁電機配備的是MT16H1型開關(guān)。此開關(guān)為德國施耐德公司制造，本身就帶有過電流保護、逆功率保護、欠壓保護等。

開關(guān)保護出廠設(shè)置參數(shù)為：（1）過載長延時保護：當瞬時電流超過1.25Ie（Ie：額定電流），反應(yīng)時間1530s；（2）過載短延時保護：當瞬時電流超過2Ie（Ie：額定電流），反應(yīng)時間0.4s；（3）瞬時保護：當瞬時電流超過16KA，反應(yīng)時間0.06s。當進行并網(wǎng)操作過程中，如果瞬時沖擊電流過大，超出了開關(guān)保護范圍，開關(guān)就會自動斷開，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠。由于該船長年海上航行，也有可能會出現(xiàn)由于系統(tǒng)運行時間過長，導致程序參數(shù)發(fā)生錯誤的情況。如果當程序發(fā)生錯誤，系統(tǒng)自行運算結(jié)果就會出現(xiàn)偏差，當電流運算誤差超過安全值，最終導致發(fā)電機主開關(guān)自動斷開，造成發(fā)電機無法正常并網(wǎng)。

2.3 操作

該船自動化電站有三種工作模式：自動、半自動與手動。三種模式下進行發(fā)電機并網(wǎng)時的要求也各不相同。

（1）電站操作模式處于自動狀態(tài)下，當在網(wǎng)發(fā)電機單機負荷超過85%，滿足此條件時延時20秒，第一待并機組自動啟動，康世博系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)各參數(shù)并并網(wǎng)；

（2）電站操作模式處于半自動狀態(tài)下，發(fā)電機不會自動并網(wǎng)，需要人為按下待并機組的并網(wǎng)按鈕，康世博系統(tǒng)開始自動調(diào)節(jié)各參數(shù)并并網(wǎng)；

（3）電站操作模式處于手動狀態(tài)下，發(fā)電機的并網(wǎng)相對比較復雜，其待并發(fā)電機的電壓、頻率、需要手動調(diào)節(jié)，并網(wǎng)時機也需要人為把握，并網(wǎng)時一旦出現(xiàn)操作失誤，會對電網(wǎng)產(chǎn)生過大的沖擊電流，可能導致并網(wǎng)失敗或者使系統(tǒng)電壓下降，甚至出現(xiàn)電網(wǎng)失電、損壞機組等情況。

2.4 設(shè)備老化

該船從2007年下水至今，已經(jīng)經(jīng)歷10年時間。長時間的海上航行中，工作人員只對發(fā)電機組進行基本的保養(yǎng)維護，而對發(fā)電機各單體設(shè)備，并未做過深層保養(yǎng)。曾經(jīng)在2014年設(shè)備公司專業(yè)人員對發(fā)電機組的參數(shù)進行過測試與參數(shù)校對。檢測結(jié)果顯示有物理磨損情況，開關(guān)的觸頭磨損比較嚴重，三相嚴重不平衡。在這種磨損情況下，發(fā)電機并網(wǎng)可能會導致產(chǎn)生的瞬時電流過大，超過發(fā)電機開關(guān)保護參數(shù)，從而導致發(fā)電機并網(wǎng)時會產(chǎn)生失敗情況。

3 應(yīng)對與處理方法

（1）該船電站為自動化電站，智能化高，自動模式下完全可自主運行，無需人為操作。所以工作人員要對電站進行深入學習了解，熟悉各元器件與各參數(shù)。出現(xiàn)并網(wǎng)失敗時，能夠快速找出故障點，做出及時應(yīng)對。

（2）為了防止突發(fā)情況的發(fā)生，電站應(yīng)具有完備的應(yīng)急方案。出航期間應(yīng)組織工作人員，進行多次的應(yīng)急方案演練。應(yīng)對真實情況發(fā)生時，使其工作人員不換不亂，及時應(yīng)對事故狀況，從而減少緊急時刻工作人員的操作失誤。

（3）做好發(fā)電機的維護保養(yǎng)，首先做好發(fā)電機的日常保養(yǎng)，嚴格按照日常保養(yǎng)相關(guān)規(guī)定進行，其次在每年度都要請專業(yè)廠商對發(fā)電機組進行專業(yè)測試與深層保養(yǎng)，對發(fā)電機穩(wěn)定性能進行評估，確保發(fā)電機安全運行。

（4）該船正在進行10年一次的中修，首先老化的設(shè)備必須徹底更換，經(jīng)常出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)要充分查明，還有就是專業(yè)人員要以此次中修為契機，抓住機遇把以前不清楚的沒弄通的，通過此次中修充分搞清楚弄明白，只有專業(yè)技術(shù)提高，才能有效提升發(fā)電機并網(wǎng)失敗幾率，如果失敗，擁有高素質(zhì)的專業(yè)人才也能對出現(xiàn)故障時能快速定位，迅速解決問題，為船舶安全打下堅定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

可以看出船舶電站并網(wǎng)需要多項參數(shù)滿足條件，如有任一參數(shù)不符合要求都會導致并網(wǎng)失敗。其次對發(fā)電機及主開關(guān)的維護必須到位，維護不周、老化也會造成并網(wǎng)失敗。所以在解決并網(wǎng)失敗過程中，應(yīng)綜合考慮多方面的因素，精準定位故障原因，用合理有效的方法解決問題。

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