海上某平臺應急發電機控制系統升級改造①

顧建偉 李瑞 蔣林

摘? ?要：海上某平臺應急發電機隨平臺建立而配套使用，已經使用10多年，因設備故障等原因對其控制盤進行過多次線路改動，存在控制盤實際接線與電氣圖紙不符的問題，導致出現故障后現場無法有效排查故障。同時盤內控制方式為老式控制模式，元件繁雜，使用年限較長，陸續出現老化現象，導致故障率高，并且很多元件已經更新換代，采購困難。因此，該平臺應急發電機控制系統進行了改造升級，在解決當前使用問題的基礎上，增加了相關的通訊接口預留給海上設備智能化管理。

關鍵詞：機組控制? 勵磁調節? 可編程邏輯

中圖分類號：TM341? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0039-02

1? 應急發電機參數

應急發電機組本體安裝在無人平臺上層甲板的應急發電機電機間，機組配電系統則安裝在應急開關間。機組采用了重慶康明斯生產的NTA855-G1柴油機與無錫斯坦福生產的HCM434C1 船用發電機配套組成。機組整體參數如下：

型號：CCFJYZ150-1500HL

額定功率：170kW

額定電壓：AC400V

額定轉數：1500 rpm

額定電流：308A

相數和接法：三相三線制

額定功率因數：0.8（滯后）

現場控制盤與機組分開安裝，它為機組的監測和控制的中心，安裝于應急發電機房旁邊的低壓開關間。

2? 主控制器升級

為盡量縮短現場改造時間，根據原機組控制盤尺寸和功能，重新設計新控制盤，陸地功能調試完成后發往現場進行整體更換。原機組主控制器為Woodward easygen1000控制器，升級改造為Basler DGC2020ES控制器。

新控制器具有以下功能特點：

（1）發電機控制;

（2）發動機及發電機保護;

（3）自動檢測發電機配置 ;

（4）極其牢靠完全塑封設計;

（5）7個可編程輸入接點;

（6）可編程模擬發動機傳送器 ;

（7）事件記錄（非易失性存儲器可存30組事件）;

（8）啟動、運行、預啟動繼電器和4個可編程輸出。

3? 勵磁調節器升級

原發電機組使用Stamford MX321模擬量勵磁調節器安裝于機組電球接線箱內，只能實現簡單的調節，響應速度較慢，在復雜的電力系統中會顯得力不從心。

升級后使用的是Basler DECS-150數字式勵磁調節器，并將其集成于機組控制盤內，避免振動過高造成元器件損壞。

新的勵磁調節器具有以下優勢：

（1）智能化：數字式勵磁調節器擁有各類通訊接口，非常方便與PMS等電源管理系統實現智能化電網;

（2）擴展性能強：軟件配置可以靈活配置調節器參數，使得勵磁系統能方便擴展功能和產品系列化實現，而模擬量勵磁調節器要擴展功能需要增加硬線;

（3）響應性能：數字式勵磁采用的是微機處理方式，其響應性能遠優于模擬式調節器，并且靈活的PID設置，可根據實際應用優化;

（4）可靠性：帶自檢測功能，直接開關量進行外部調節，無需電動電位器，不會造成勵磁輸出越變故障，進一步提高了整個電力系統的穩定性;

（5）維護性：其通用的標準網絡協議可方便實現遠程監控，同時事件記錄和故障錄波功能也極大便利對系統的監控和維護;

（6）保護功能：數字式勵磁調節系統具有完整的保護功能，包含發電機端電壓、發電機頻率、勵磁機電流限制、勵磁機二極管監測、PT斷線檢測等。

4? 進排風百葉窗控制改造

原百葉窗控制全部用繼電器線路進行，線路較多。升級后，部分百葉窗控制邏輯由主控制器可編程邏輯塊實現，減少繼電器數量以及布線。

此外，新系統中增加百葉窗故障檢測和關機延時關窗功能。

5? 其他功能改造

電壓微調：因原勵磁調節器為模擬量式，外部電壓微調只能為電阻調節;升級改造后DECS-150勵磁調節器電壓微調信號為開關量調節。原位于低壓盤上的電壓微調旋鈕需要更改為三位旋鈕開關。

電池充電器：電池充電器更換為國產的Smartgen BACM2420浮充電板，小巧輕便同時三段式浮充充電方式對蓄電池的使用壽命有進一步提升。

報警及參數顯示：新控制系統幾乎所有的報警及機組參數都接入到控制器里面，方便實現遠程監控，大部分報警和參數可通過控制器LED屏顯示。

遠程通信：DGC-2020ES控制器預留有Modbus 485接口，DECS-150勵磁調節器具有Modbus TCP和Modbus 485接口，第三方設備可方便監控機組和勵磁參數。

操作：機組操作與原系統保持一致，方便操作人員快速上手。

6? 結語

某平臺應急發電機組控制系統升級改造后，采用更先進和智能化的產品，解決了原控制系統故障排查時間長，元件老化和部分停產無法采購的問題，保障了海上電力供應的可靠性、穩定性。

此外，系統增加的通用第三方通訊接口為海上平臺設備智能化提供了基礎。

參考文獻

[1] 李基成.現代同步發電機勵磁系統設計及應用[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 劉冬冬，陳翠和，陳斌，等.基于PLC的海洋石油平臺應急發電機組控制系統[J].中國船造，2012（S2）：8-9.

[3] 劉冬冬，李汪洋.海油石油平臺應急發電機組控制系統優化設計[J].石化技術，2016（1）：3-4.