船舶應急發電機微電腦控制器故障處理實例

蔡偉

摘要：本文通過船舶發生的故障處理實例，基于應急配電板及應急發電機工作原理，分析主配電板失電后應急配電板得不到及時有效供電的原因，著重從應急發電機微電腦控制器本身查找。經過仔細檢測并分析判斷，找到一條行之有效的應急解決措施，達到預期效果。

關鍵詞：應急發電機;主開關;自動合閘;微電腦控制器;故障;處理

0 引 言

船舶應急發電機的重要性不言而喻，而當前應急發電機的自動控制系統，多采用PLC（可編程邏輯控制器）、微電腦的高度集成方式。若在船舶航程中出現應急發電機的控制系統發生故障，船舶設備管理人員往往缺少條件就地快速處理。本文以一則實船應急發電機自動合閘發生故障及其解決案例進行詳細論述，旨在為同行處理類似船舶故障提供參考。

1 某輪上的應急配電板及應急發電機工作概況

某輪上配備了150 kW的應急發電機組，并和應急配電板一起組成應急電站，其中應急配電板可由主配電板和應急發電機供電（注：不可同時供電）。

如圖1所示，正常情況下，該輪主配電板通過聯絡開關QF-BT閉合向其應急配電板供電，應急發電機組處于自動待機工作模式。當主配電板因故障失電且在設定時間（ 20 s）內不能恢復供電（QF-BT保持自動斷開狀態），應急發電機控制系統向機組發出自啟動指令。應急發電機若連續3次啟動都不成功，則停止啟動，并發出聲光報警。當應急發電機成功啟動并經15 s穩定運行時，應急發電機控制系統向應急發電機主開關QF-EG發出自動合閘指令，以此實現應急發電機向應急配電板供電。在應急發電機運行過程中，若主配電板恢復正常供電，則自動先斷開QF-EG，后閉合QF-BT，應急配電板恢復正常情況下由主配電板供電的工作模式。應急發電機組則經過一定延時后自動停機，恢復到自動待機狀態。

2某輪應急配電板失電超時狀況

輪機員在進行應急發電機自動起動合閘試驗時，模擬主配電失電，應急發電機自動啟動，并自動向應急配電板供電的過程。按照正常程序應該是應急配電板聯絡開關自動跳開，應急發電機自動啟動成功后，延時15 s后，應急發電機主開關自動合閘。但是此次，在應急發電機啟動成功，應急配電板上應急發電機主開關并沒有自動合閘，應急配電板上應急發電機運行指示燈也沒有亮起。

應急發電機主開關不能自動合閘導致應急配電板失電超時的狀況，對船舶應急供電來說是一個安全隱患，也不滿足入級規范的要求。

3應急發電機的主開關自動合間失效及分析

基于上述出現的狀況及初步排查來看，首先需解決應急發電機運行指示的問題。在核驗并排除線路及指示燈故障原因外，問題聚焦在應急發電機控制箱上。

如圖2所示，從應急配電板內的關于應急發電機主開關自動合閘電氣原理圖來看，其中控制回路電源（10117與10118端）AC220 V，通過220 V/380 V變壓器引自應急發電機機端，即當應急發電機啟動成功后，10117與10118之間便有了AC220V電壓。k105.5為應發主開關合閘繼電器，當k105.5得電時，應急發電機主開關合閘線圈得電，主開關兇此合閘。在手動/自動選擇開關SA105.51放自動位時，k105.5要得電，須滿足下列閉合條件：

（1） k105.2應發主開關合閘繼電器在主開關斷開時失電閉合;

（2） k122.8延時繼電器在應急配電板失電后，延時35 s閉合;

（3） k122.3聯絡開關合閘繼電器在聯絡開關斷開時失電閉合

（4） XR1接線端子排的3、4端子閉合。

通過用萬用表檢測以上各繼電器觸點的通斷情況后發現，條件（1）（2）（3）均滿足，但（4）不滿足：XR1端子排的3、4端子一直處于斷開狀態。從應急配電板接線圖冊中得知，XR1的3、4端子接自應急發電機自動啟動控制箱的223、224端子。至此，問題應具體出現在應急發電機的啟動控制箱的線路上。

4 應急發電機微電腦控制器故障及處理

經研究應急發電機微電腦控制的電氣原理圖，如圖3、圖4所示，了解到，應急發電機啟動成功后，微電腦控制器140輸出通道對應的繼電器KA18得電，常開觸點閉合，以此對外輸出應急發電機運行信號。此時，應急配電板上的應急發電機運行指示燈就應會被點亮。經過15 s延時，由143通道通過繼電器KA15對外給出允許合閘信號。具體方式為，通過連接KA15輔助常開觸點的外部接線端子223、224，輸出閉合信號到應急配電板的XR1的3、4端子，進而完成應急發電機主開關的合閘操作。

出現這起故障后，實際情況是繼電器KA15在應急發電機啟動成功后延時30 s內一直沒有得電，測量微電腦控制器的143通道始終沒有電壓輸出。至此，故障問題的癥結就出在這里。

針對這一故障問題的癥結，通常的處理辦法是更換整個微電腦控制器電路板，但限于當時船舶并沒有相關備件，只好另尋其他應急替代措施。

通過現場重新緊固有關接插件，發現應急發電機的就地運行指示燈在啟動成功后是可以常亮的。根據上文原理分析，運行指示燈常亮說明繼電器KA18得電，說明運行指示通道140的輸出信號是正常的。而允許合閘信號輸出通道143，與通道140的控制方式完全一致，只是143通道多經過了一個15 s的延時環節。由此，完全可以借用140通道的輸出信號，串聯一個時間繼電器并設定延時15 s，將其延時閉合觸點接入223、224端子作為應急發電機的允許合閘信號。

具體處理及成效：確定140通道的容量足夠再加裝一個繼電器，并在通道140上并聯出一條通道。用一個DC24V的時間繼電器，串聯入140新并出的輸出通道，串接“工作/試驗”選擇開關SW4以防止試驗時應急發電機主開關誤合閘。如圖5所示，改裝完成后，經過多次的實驗結果驗證，應急發電機主開關恢復了自動合閘與分閘的功能，且非?？煽俊?/p>

5結 語

通過某輪這一故障處理實例的成功實踐表明，在非常規時間內，面對急迫且有PLC、微電腦控制等高度集成化，看似復雜化的問題，也可以通過分析并吃透系統及設備的工作原理，結合現場經驗，進而用簡易并行之有效的替代措施加以解決。