船舶主配电板主开关合闸故障实例

船舶主配电板是船舶配电系统的核心部分，发电机的供电、并车、解列、负载分配等都在船舶主配电板上完成。船舶主配电板上的主开关在其中扮演着非常重要的角色，其将母排与发电机有效连接，将发电机所发出的电能分配到船舶的各个负载。本文介绍某例船舶主配电板上1号发电机主开关的合闸线圈故障及处理过程，供同人参考。一、主配电板及主开关简介图1主配电板架构某主配电板采用如图1所示架构,其中DG1、DG2分别是1"、2"发电机,SG1.SG2分别是1"、2"轴带发电机,STP1、STP2分别是1#、2#舰侧推器,BT1、BT2分别是1”、2"箱侧推器,T1、T2分别是1"、2"照明变压器。该配电板有手动、半自动、自动、DP等4种模式,分别为船舶不同工况提供配电。该主配电板的主开关及联络开关均为施耐德万能式断路器MT系列。二、故障现象某次船舶靠泊石油钻井平台抛锚带缆,船舶2#发电机在网工作。出于安全考虑，需要2台发电机并车供电。二管轮在机舱值班,1"发电机启动运转平稳后,使用主配电板半自动模式正常并车，按下“同步”按钮,等待发电机自动调频率,观察各电压表,频率表一切正常,等待10s后发电机并车失败报警,发电机主开关合闸失败报警。三、故障分析及处理根据上述现象，首先判断1"发电机主开关外部控制电路故障,或者1"发电机主开关故障。笔者与二管轮沟通后得知,最近也发生过1次这样的情况，但再次试车时发电机成功并网。1"发电机的部分控制原理图见图2~4。图2发电机主开关控制电路图3发电机辅助继电器控制电路图4发电机电站管理电路图2中,A2区域中的DG1为发电机主开关的主触点部分,B3区域中的Mic5.0为主开关的控制单元部分，A4区域的XF为主开关内部的合闸线圈,A5区域的M为主开关内部的电动蓄能机构,A8区域的MN为主开关内部的分闸线圈,其他部分为外部控制线路。图3中,B2到B5区域的QF1~QF4、SDE为主开关内部的辅助触点模块,分别用于控制表示开关状态的指示灯(红灯、绿灯和故障灯)及输出到同步屏的PLC控制模块,以反馈1"发电机的分、合闸状态,从而达到负反馈的控制效果。B9区域为开关的分闸控制线路,手动分闸、PLC控制分闸、PPU控制分闸都通过该控制线路完成,C9区域的K165.9中间继电器为中间使者,通过该中间继电器的触点控制图1中MN线圈的失电,使1"发电机的主开关分闸。图4中M173.2Muti-line2PPU是1"发电机的并车保护单元,发电机的升速由M173.2的66输出端口控制,发电机的降速由M173.2的68输出端口控制,分别通过2个中间继电器K173.6、K173.7的触点控制电动电位器K169.4(原理见图5)的正反转﹐从而改变电位器的输出电阻,以控制发电机的转速,达到调频的要求。图5发电机调速控制电路发电机在半自动、自动、DP等3种模式时,发电机的并车必须用到PPU模块(M173.2),通过17、18端口输出信号控制发电机并车。根据以上电气原理图分析,首先判断PPU是否故障。启动1"发电机,待发电机运行平稳后检查发电机的电压,频率正常;配电板选择到半自动模式，按下“同步”按钮,观察继电器K173.6得电(证明PPU升速端口输出正常),K169.4电动电位器动作(证明电动电位器正常),观察1*发电机频率上升到52Hz(证明发电机调速正常)，此时观察发电机已经满足并车条件;紧接着拆下PPU(M173.2)上17、18输出端口的控制线,用万用表的欧姆挡测量17、18这2个端口的电阻为0(证明在符合并车条件下PPU能够输出同步信号,进一步证明非PPU原因造成的并车失败)，接回17、18控制电缆。通过以上判断，此次并车失败非PPU原因。判断XF合闸线圈的控制电源是否故障。使用万用表的电压挡,测量16117与16118之间的电压为220V(AC)，正常。用万用表的欧姆挡检查图1中B4区域K165.2触点之间的电阻为0(证明此触点正常),检查此区域的各处接线无松动,无断线情况,断定不是XF合闸线圈控制电源的故障。根据以上2个判断，大致锁定故障范围,应是XF合闸线圈故障或开关内部机械结构故障。根据从易到难的故障判断方法，先判断XF合闸线圈是否故障。XF合闸线圈实质上是个类似于电磁阀结构的机构。在保证安全的情况下,将开关从配电板摇出,拆下开关前面板，拆下开关的合闸线圈XF,用万用表欧姆挡测量合闸线圈XF的定子阻值，测量结果为无穷大(见图6),断定此合闸线圈XF故障。图6测量合闸线圈XF的定子阻值由于船舶在海上且无配件，正好1"*轴带发电机的主开关暂时不用,故拆下轴带发电机主开关合闸线圈，更换到1"发电机主开关上装复。再次启动1"发电机,并车成功,故障排除。四、结束语发电机主开关是配电板的重要组成部分，由于发电机主开关比较昂贵,考虑船舶运营成本,船公司一般不会配置整台主开关作为配件,这就需要船舶电气主管人员对船舶主开关的结构、电气原理非常了解,遇到主开关故障能进行修理。此类开关在合闸、分闸时振动较大,容易出现蓄能机构齿轮打滑、合闸线圈烧坏、分闸/