船舶应急发电机微电脑控制器故障处理实例

船舶应急发电机的重要性不言而喻，而当前应急发电机的自动控制系统，多采用PLC（可编程逻辑控制器）、微电脑的高度集成方式。若在船舶航程中出现应急发电机的控制系统发生故障，船舶设备管理人员往往缺少条件就地快速处理。本文以一则实船应急发电机自动合闸发生故障及其解决案例进行详细论述，旨在为同行处理类似船舶故障提供参考。一、某轮上的应急配电板及应急发电机工作概况某轮上配备了150kW的应急发电机组，并和应急配电板一起组成应急电站，其中应急配电板可由主配电板和应急发电机供电（注：不可同时供电）。图1应急配电板供电原理图如图1所示，正常情况下，该轮主配电板通过联络开关QF-BT闭合向其应急配电板供电，应急发电机组处于自动待机工作模式。当主配电板因故障失电且在设定时间（20s）内不能恢复供电（QF-BT保持自动断开状态），应急发电机控制系统向机组发出自启动指令。应急发电机若连续3次启动都不成功，则停止启动，并发出声光报警。当应急发电机成功启动并经15s稳定运行时，应急发电机控制系统向应急发电机主开关QF-EG发出自动合闸指令，以此实现应急发电机向应急配电板供电。在应急发电机运行过程中，若主配电板恢复正常供电，则自动先断开QF-EG，后闭合QF-BT，应急配电板恢复正常情况下由主配电板供电的工作模式。应急发电机组则经过一定延时后自动停机，恢复到自动待机状态。二、某轮应急配电板失电超时状况轮机员在进行应急发电机自动起动合闸试验时，模拟主配电失电，应急发电机自动启动，并自动向应急配电板供电的过程。按照正常程序应该是应急配电板联络开关自动跳开，应急发电机自动启动成功后，延时15s后，应急发电机主开关自动合闸。但是此次，在应急发电机启动成功，应急配电板上应急发电机主开关并没有自动合闸，应急配电板上应急发电机运行指示灯也没有亮起。应急发电机主开关不能自动合闸导致应急配电板失电超时的状况，对船舶应急供电来说是一个安全隐患，也不满足入级规范的要求。三、应急发电机的主开关自动合闸失效及分析基于上述出现的状况及初步排查来看，首先需解决应急发电机运行指示的问题。在核验并排除线路及指示灯故障原因外，问题聚焦在应急发电机控制箱上。图2应急发电机主开关自动合闸电气原理图如图2所示，从应急配电板内的关于应急发电机主开关自动合闸电气原理图来看，其中控制回路电源（10117与10118端）AC220V,通过220V/380V变压器引自应急发电机机端，即当应急发电机启动成功后，10117与10118之间便有了AC220V电压。k105.5为应发主开关合闸继电器，当k105.5得电时，应急发电机主开关合闸线圈得电，主开关因此合闸。在手动/自动选择开关SA105.51放自动位时，k105.5要得电，须满足下列闭合条件：（1）k105.2应发主开关合闸继电器在主开关断开时失电闭合；（2）k122.8延时继电器在应急配电板失电后，延时35s闭合；（3）k122.3联络开关合闸继电器在联络开关断开时失电闭合；（4）XR1接线端子排的3、4端子闭合。通过用万用表检测以上各继电器触点的通断情况后发现，条件（1）（2）（3）均满足，但（4）不满足：XR1端子排的3、4端子一直处于断开状态。从应急配电板接线图册中得知，XR1的3、4端子接自应急发电机自动启动控制箱的223、224端子。至此，问题应具体出现在应急发电机的启动控制箱的线路上。四、应急发电机微电脑控制器故障及处理图3应急发电机自动启动微电脑控制器原理图a图4应急发电机自动启动微电脑控制器原理图b经研究应急发电机微电脑控制的电气原理图，如图3、图4所示，了解到，应急发电机启动成功后，微电脑控制器140输出通道对应的继电器KA18得电，常开触点闭合，以此对外输出应急发电机运行信号。此时，应急配电板上的应急发电机运行指示灯就应会被点亮。经过15s延时，由143通道通过继电器KA15对外给出允许合闸信号。具体方式为，通过连接KA15辅助常开触点的外部接线端子223、224，输出闭合信号到应急配电板的XR1的3、4端子，进而完成应急发电机主开关的合闸操作。出现这起故障后，实际情况是继电器KA15在应急发电机启动成功后延时30s内一直没有得电，测量微电脑控制器的143通道始终没有电压输出。至此，故障问题的症结就出在这里。针对这一故障问题的症结，通常的处理办法是更换整个微电脑控制器电路板，但限于当时船舶并没有相关备件，只好另寻其他应急替代措施。通过现场重新紧固有关接插件，发现应急发电机的就地运行指示灯在启动成功后是可以常亮的。根据上文原理分析，运行指示灯常亮说明继电器KA18得电，说明运行指示通道140的输出信号是正常的。而允许合闸信号输出通道143，与通道140的控制方式完全一致，只是143通道多经过了一个15s的延时环节。由此，完全可以借用140通道的输出信号，串联一个时间继电器并设定延时15s，将其延时闭合触点接入223、224端子作为应急发电机的允许合闸信号。具体处理及成效：确定140通道的容量足够再加装一个继电器，并在通道140上并联出一条通道。用一个DC24V的时间继电器，串联入140新并出的输出通道，串接“工作/试验”选择开关SW4以防止试验时应急发电机主开关误合闸。如图5所示，改装完成后，经过多次的实验结果验证，应急发电机主开关恢复了自动合闸与分闸的功