論文題目:船舶電站調(diào)試及故障分析序隨著工廠轉(zhuǎn)型模式的深入，市場化的競爭機(jī)制對產(chǎn)品周期和質(zhì)量提出了更高的要求。特別是近幾年，我單位修理的船舶周期短，質(zhì)量要求高。船舶下水后將進(jìn)入系泊實(shí)驗(yàn)階段，船舶電站的通電方式是所有系泊實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，也就是船舶電氣系泊實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。也就是所有系泊實(shí)驗(yàn)的開始。電站是全船電力系統(tǒng)的心臟。由于船舶電站容量小，它是整個船舶電力系統(tǒng)的心臟。由于船舶電站容量小，當(dāng)大電機(jī)啟動時(shí)，會對電網(wǎng)造成很大的沖擊，因此要求船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)發(fā)動機(jī)承受過載能力大。由于船舶工況變化頻繁，要求船用并聯(lián)裝置簡單可靠，而主配電裝置是船舶電力系統(tǒng)的中樞，其功能是控制和監(jiān)視主發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，根據(jù)需求將主發(fā)電機(jī)輸出的電能分配到全船電網(wǎng)。主配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件多。在這種情況下，如何合理地調(diào)節(jié)模式成為船舶正常系泊試驗(yàn)的前提。[摘要]本文主要詳細(xì)闡述了船舶電站的調(diào)試過程，同時(shí)對船舶主配電設(shè)備的逐步標(biāo)準(zhǔn)化提出了自己的見解。[關(guān)鍵詞:]分步調(diào)試聯(lián)鎖負(fù)荷轉(zhuǎn)移船舶電站測試1.1通電前檢查并給主配電板通電。在完成船舶電站的試驗(yàn)之前，首先要給主配電板通電；其工作程序如下:檢查配電盤的外觀完整性，所有零部件是否完好。檢查設(shè)備部是否有雜物，清理設(shè)備外部的灰塵。檢查車輛設(shè)備部的固定是否緊固可靠。檢查設(shè)備屏之間的總線連接是否安全可靠，屏之間的控制線和屏線連接是否可靠。檢查設(shè)備的安全接地是否牢固。檢查設(shè)備電纜連接的正確性。檢查設(shè)備輸出大負(fù)荷面的電源電纜連接是否牢固。拆卸設(shè)備和儀器進(jìn)行檢查。設(shè)備重組關(guān)閉設(shè)備面板上所有220V屏和450V屏空氣開關(guān)。檢查設(shè)備面板上的所有空氣開關(guān)是否關(guān)閉。檢查整個電網(wǎng)的絕緣應(yīng)不低于5mω。關(guān)閉儀器電路開關(guān)檢查岸電箱和主板之間的連接電纜是否連接正確。檢查主板和變壓器之間以及變壓器和220V屏之間的連接是否正確。2.發(fā)電機(jī)組測試。2.1柴油發(fā)電機(jī)組的性能檢查2.1.1仔細(xì)檢查柴油發(fā)電機(jī)組的油水系統(tǒng)。2.1.2仔細(xì)檢查電氣設(shè)備安裝的完整性和接線的正確性。檢查電氣系統(tǒng)供電的正確性。用500V兆歐表檢查發(fā)電機(jī)及其它電氣設(shè)備系統(tǒng)的絕緣，對地絕緣不低于1mω。2.2柴油發(fā)電機(jī)組的性能測試2.2.1機(jī)組啟動性能試驗(yàn)將“機(jī)旁/遙控”轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“機(jī)旁”位置，通過機(jī)器啟動柴油機(jī)機(jī)組三次，觀察發(fā)電機(jī)屏電壓和電流表在主板上的指示是否準(zhǔn)確。用相序表檢查發(fā)電機(jī)的相序是否與母線相序一致，將‘發(fā)電機(jī)旁/遙控’開關(guān)置于遙控位置，然后在主板上遙控啟動和停止發(fā)電機(jī)三次，遙控調(diào)速和調(diào)壓試驗(yàn)。2.2.2發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)試驗(yàn)啟動電機(jī)組分別按下機(jī)器旁邊和主板上的急停按鈕。該裝置應(yīng)立即停止，每個測試應(yīng)進(jìn)行三次。2.3柴油發(fā)電機(jī)組測試2.3.1柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)的工況和試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)按20%負(fù)荷15分鐘、50%負(fù)荷15分鐘、75%負(fù)荷半小時(shí)、100%負(fù)荷2小時(shí)、110%負(fù)荷半小時(shí)依次進(jìn)行。試驗(yàn)過程中，柴油機(jī)潤滑油和冷卻水的溫度、壓力、排氣溫度等。應(yīng)做好記錄，其中滿負(fù)荷應(yīng)每小時(shí)記錄一次，其他工況應(yīng)在試塊結(jié)束時(shí)記錄。記錄各種負(fù)載條件下的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)和速度。測試前，測量并記錄冷態(tài)絕緣電阻。測試后，立即測量并記錄發(fā)電機(jī)的熱絕緣電阻。發(fā)電機(jī)的熱絕緣電阻應(yīng)不低于1mω。100%負(fù)荷試驗(yàn)后，應(yīng)測量發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子和軸承的溫升。2.3.2發(fā)電機(jī)靜態(tài)調(diào)壓特性試驗(yàn)在額定負(fù)載下，將電壓和頻率調(diào)整到額定值，然后按100%→75%→50%→25%→75%→100%的順序改變負(fù)載(功率因數(shù)﹦0.8)，同時(shí)記錄測點(diǎn)的電壓和頻率。柴油發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓調(diào)整率不應(yīng)超過額定電壓的2.5%。2.3.3柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速特性試驗(yàn)柴油機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然卸載所有負(fù)荷，檢查柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)變化及其穩(wěn)定所需時(shí)間，然后隨機(jī)加50%負(fù)荷和50%，檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化及其穩(wěn)定所需時(shí)間，連續(xù)做三次。柴油發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)調(diào)節(jié)率小于10%，穩(wěn)定時(shí)間小于5s，穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)率不大于5%。瞬態(tài)電壓調(diào)整率范圍從-15%到+20%。2.3.4在柴油發(fā)電機(jī)69%(220kW)負(fù)荷下，啟動淡水循環(huán)泵(36KW)。此時(shí)運(yùn)行的交流電機(jī)不應(yīng)失步、停轉(zhuǎn)或被電跳閘。2.3.5柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)試試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，將運(yùn)行發(fā)電機(jī)的電壓和頻率調(diào)整到50%額定負(fù)荷時(shí)的額定狀態(tài)，并入待接電阻。然后，將每臺發(fā)電機(jī)的負(fù)荷調(diào)整到額定負(fù)荷點(diǎn)的75%，按照75%→50%→25%→50%→75%→100%→75%的順序改變負(fù)荷。每個負(fù)荷點(diǎn)的并聯(lián)運(yùn)行時(shí)間為5分鐘。每臺發(fā)電機(jī)的實(shí)際有功功率與按發(fā)電機(jī)額定功率計(jì)算的功率分配比之差不得超過發(fā)電機(jī)額定有功功率的15%。每臺發(fā)電機(jī)實(shí)際承擔(dān)的無功功率的10%。負(fù)荷轉(zhuǎn)移試驗(yàn)將第二臺發(fā)電機(jī)接入運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)進(jìn)行短期并聯(lián)運(yùn)行轉(zhuǎn)移負(fù)荷，檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移負(fù)荷的可靠性。柴油發(fā)電機(jī)和軸帶發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)和港口發(fā)電機(jī)短時(shí)間并聯(lián)運(yùn)行以轉(zhuǎn)移負(fù)荷。檢查發(fā)電機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的可靠性。軸帶發(fā)電機(jī)試驗(yàn)軸機(jī)試驗(yàn)應(yīng)在主機(jī)試驗(yàn)板檢驗(yàn)合格后進(jìn)行，其負(fù)荷試驗(yàn)、靜態(tài)調(diào)壓特性、調(diào)速特性參照發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)。軸帶發(fā)電機(jī)之間或軸帶發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)之間不需要平行試驗(yàn)。僅進(jìn)行手動負(fù)載轉(zhuǎn)移測試。測試結(jié)束時(shí)，所有電氣設(shè)備的熱電阻應(yīng)不低于1兆歐。三個主配電盤的功能測試3.1遙控調(diào)速試驗(yàn)和調(diào)壓試驗(yàn)3.1.1啟動發(fā)電機(jī)，將“機(jī)遙控”切換到遙控位置，然后用主板上的遙控調(diào)速開關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)組，觀察機(jī)組轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的±10%范圍內(nèi)均勻穩(wěn)定地變化。3.1.2啟動發(fā)電機(jī)組，將“機(jī)遙控”開關(guān)置于遙控位置，然后用主板上的調(diào)壓開關(guān)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓，觀察主板上的電壓表在額定電壓(450V)的±15%范圍內(nèi)變化均勻穩(wěn)定。最后，將電壓調(diào)整到額定的450V位置。3.2主配電板應(yīng)急配電板和岸電之間的聯(lián)鎖3.2.1主電源開關(guān)和岸電開關(guān)之間的聯(lián)鎖試驗(yàn)測試主發(fā)電機(jī)合閘開關(guān)和岸電開關(guān)是否聯(lián)鎖，不能同時(shí)合閘，主發(fā)電機(jī)開關(guān)功能優(yōu)先。當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)的合閘開關(guān)未合上時(shí)，岸上有電時(shí)，岸電開關(guān)應(yīng)能合上。如果發(fā)電機(jī)的任何一個閉合開關(guān)閉合以向電網(wǎng)供電，則岸電開關(guān)不能閉合。如果岸電開關(guān)閉合，當(dāng)按下任一臺發(fā)電機(jī)的合閘按鈕時(shí)，應(yīng)先斷開岸電開關(guān)，同時(shí)發(fā)電機(jī)開關(guān)會自動閉合。應(yīng)對每臺發(fā)電機(jī)的主開關(guān)進(jìn)行測試。3.2.2主配電盤和應(yīng)急配電盤之間的聯(lián)鎖啟動任何主發(fā)電機(jī)時(shí)，向電網(wǎng)供電。關(guān)閉主板，給相應(yīng)板的接觸開關(guān)的相應(yīng)板供電。啟動應(yīng)急發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)的合閘開關(guān)不能閉合。應(yīng)急發(fā)電機(jī)對應(yīng)板給主板供電，任一主發(fā)電機(jī)按下合閘按鈕，應(yīng)先切斷應(yīng)急發(fā)電機(jī)開關(guān)，再切換為主發(fā)電機(jī)給主板和主板供電。3.3欠壓保護(hù)測試當(dāng)啟動任何一臺發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)供電時(shí)，按下急停按鈕。當(dāng)電壓降至欠壓保護(hù)的動作值(157-315V)時(shí)，發(fā)電機(jī)開關(guān)應(yīng)自動打開。分別測試兩臺軸帶發(fā)電機(jī)、兩臺柴油發(fā)電機(jī)和應(yīng)急發(fā)電機(jī)的開關(guān)，記錄動作值。3.4過流和短路保護(hù)測試當(dāng)任一臺發(fā)電機(jī)啟動向電網(wǎng)供電時(shí)，模擬器模擬發(fā)電機(jī)額定電流的125%-135%時(shí)，應(yīng)在兩分鐘內(nèi)關(guān)閉發(fā)電機(jī)主開關(guān)；當(dāng)模擬器模擬發(fā)電機(jī)額定電流的200%-300%時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)關(guān)閉發(fā)電機(jī)主開關(guān)。分別測試兩臺軸帶發(fā)電機(jī)、兩臺柴油發(fā)電機(jī)和應(yīng)急發(fā)電機(jī)的主開關(guān)，記錄動作值和時(shí)間。3.5過載保護(hù)測試當(dāng)任一臺發(fā)電機(jī)啟動向電網(wǎng)供電時(shí)，當(dāng)水負(fù)荷達(dá)到發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷的85%時(shí)，應(yīng)切斷全船空調(diào)等二次卸載設(shè)備。當(dāng)加水至發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷的90%時(shí)，全船一級卸載設(shè)備應(yīng)切斷。對每臺發(fā)電機(jī)分別進(jìn)行該測試，并記錄動作值。3.6逆功率保護(hù)動作試驗(yàn)啟動兩臺發(fā)電機(jī)組。先將一套投入電網(wǎng)，增加負(fù)荷至額定有功負(fù)荷的50%，另一套用并聯(lián)面板的手動并聯(lián)按鈕接入電網(wǎng)，以此來分配負(fù)荷，使兩套保持一致。反向動力是人為造成的，一個機(jī)組轉(zhuǎn)速降低，另一個機(jī)組轉(zhuǎn)速升高。每個主開關(guān)進(jìn)行三次逆功率保護(hù)試驗(yàn)，記錄逆功率保護(hù)動作值和延長時(shí)間。要求逆功率為額定功率的8-15%，主開關(guān)延時(shí)3-10秒跳閘，主配電板上發(fā)出報(bào)警指示。3.7手動平行測試將“發(fā)電機(jī)旁及遙控”開關(guān)置于遙控位置，啟動主板上的兩臺柴油發(fā)電機(jī)。首先由一臺發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)供電，利用同期表和并列屏上的合閘按鈕進(jìn)行手動并列試驗(yàn)。測試過程中，同步表指示的頻差為0.1-0.2Hz，相位差接近于零。按下待并聯(lián)發(fā)電機(jī)的組合開關(guān)按鈕，并網(wǎng)機(jī)組和非并網(wǎng)機(jī)組能可靠并聯(lián)運(yùn)行。測試進(jìn)行三次。4.測試中遇到的問題及解決方案在實(shí)驗(yàn)過程中，我們遇到了許多困難，但通過采取相應(yīng)的措施，這些問題都得到了解決。這里有一些例子。4.1主配電板常見故障主配電板是開關(guān)裝置和控制裝置的組合配置，用于接通/斷開、監(jiān)視、控制和保護(hù)船舶主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力和供應(yīng)給全船電氣設(shè)備的電力。主配電板通常由發(fā)電機(jī)控制面板、并聯(lián)母線面板、負(fù)荷面板、起動面板等組成。發(fā)電機(jī)控制面板用于控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和保護(hù)發(fā)電機(jī)組，每臺發(fā)電機(jī)組需要配備單獨(dú)的控制面板。通用空氣開關(guān)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了船舶發(fā)電機(jī)的短路、過載或欠壓保護(hù)。自動空氣總開關(guān)不僅用于斷開或閉合正常電路，也是一種自動切斷故障的保護(hù)電器。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)短路、過載或欠壓時(shí)，主開關(guān)的過載線圈能準(zhǔn)確反映過流或欠壓的大小，并在達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制開關(guān)的跳閘機(jī)構(gòu)關(guān)斷主開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)保護(hù)的目的。我廠維修的主開關(guān)多為“DW”系列或“AH”系列。主開關(guān)雖然有各種類型，但其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大體相同，一般包括:接觸系統(tǒng)、滅弧室、過電流脫扣器、失壓脫扣器、分路脫扣器、自由脫扣機(jī)構(gòu)、電動操作機(jī)構(gòu)和手動操作機(jī)構(gòu)、閉鎖裝置等。如果主開關(guān)因素未能合上制動器，首先檢查四連桿傳動機(jī)構(gòu)和脫扣鉤是否連接正確，過載、失壓和分路脫扣裝置是否復(fù)位。然后檢查主開關(guān)半導(dǎo)體脫扣器的控制電路板是否有故障，更換備用電路板使主開關(guān)正常工作。對于新安裝的主配電板，檢查每個螺栓是否松動。比如其中一個母線螺栓松動，三個電流不平衡，加負(fù)荷時(shí)另外兩個電流跳閘。主配電板在運(yùn)行中的維護(hù)要以日常的認(rèn)真維護(hù)為重點(diǎn)，因?yàn)榇敖?jīng)常在海上航行，所以要有自己的能力進(jìn)行維護(hù)。以下是維護(hù)檢查的主要項(xiàng)目:(1)由于主配電板經(jīng)常振動，故障多發(fā)生在振動強(qiáng)烈的地方，需要檢查振動原因并排除，如避免共振轉(zhuǎn)速、增加防震墊片等。(2)灰塵是接觸不良的原因。容易附著灰塵的地方，如端子板、防塵罩等，要經(jīng)常清理。(3)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要經(jīng)常檢查儀表的指針指示是否準(zhǔn)確，特別是負(fù)載啟動和停止時(shí)，要注意指針的動作情況是否正常，從儀表的數(shù)值可以判斷機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。(4)保護(hù)裝置的整定值不允許輕易改變。當(dāng)保護(hù)動作值在使用中必須改變時(shí)，必須在改變的地方明確標(biāo)出。當(dāng)保護(hù)裝置動作時(shí)，如斷路器斷開時(shí)，要確認(rèn)是繼電器反向動作、過載跳閘還是失壓跳閘引起的，并做好記錄。確認(rèn)接觸是否良好。4.2發(fā)電機(jī)故障發(fā)電機(jī)不能發(fā)電?？赡苡幸韵略?(1)無勵磁電壓-檢查勵磁機(jī)或整流器。(2)勵磁電壓，無勵磁電流-電刷滑環(huán)接觸不良，勵磁繞組斷線。(3)大修后，勵磁繞組接線不能保證磁極N-S極性的交替分布。(4)發(fā)電機(jī)長期未使用。對于自勵同步發(fā)電機(jī)，磁極剩磁不足，不能自勵，要充磁。(5)電機(jī)有剩磁，但勵磁電流不能自勵，因?yàn)椴荒苤?。只要顛倒刷子的極性。(6)發(fā)電機(jī)繞組溫度高，軸承溫度高，一般是由于繞組絕緣下降，灰塵太多散熱不好，端部軸承磨損等原因造成的。做法是結(jié)合船檢，定期對發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆解、清洗、浸漆、烘干、更換軸承。(7)由于振動，發(fā)電機(jī)線頭斷裂，特別是使用4135系列柴油機(jī)作為原動機(jī)的發(fā)電機(jī)，離心力和振動比使用6135系列柴油機(jī)的大。發(fā)電機(jī)可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置的導(dǎo)線更容易被地震折斷。解決這些問題，除了保證發(fā)電機(jī)軸線與原動機(jī)軸線一致，減少震源外，可控相復(fù)勵恒壓裝置采用支架支撐，使其與發(fā)電機(jī)震源隔離。4.3發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定的原因及預(yù)防措施。(1)原動機(jī)的速度不均勻。(2)原動機(jī)的速度變化率太小。(3)原動機(jī)調(diào)速器的靈敏度太高。(4)往復(fù)式原動機(jī)驅(qū)動力矩的頻率往往與發(fā)電機(jī)的固有頻率相分離，需要適當(dāng)放大其慣性輪。(5)將制動繞組安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極上。其功能類似于感應(yīng)電機(jī)的鼠籠。當(dāng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，與發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度為零，制動繞組不起作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子振蕩時(shí)，轉(zhuǎn)子速度不再同步。此時(shí)制動繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，從而抑制“擺動”。(6)為防止調(diào)速器靈敏度過高，應(yīng)裝設(shè)阻尼器，并對調(diào)速器的動作增加延時(shí)時(shí)限。(7)適當(dāng)提高發(fā)電機(jī)原動機(jī)的速度轉(zhuǎn)換率，即提高調(diào)速特性的斜率。船舶電網(wǎng)的維護(hù)及常見故障排除方法航行安全要求船舶電站供電具有高度的連續(xù)性、可靠性和安全性。很大程度上取決于艦船電網(wǎng)的絕緣情況。如果船舶電網(wǎng)絕緣降低或損壞，會造成漏電甚至擊穿，導(dǎo)致舵機(jī)失靈、配電板斷電，甚至觸電、火災(zāi)。因此，對船舶電網(wǎng)的最小允許絕緣電阻有一定的規(guī)定和要求。由于船舶電網(wǎng)常年運(yùn)行在潮濕、高溫、振動、油霧等惡劣環(huán)境中，船舶電網(wǎng)的絕緣電阻經(jīng)常降低，甚至達(dá)不到規(guī)程的要求。因此，必須加強(qiáng)對船舶電網(wǎng)的維護(hù)，使電網(wǎng)保持良好的絕緣水平。5.1船舶電網(wǎng)的維護(hù)(1)船舶在航行、制造或修理時(shí)，必須精心維護(hù)電網(wǎng)，防止電網(wǎng)絕緣電阻降低，防止電纜芯線與外殼之間短路，受到機(jī)械損傷或焊接火花的破壞。(2)平時(shí)，特別是在船舶使用的惡劣條件下，要加強(qiáng)對電網(wǎng)絕緣的監(jiān)測。除常用的絕緣指示燈和兆歐表外，建議采用“#$型電網(wǎng)絕緣監(jiān)測儀，能連續(xù)測量并自動發(fā)出聲光報(bào)警信號。應(yīng)記錄主要電氣設(shè)備的絕緣電阻值，以備將來參考。(3)船舶建造或修理時(shí)，電纜敷設(shè)后，要做好兩端封閉的布線工作，不要擱置太久。暫時(shí)不