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“德翔”轮电力系统及故障检修

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1 电力系统在船舶上的作用逐渐加强

从帆船、蒸汽船到内燃机船、电力推进船舶，电力系统在船舶上越来越发挥着重要的作用，电力系统供电的连续性、可靠性和供电品质，将直接影响船舶的安全性、可操作性和经济指标。在现代化船舶上，电力系统越来越复杂，电站自动化程度日益提高，对电站管理人员的要求也越来越高。二十世纪七十年代以后，船舶电力系统的控制形成了功能齐全、性能稳定的由数字集成电路与线性模拟集成电路组成的控制系统。八十年代以后，出现了由单板机或单片机组成的微机控制系统。到了九十年代，PLC的应用增强了控制系统的可靠性。到目前为止，由PLC控制的电站、主机遥控、机舱集中监测报警等系统已不断地更新换代，船舶电力系统已形成了完善的船舶自动电力综合管理系统。特别是最近二十年以来，计算机的不断发展引发了各个领域的技术性变革，航运界的船舶作为新技术的领跑者也深受其影响，使得现代航运对船舶自动化程度和信息集成程度的要求也越来越高。为了适应现代自动化机舱的要求，PLC控制逐渐取代了传统的接触器式继电器控制模式而成为船舶机舱控制的主要环节,PLC系统的使用使电力控制系统更加安全、迅速、可靠，体积也变得更加紧凑、精致、美观。

2 拖轮“德翔”的电力系统

烟台打捞局的“德翔”轮作为二十世纪九十年代末的技术领先船舶，它是一艘主机功率为KW的大型远洋救助拖轮，1998年由上海东海船厂建造。这艘拖轮集救助、供应、拖带三大功能于一身，设备较多，配置较高，许多关键设备采用进口，船舶电站的自动化程度非常高，电站及监测报警系统普遍采用了PLC控制，有两台柴油发电机组和两台主机带动的轴带发电机组作为电源向主配电板供电，还有一台应急发电机在应急情况下向应急配电板供电。主配电板上的空气断路器（AIR CIRCUIT BREAKER 简称ACB）共有有8个，右柴油发电机空气断路器是其中的一个。该轮的电力系统主要由发电机、主配电板、应急配电板、电力网络和用电设备组成，空气断路器作为连接发电机与主配电板的配电装置关键部件，它的工作状态直接关系到全船电网的稳定及船舶安全。鉴于该轮作为拖轮的特殊性，柴油发电机组昼夜不停地持续向主配电板供电，而轴带发电机组只有在主机运转时才向两台艏侧推、一台艉侧推、拖缆机、散货空压机等大功率设备供电。一些最基本的、最常用的、最重要的电器设备诸如舵机、锚机、辅锅炉、照明变压器、可调螺距螺旋桨油泵电机、主机海水泵电机、燃油泵电机、分油机、主机滑油备用泵电机、应急配电板等，一直由柴油发电机组持续供电。柴油发电机组如此重要，作为连接柴油发电机组和主配电板的空气断路器也显得举足轻重。如果说主配电板是船舶电力系统的心脏，那么空气断路器就是船舶电力系统的咽喉。

3 空气断路器故障

作为大型远洋救助拖轮，“德翔”轮的机电配置明显比散货船和集装箱船复杂，它配备了双车双舵、前驾驶台、后驾驶台、鲨鱼钳、对外消防炮等设施。正因为它配置完整，机电设备数量较多，机电设备发生的故障几率也较多。从2013年10月至2014年4月期间，在这6个月的时间内，右柴油发电机空气断路器在并网供电过程中发生过两次突然跳闸故障，每次跳闸并无事先报警警示，而且跳闸后发电机运转正常，空气断路器也能立即手动合闸供电。这种故障现象并不多见，它发生的几率较低，没有规律可循，这种现象为故障的查找带来很大不便。由于右柴油发电机空气断路器供电不可靠，为了安全起见，在航行中一般不用右柴油发电机向主配电板供电，只有在抛锚或靠泊时用右柴油发电机向主配电板供电。但是，机舱人员一直在查找右柴油发电机空气断路器非正常跳闸的原因，以便根除隐患，使右柴油发电机能够正常地投入运行，使左柴油发电机得到足够的休息和保养，毕竟该轮只有两台柴油发电机组。

3.1 查找外部原因

首先，我们从与右柴油发电机空气断路器有关的外部电路查找原因。由于怀疑主配电板为右柴油发电机空气断路器提供电源的三只保险丝F4101和两只保险丝F4104，检查发现这五只保险丝、保险丝底座、连接导线接触良好，并无松动及老化现象。检查发现手动分闸按钮S4202工作状态稳定，并无误动作的可能性。由于延时欠电压脱扣器的线圈受辅助继电器K7202的触点控制，拆卸、检查、测量、测试辅助继电器K7202，发现它工作状态良好。由于分闸线圈MX还受辅助继电器K4302和K0601的触点控制，我们对这两只辅助继电器也进行了拆卸、检查、测试，发现它们并无问题。过载保护跳闸的可能性也不大，因为右柴油发电机的额定功率为560KW，平时使用时所带负载很少超过200KW；况且空气断路器在过载跳闸前一般都有报警和卸掉次要负载现象。所以，我们也排除了过载跳闸的可能性。右柴油发电机调压器性能良好，电压没有波动现象，况且延时欠电压脱扣器的工作阈值在0.35到0.7Un时延时断开，在0.85Un时延时闭合，这说明电压方面的电气因素并不会预先引起延时欠电压脱扣器的误动作。继电器K4301与右柴油发电机空气断路器自动脱扣有关，我对它的性能进行了测试，发现它没有问题。对右柴油发电机的报警电路进行检查，没有发现问题。对右柴油发电机辅助控制电路，电流变送器电路、负荷转移控制电路也做了测量和检查。