应急电源系统故障分析处置

汪杰

摘要：分析远望三号船应急电源系统故障，采用将发电机启动控制箱、应急配电板开关都打到自动，将应急电源开关在电站临时切断，试验应急发电机在45秒内能否自动启动并自动连接于应急配电板，发现一系列问题，通过研究发现应急发电机不能自动启动的原因是机组各类报警导致启动失败；应急发电机主开关不能自动合闸的原因可能是信号没有给出或者应急发电机电压没有稳定而信号给的太早，寺崎开关欠压保护导致合闸失败。通过分析图纸，在现有不增加元件的情况下，利用现有魏德米勒时间继电器解决了应急发电机主开关不能自动合闸的问题，并在文章最后给出了应急电源系统故障分析处置。

关键词：应急发电机；主开关；报警；时间继电器

1引言

船舶应急电源系统是船舶不可或缺而且非常重要的系统，在船舶发生火灾、跳电或不可预估的情况下主配电板失电，根据相关规定，应急发电机要求在不超过45秒下自动启动并自动连接于应急配电板，使得船舶应急系统、关键设备能暂时得电，保障了船舶在危险航道在主电源失电的情况下能安全行驶、保障了紧急情况下船员在江里、海上的生命安全。

我船应急电源系统由应急发电机组、应急发电机启动控制箱、应急发电机蓄电池组和控制箱，以及应急配电板组成。本文将对本次中修技术改造发现的应急电源系统存在的故障进行论述，并给出解决方法以及应对措施。

2应急发电机启动失败排查

在本次中修技术改造中，对应急发电机进行了维护修理，并对应急发电机主开关进行了更换,我们知道，主电源与应急电源是有着非常重要的连锁的，即主电源失效后的应急发电机自动启动以及自动合闸上网。如图1即为应急发电机自动启动并投入电网流程图，然而本次应急发电机试验确并没有自动启动成功.由于在不久之前，应急发电机做过盐水缸负荷试验，所以首先不考虑机组本身问题，先对机组电控系统进行了研究排查。从研究图纸发现，导致应急发电机无法自动启动由以下几个原因组成：滑油低压、燃油液位低、冷却水低压、冷却水高温、起动电瓶低电压、AC220V绝缘低、AC380V绝缘低。

图1应急电源系统启动流程图

经过排查，发现存在燃油液位低现象，由于燃油液位低是由于应急发电机燃油油柜液位低信号是由柜中液位传感器给出，而因船中修，无法补油，而燃油柜中仍然存在可供运行较长时间的燃油，最后通过短接此信号，达到先消除此报警信号达到自动启动的条件。随后试验，发现能够自动启机。

但是等待了2分钟，远远超过了45S,发现应急发电机并不能自动合闸。

3应急发电机主开关无法自动合闸故障排查

3.1电路故障分析

由于考虑到应急发电机已经自动启动，而主开关却没有自动合闸，而应急发电机修理过和主开关更换过，从而考虑到以下几个方面：

1.应急发电机控制箱合闸信号没有给出，应急发电机启动控制箱电气存在问题；

2.应急发电机信号已经给出，而没有到应急配电板，外部线路存在问题；

3.应急发电机主开关收到信号，没有合闸，应急发电机主开关存在问题。

首先考虑发电机合闸信号没有给出，通过分析图纸，发现合闸信号如下图2给出。

图2合闸信号电路图

在应急发电机启动后，量取了67、68两点，发现导通，可以得出结论，信号已经由应发启动控制箱给出。

接着考虑到信号是否传输到应急配电板，也就是中途线路有没有断开，通过67和68两个节点分别接地，用万用表量13与14对地，确认合闸信号外部线，然后67和68两线短接，再通过万用表量13和14通断，发现并没有问题，排除外部线不通。

最后考虑到，是否因为换了应急发电机主开关而导致主开关不合闸。在应急发电机启动一段时间的情况后，通过利用短接应急发电机主开关自动合闸两个节点，发现主开关自动合闸，而用万用表量取了到应急发电机自动合闸节点的两条线，发现合闸信号也已经给出到了应急发电机主开关自动合闸节点上。因此排除了此项故障。

由于故障信号已经由应急发电机启动控制箱给出，也已经顺利到达应急发电机主开关合闸触点上，然而主开关却并没有自动合闸，再次猜想是否由开关自身保护导致。再次分析图纸发现，发电机合闸信号从发电机启动时就给出了，如图3所示：

图312K继电器线圈电路图

一旦应急发电机启动，就会给出-12V的电压，从而使得12K继电器线圈得电，而我们知道，一旦12K得电，如图2,12K常开触点立即闭合，使得应急发电机启动箱给出合闸信号。而此时，应急发电机并没有建立稳定的电压与频率，而最新的寺崎开关是有欠压保护的，导致了应急发电机主开关并没有顺利合闸，此时，解答了为什么信号给出主开关却没有自动合闸，而在应急发电机启动后，一段时间后短接主开关自动合闸节点，主开关能自动合闸。从而得出应该等应急发电机建立了稳定的电压以后才给主开关合闸信号。

3.2解决方案

通过上述分析，得出了两种方案：一便是在应急配电板与主开关之间加一个延时继电器使得接收到的合闸信号晚一点到主开关，二便是在应发启动控制箱里加一个延时继电器使得合闸信号晚一点发出到应急配电板。这两种方案都能使得应急发电机有足够的时间建立稳定的电压。

然而，在应急配电板中加延时继电器，会导致线路有较大改动，走线较困难。而在应急发电机启动控制箱中加延时继电器虽然相对方便，但是并没有预留空间。

再次分析图纸，找到12K继电器，发现此继电器另外还有一副触点连到了一个延时继电器7KT，如下图4所示:

图57KT功能逻辑图

7KT共有两组触点，都能用作延时断开和闭合，而此继电器已经使用了其中一组中的15、18这副触点，而另外一组触点并没有使用。

再次分析：12K继电器得电，图4中12K常闭触点立即断开，7KT失电，而此时我们可以想到7KT中另外组触点中的延时闭合触点可以达到我们想要的延时发出合闸信号的功能，但是此时又考虑两点，第一、此7KT是否在逻辑上与合闸有冲突，导致逻辑错误，产生问题；第二，此延时继电器两组触点延时时间相同，是否可在延时8秒内，使得应急发电机建立稳定的电压。

首先便分析7KT在逻辑上是否与合闸有冲突。7KT已使用触点如下图5所示：

图57KT已使用触点逻辑图

在应急发电机组运行并发生滑油低压或冷却水低压时，会在5K与6K的A1端发出+12V的电压，而可以发现，此延时继电器触点只是用作于刚启动应急发电机时，滑油压力与冷却水压力确实低压，立即断开可以防止发出滑油低压与冷却水低压的报警导致自启动失败，以及在应急发电机停止时，此触点延时闭合，使应急发电机组停机以后确实滑油低压与冷却水低压从而防止产生报警，所以与自动合闸信号在逻辑上并没有冲突，所以此方案在逻辑上可行。

通过重新接线将13、14接到7KT上的25、28这副触点上，可以得到如下图6合闸信号：

图6修改后合闸信号电路图

其次，便分析原设定的8秒是否满足应急发电机组能够建立稳定的电压的要求，是否需要加长时间，首先通过应急配电板上柴油机组电压表显示，在应急发电机启动5秒内，便能达到稳定电压，为了确保此时间可靠，又进行了多次应急发电机自动启动合闸试验，发现每次都能自动启动并成功合闸。而通过测试每一次时间，发现均符合应急电源在45秒内能投入应急电网这个要求。

4结束语

通过此次应急电源系统故障排查，在排除应急发电机机组本体发生故障时，可以得到结论：如果应急发电机不能自动启动，查找应急发电机是否有报警存在滑油低压、燃油液位低、冷却水低压、冷却水高温、起动电瓶低电压、AC220V绝缘低、AC380V绝缘低等报警存在，及时排除。如果不能自动合闸，排查启动控制箱、外部线路到主开关信号是否给出，是否有足够的时间让应急发电机建立稳定的电压使得应急电源能进入应急电网正常供电。

参考文献

[1]船舶电气.大连海事大学出版社，人民交通出版社.

[2]船舶电站.哈尔滨工程大学出版社.

[3]继电器产品手册.机械工业出版社.