船舶電站調(diào)試及故障分析.doc

1、論文題目：船舶電站調(diào)試及故障分析前言隨著工廠轉(zhuǎn)換模式的步步深入，市場化的競爭機(jī)制對產(chǎn)品的周期及質(zhì)量要求提出了更高的要求。特別是近年來我單位修理的艦艇，周期短，質(zhì)量要求高，船舶下水后就進(jìn)入系泊實驗階段，而船舶電站的通電調(diào)式則是所有系泊試驗的基礎(chǔ)，也就是船舶電氣系泊試驗的重點和難點。也就是所有系泊實驗的開始。電站是全船動力系統(tǒng)的心臟。由于船舶電站容量小是全船動力系統(tǒng)的心臟。由于船舶電站容量小，當(dāng)大的電動機(jī)啟動時，對電網(wǎng)的沖擊比較大，因而對船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了較高的要求。同時發(fā)動機(jī)具有較大的承受過載的能力。由于船舶工況變動頻繁，要求船用并車裝置簡單,可靠，而主配電裝置時船舶電力系統(tǒng)的中樞，其作

2、用是控制和監(jiān)視主發(fā)電機(jī)的工作情況，并將主發(fā)電機(jī)輸出的電能按需求向全船電網(wǎng)進(jìn)行分配。主配電裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜零部件很多，在這種情況下，如何規(guī)范合理的進(jìn)行調(diào)式就成了船舶系泊試驗正常進(jìn)行的前提條件?！菊勘疚闹饕痛半娬镜恼{(diào)試過程進(jìn)行詳細(xì)的闡述，同時對船舶主要配電裝置過程的規(guī)范化個步驟化提出自己的見解?！娟P(guān)鍵詞】步驟化調(diào)試 聯(lián)鎖 負(fù)荷轉(zhuǎn)移一 船舶電站的試驗1.1 主配電板通電前的檢查及通電工作 在完成船舶電站的試驗前，我們先要做好主配電板的通電工作;其工作程序如下：1.1.1 檢查配電板外觀的完整性，內(nèi)部零件及部件是否完好無損1.1.2 檢查設(shè)備內(nèi)部是否有雜物，清潔設(shè)備內(nèi)外的灰塵1.1.3 檢車設(shè)備

3、內(nèi)部鏈接固定是否緊固 可靠1.1.4 檢查設(shè)備屏與屏之間匯流排連接是否緊固可靠 屏與屏之間的控制線 過屏線連接是否可靠1.1.5 檢查設(shè)備的安全接地是否牢靠1.1.6 檢查設(shè)備電纜連接的正確性1.1.7 檢查設(shè)備內(nèi)輸出大載面動力電纜連接是否牢靠1.1.8 拆卸設(shè)備儀表送檢1.1.9 設(shè)備儀表復(fù)裝1.1.10 關(guān)閉設(shè)備面板上所有220V屏及450V屏空氣開關(guān)1.1.11 檢查設(shè)備面板上所有空氣開關(guān)是否關(guān)閉1.1.12 檢查整個電網(wǎng)絕緣應(yīng)不小于5M1.1.13 合上儀表回路開關(guān)1.1.14 檢查岸電箱至主板之間的連接電纜連接是否準(zhǔn)確1.1.15 檢查主板至變壓器、變壓器至220V屏之間的連接是否

4、正確二 發(fā)電機(jī)組試驗。 2.1 柴油發(fā)電機(jī)組性能檢查 2.1.1仔細(xì)檢查為柴油發(fā)電機(jī)組服務(wù)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 接線的正確性。檢查電氣系統(tǒng)供電的正確性。用500V兆歐表對發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢查，其對地絕緣不小于1M 。2.2 柴油發(fā)電機(jī)組性能試驗2.2.1 機(jī)組啟動性能試驗 將機(jī)旁遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)處于機(jī)旁位置，機(jī)旁起動柴油發(fā)動機(jī)組3次，在主板上觀察發(fā)電機(jī)屏電壓、電流表指示是否準(zhǔn)確。用相序表檢查發(fā)電機(jī)的相序是否與母排一致，將機(jī)旁遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)處于遙控位置，再在主板遙控起停發(fā)電機(jī)3次，并將遙控調(diào)速和調(diào)壓試驗。2.2.2發(fā)電機(jī)組應(yīng)急停車試驗 起發(fā)動電機(jī)組分別在機(jī)旁

5、與主板上按下緊急停車按鈕。機(jī)組應(yīng)立即停車，試驗各進(jìn)行三次。2.3 柴油發(fā)電機(jī)組試驗2.3.1柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷試驗的工況及試驗時間應(yīng)按20負(fù)載15分鐘，50負(fù)載15分鐘，75負(fù)載半個小時，100負(fù)載2個小時，110負(fù)載半個小時，依次進(jìn)行。 在試驗時，柴油機(jī)的滑油、冷卻水的溫度及壓力，排氣溫度等。應(yīng)作好記錄，其中滿載每小時記錄1次，其他工況在試驗塊結(jié)束時記錄即可。 將各種負(fù)荷情況下的電壓、電流、頻率，功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速作好測量記錄，試驗前應(yīng)測量、記錄冷態(tài)絕緣電阻，試驗后應(yīng)立即測量和記錄熱態(tài)情況下的絕緣電阻，發(fā)電機(jī)的熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于1M ,發(fā)電機(jī)經(jīng)100負(fù)荷試驗后 應(yīng)測量發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、軸承的溫升。

6、 2.3.2 發(fā)電機(jī)的靜態(tài)調(diào)壓特性試驗 在額定負(fù)荷下，將電壓和頻率調(diào)至額定值然后按順序10075502575100改變負(fù)荷（ 功率因數(shù)0.8），同時記錄測量點的電壓和頻率。柴油發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)不超過額定電壓的2.5 。 2.3.3 柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)速特性試驗 柴油機(jī)在滿載負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，突然將負(fù)荷全部卸去，檢查柴油機(jī)運轉(zhuǎn)的變化情況和穩(wěn)定所需的時間，然后將50的負(fù)荷加上并隨機(jī)再加50，檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和達(dá)到穩(wěn)定所需的時間，連續(xù)進(jìn)行3次，柴油發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)調(diào)速率不大于10，穩(wěn)定時間小于5s ，穩(wěn)態(tài)調(diào)速率不大于5.瞬態(tài)電壓調(diào)整率范圍-15到+20 。 2.3.4 在柴油發(fā)電機(jī)69（220KW

7、）負(fù)載下，作起動淡水循環(huán)泵（36KW）的試驗，此時應(yīng)不使運行中的交流電機(jī)動機(jī)失步，停轉(zhuǎn)或者電氣自行脫扣。2.3.5柴油發(fā)電機(jī)的運聯(lián)試驗。試驗時將在運行中的發(fā)電機(jī)在50%額定負(fù)載時電壓和頻率調(diào)至額定狀態(tài)，并入待并發(fā)電阻，然后將各發(fā)電機(jī)的負(fù)載調(diào)至額定的75作為起并負(fù)載點，按順序755025507510075，改變負(fù)載進(jìn)行試驗。每一負(fù)載點并聯(lián)運行時間為5分鐘。各發(fā)電機(jī)實際承擔(dān)的有功功率與按發(fā)電機(jī)額定功率分配功率比例的計算值之差，應(yīng)不超過發(fā)電機(jī)額定有功功率的15 。各發(fā)電機(jī)實際承擔(dān)的無功功率的102.3.6 負(fù)載轉(zhuǎn)移試驗將第二臺發(fā)電機(jī)接入與運行的發(fā)電機(jī)做短時并聯(lián)運行，作轉(zhuǎn)移負(fù)載，檢查發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)移的可

8、靠性。2.3.7 柴油發(fā)電機(jī)與軸帶發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)與停泊發(fā)電機(jī)分別作短時并聯(lián)運行，轉(zhuǎn)移負(fù)荷。檢查發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)移的可靠性。2.3.8 軸帶發(fā)電機(jī)試驗軸帶發(fā)動機(jī)試驗在主機(jī)試驗板檢查完畢后進(jìn)行，其負(fù)載試驗、靜態(tài)調(diào)壓特性、調(diào)速特性，參照發(fā)電機(jī)組試驗。軸帶發(fā)電機(jī)之間或軸發(fā)與柴發(fā)之間不用做并車試驗。只做手動負(fù)載轉(zhuǎn)移試驗。在試驗結(jié)束后 測量所有電氣設(shè)備的熱態(tài)電阻應(yīng)不小于1兆歐。三 主配電板功能試驗3.1 遙控調(diào)速試驗及調(diào)壓試驗3.1.1 起動發(fā)電機(jī)將“機(jī)旁 遙控 ”轉(zhuǎn)換開置于遙控位置，然后用主板上的遙控調(diào)速開關(guān)對機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)、觀察機(jī)組轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的正負(fù)10%的范圍內(nèi)均勻穩(wěn)定變化。3.1.2 起動發(fā)

9、電機(jī)組將“機(jī)旁 遙控” 轉(zhuǎn)換開關(guān)置于遙控位置，然后用主板上的調(diào)壓開關(guān)對發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察主板上電壓表在額定電壓（450V）的正負(fù)15%的范圍內(nèi)均勻穩(wěn)定變化。最后把電壓調(diào)節(jié)在額定450V的位置上。3.2 主配電板應(yīng)急配電板與岸電之間的相互連鎖3.2.1主發(fā)開關(guān)與岸電開關(guān)之間的連鎖試驗試驗主發(fā)電機(jī)合閘開關(guān)和岸電開關(guān)是否相互連鎖，不能同時合閘，且以主發(fā)開關(guān)優(yōu)選的功能。在二臺發(fā)電機(jī)合閘開關(guān)均未合閘，岸電有電時，岸電開關(guān)應(yīng)能合上，若有任何一臺發(fā)電機(jī)合閘開關(guān)合閘，對電網(wǎng)供電，則岸電開關(guān)不能合上。岸電開關(guān)已合閘，則按任何一臺發(fā)電機(jī)的合閘按鈕時，應(yīng)先斷開岸電開關(guān)，同時發(fā)電機(jī)開關(guān)自動合上。對每臺發(fā)

10、電機(jī)主機(jī)開關(guān)均應(yīng)進(jìn)行試驗。3.2.2 主配電板與應(yīng)急配電板之間的連鎖任起動一臺主發(fā)電機(jī)時對電網(wǎng)供電，合上主板至應(yīng)板聯(lián)絡(luò)開關(guān)對應(yīng)板供電，起動應(yīng)急發(fā)電機(jī)時，則應(yīng)急發(fā)電機(jī)合閘開關(guān)不能合閘。若是應(yīng)急發(fā)電機(jī)對應(yīng)板與主板供電時，任何一臺主發(fā)電機(jī)按合閘按鈕，應(yīng)先切斷應(yīng)發(fā)開關(guān)，再轉(zhuǎn)換成主發(fā)對主板和應(yīng)板供電。3.3 欠壓保護(hù)試驗起動任一臺發(fā)電機(jī)對電網(wǎng)供電時，按下急停按鈕，當(dāng)電壓降至欠壓保護(hù)動作值（157-315V）的范圍時，發(fā)電機(jī)開關(guān)應(yīng)自動分閘。分別對二臺軸發(fā)，二臺柴發(fā)及應(yīng)急發(fā)電機(jī)開關(guān)進(jìn)行試驗，記錄動作值。3.4 過流及短路保護(hù)試驗起動任何一臺發(fā)電機(jī)對電網(wǎng)供電時，用模擬器模擬發(fā)電機(jī)額定電流的125%-135%額

11、定電流時，發(fā)電機(jī)主開關(guān)應(yīng)在二分鐘以內(nèi)斷開主開關(guān)；用模擬器模擬發(fā)電機(jī)額定電流200%-300%額定電流時，發(fā)電機(jī)主開關(guān)應(yīng)瞬時斷開。分別對二臺軸發(fā)，二臺柴發(fā)及應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)進(jìn)行試驗，并記錄動作值及時間。3.5 過載保護(hù)試驗起動任何一臺發(fā)電機(jī)對電網(wǎng)供電時，加水負(fù)載至發(fā)電機(jī)85%的額定負(fù)載時應(yīng)切斷全船空調(diào)等二級卸載設(shè)備。加水負(fù)載至發(fā)電機(jī)90%的額定負(fù)載時應(yīng)切斷全船一級卸載設(shè)備。分別對每臺發(fā)電機(jī)做此試驗，并記錄動作值。3.6 逆功率保護(hù)動作試驗起動兩臺發(fā)電機(jī)組，首先將一臺機(jī)組投入電網(wǎng)，將負(fù)載加至50%額定有功負(fù)載，另一臺用并車屏的手動并車按鈕并網(wǎng)，將負(fù)載進(jìn)行分配，保持兩臺機(jī)組一致。人為地造成逆功率，將

12、一臺機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低，另一臺機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，進(jìn)行逆功率保護(hù)試驗，每個主開關(guān)進(jìn)行三次，記錄逆功率保護(hù)動作值及延長時間，要求逆功率在8-15%額定功率，主開關(guān)延時3-10秒跳閘，并在主配電板發(fā)出報警指示。3.7 手動并車試驗將發(fā)電機(jī)“機(jī)旁和遙控”開關(guān)置于遙控位置，在主板上起動兩臺柴油發(fā)電機(jī)，先將一臺發(fā)電機(jī)對電網(wǎng)供電，用并車屏上同步表和合閘按鈕進(jìn)行手動并聯(lián)試驗。試驗時，同步表的指示的頻率差為0.10.2HZ，相位差接近零按下待并發(fā)電機(jī)組合閘按鈕，在網(wǎng)機(jī)組和別并機(jī)組功能可靠并聯(lián)運行，試驗進(jìn)行三次。四 在試驗過程中遇見問題及解決方法 在進(jìn)行試驗的過程中我們遇見了不少困難，但是經(jīng)過采取相應(yīng)的措施這些問題都得到

13、了解決。下面選取一些例子4.1主配電板的常見故障主配電板是對船舶主發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電功率及向全船用電設(shè)備供電進(jìn)行通斷、監(jiān)視、控制和保護(hù)的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的組合配置。主配電板通常由發(fā)電機(jī)控制屏、并車屏、負(fù)載屏、起動屏等組成。發(fā)電機(jī)控制屏是用來控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和保護(hù)發(fā)電機(jī)組用的，每臺發(fā)電機(jī)組均需配備有單獨的控制屏。船舶發(fā)電機(jī)的短路、過載或欠壓保護(hù)是通過萬能式自動空氣斷路器的保護(hù)裝置來實現(xiàn)的。自動空氣主開關(guān)不僅用作正常電路的斷開或閉合，而且也是一種自動切斷故障用的保護(hù)電器。當(dāng)電網(wǎng)上出現(xiàn)短路、過載、或欠壓等情況時，主開關(guān)的過載線圈能準(zhǔn)確地反映過電流或欠電壓的大小，并在其達(dá)到整定值時控制開關(guān)的脫扣機(jī)構(gòu)斷

14、開主開關(guān)，從而實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)保護(hù)的目的。我廠所修理的主開關(guān)大都是“DW”系列或“AH”系列，盡管主開關(guān)的型號多種多樣，但它們的結(jié)構(gòu)特點大體是一樣的，一般包括：觸頭系統(tǒng)、滅弧室、過流脫扣器、失壓脫扣器、分勵脫扣器、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)、鎖扣裝置等。如果主開關(guān)因數(shù)障合不上閘，首先要檢查四連桿傳動機(jī)構(gòu)、脫扣鎖鉤是否接好，過載、失壓、分勵脫扣器是否復(fù)位。然后再檢查主開關(guān)的半導(dǎo)體脫扣器的控制電路板是否有故障，可以將備用的電路板換上，使主開關(guān)正常工作。對于新安裝的主配電板要檢查各部螺栓是否松動。如：母線螺栓有一項松動，就會造成三項電流不平衡，加上負(fù)載后使另外兩項過電流而跳閘。對主配電板在

15、運行中的保養(yǎng)要著眼于日常的認(rèn)真維護(hù)，因為船舶經(jīng)常處于在海上航行，要有自己進(jìn)行維修的能力。以下是保養(yǎng)檢查的主要項目： (1)由于主配電板經(jīng)常發(fā)生振動，因此故障多發(fā)生在振動較強(qiáng)烈之處，所以要檢查引起振動的原因并排除之，如躲開共振轉(zhuǎn)速，增加防震墊片等。 (2)塵埃是造成接觸不良的原因，對接線端子座及防塵罩等容易附著灰塵的場所要經(jīng)常清掃。 (3)運行中經(jīng)常檢查儀表的指針指示是否準(zhǔn)確，特別當(dāng)負(fù)載起動、停止時注意指針的動作狀況是否正常，從儀表的數(shù)值可以判斷機(jī)器運轉(zhuǎn)狀況。 (4)保護(hù)裝置的整定值不允許輕易變動，當(dāng)在使用狀態(tài)而必須改變保護(hù)動作值時，必須在改變處做明顯的標(biāo)記。保護(hù)裝置動作時，例如斷路器斷開時，需

16、確認(rèn)是由于逆功繼電器動作、過載脫扣還是失壓脫扣引起的，并做好記錄。確認(rèn)其接觸是否良好。4.2 發(fā)電機(jī)的故障 發(fā)電機(jī)發(fā)不出電來，可能有以下幾種原因： (1)無勵磁電壓檢查勵磁機(jī)或整流器。 (2)有勵磁電壓，無勵磁電流電刷滑環(huán)接觸不良，勵磁繞組斷線。 (3)大修后，激磁繞組的接線未能保證磁極NS極性交替分布。 (4)發(fā)電機(jī)長期未使用，對于自激式同步發(fā)電機(jī)來講，磁極剩磁不足，不能自激，應(yīng)充磁。(5)電機(jī)有剩磁，但勵磁電流流向未能起助磁作用不能自勵，顛倒電刷極性即可。(6)發(fā)電機(jī)的繞組溫度高，軸承溫度高，這通常是由于繞組絕緣下降、灰塵太多散熱不好、末軸承磨損等原因造成的。做法是結(jié)合船舶檢查，定期對發(fā)電

17、機(jī)進(jìn)行拆檢、清潔、浸漆、烘干、更換軸承等。(7)由于振動造成發(fā)電機(jī)線頭斷路，特別是用4135系列柴油機(jī)做原動機(jī)的發(fā)電機(jī)，比用6135系列柴油機(jī)的離心力大，振動也大，發(fā)電機(jī)的可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置的線更容易被震斷。對于這些問題，除了采取保證發(fā)電機(jī)與原動機(jī)的軸線一致、減少震源外，還采用將可控相復(fù)勵恒壓裝置用支架托起與發(fā)電機(jī)這一震源隔離的方法，解決這個問題。4.3發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)的原因及預(yù)防措施。(1)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速不均勻。(2)原動機(jī)的速度變動率過小。(3)原動機(jī)調(diào)速器的靈敏度過高。(4)對采用往復(fù)式運動的原動機(jī)其驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的頻率經(jīng)常與發(fā)電機(jī)的固有頻率相分離，為此需要適當(dāng)加大其慣性輪。(5)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

18、的磁極上加裝制動繞組。其作用與感應(yīng)型電動機(jī)的鼠籠相似。當(dāng)轉(zhuǎn)子以同步速度旋轉(zhuǎn)時，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)子產(chǎn)生振蕩時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不再是同步轉(zhuǎn)速，此時制動繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于這個感生電流生成的轉(zhuǎn)矩總是阻礙轉(zhuǎn)子速度的變化，從而抑制了“擺動”。(6)為了使調(diào)速器的靈敏度不致過大應(yīng)裝設(shè)阻尼器，給調(diào)速器的動作加入一延時時限。(7)適當(dāng)?shù)丶哟蟀l(fā)電機(jī)原動機(jī)的速度變換率，即增大調(diào)速特性的斜率。五 船舶電網(wǎng)的維護(hù)和常見故障排除方法船舶航行的安全，要求船舶電站供電有高度的連續(xù)性、可靠性和安全性。它在很大程度上取決于船舶電網(wǎng)的絕緣狀況的好壞。船舶電網(wǎng)的絕緣降低或損壞，會造成

19、漏電乃至擊穿，可能引起舵機(jī)失靈，配電板掉閘，甚至引起人員觸電和火災(zāi)。因此，對船舶電網(wǎng)的最低允許絕緣電阻有一定的規(guī)定和要求。由于船舶電網(wǎng)常年運行在潮濕、高溫、振動和油霧等惡劣的環(huán)境中，常常使船舶電網(wǎng)的絕緣電阻降低，以至達(dá)不到規(guī)范的要求，為此必須加強(qiáng)對船舶電阿的維護(hù)工作，保持電網(wǎng)具有良好的絕緣水平。5.1船舶電網(wǎng)的維護(hù)(1)船舶在航行、制造或者修理時，都必須仔細(xì)謹(jǐn)慎地維護(hù)電網(wǎng)，防止電網(wǎng)絕緣電阻降低，防止電纜芯線之間電纜與殼體之間發(fā)生短路及遭受機(jī)械損傷或電焊火花燒傷。（2）平時，特別在惡劣的船舶使用條件下，要加強(qiáng)電網(wǎng)絕緣的監(jiān)測。除采用常用的絕緣指示燈、兆歐表外，建議采用能連續(xù)帶電測量，自動發(fā)出聲光報警信號的#$ 型電網(wǎng)絕緣監(jiān)測儀。主要電氣設(shè)備的絕緣電阻值應(yīng)記錄備查。（3）船舶在建造或修理時，當(dāng)敷設(shè)完線后，要做好端頭封閉的接線工作，不