海洋石油252全船失電案例分析

張 英 羅文忠

（天津中海油能源發(fā)展油田設(shè)施管理有限公司 天津 300457）

海洋石油252全船失電案例分析

張 英 羅文忠

（天津中海油能源發(fā)展油田設(shè)施管理有限公司 天津 300457）

本文簡(jiǎn)述了海洋石油252全船失電的故障現(xiàn)象、故障原因、故障處理解決的過(guò)程及故障的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以為船舶同類故障的分析、解決提供參考。

失電；副機(jī)；主配電板；24V直流電；UPS

引言

船舶24V弱電系統(tǒng)在船舶的電力系統(tǒng)中是非常重要的，尤其是主機(jī)、副機(jī)、配電板的24V電力系統(tǒng)更是至關(guān)重要。本文介紹了一個(gè)短時(shí)間不能提供24V直流電造成全船失電的故障案例，通過(guò)本案例的學(xué)習(xí)可以為同類故障的解決提供參考。

1 故障經(jīng)過(guò)及現(xiàn)象

2012年8月10日06:20海洋石油252船2#副機(jī)超速停車，導(dǎo)致主配電板上主開(kāi)關(guān)脫扣，造成全船失電。應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)后向全船應(yīng)急設(shè)備供電，同時(shí)機(jī)艙人員啟動(dòng)1#副機(jī)，在合主配電板1#主開(kāi)關(guān)的時(shí)候，合閘的瞬間主開(kāi)關(guān)立即脫扣，同時(shí)1#副機(jī)、應(yīng)急發(fā)電機(jī)都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，主發(fā)電機(jī)機(jī)旁控制箱和主配電板都沒(méi)有24V電。反復(fù)試驗(yàn)幾次后都是這種故障現(xiàn)象。

2 故障原因分析

2.1 2#副機(jī)超速停車原因分析

海洋石油252船使用的是康明斯KTA19-D-M型副機(jī)，這種副機(jī)超速停車由以下幾個(gè)原因引起：

1.測(cè)速傳感器故障。

2.燃油系統(tǒng)PT泵執(zhí)行器故障。

3.調(diào)速板故障。

通過(guò)對(duì)測(cè)速傳感器、PT泵執(zhí)行器及調(diào)速板檢查發(fā)現(xiàn)2#副機(jī)超速停車是由于調(diào)速板（調(diào)速板如圖1所示）工作不穩(wěn)定導(dǎo)致2#副機(jī)大幅度游車，最終導(dǎo)致2#副機(jī)超速停車。

圖1 調(diào)速板

2.2 啟動(dòng)1#副機(jī)不能合上主開(kāi)關(guān)向全船供電原因分析

通過(guò)對(duì)故障經(jīng)過(guò)及現(xiàn)象分析，可以判斷主開(kāi)關(guān)不能合閘以及合閘的瞬間副機(jī)及應(yīng)急發(fā)電機(jī)都停止正常運(yùn)轉(zhuǎn)的原因是副機(jī)及主配電板的直流24V電出現(xiàn)了問(wèn)題，現(xiàn)分析如下：

2.2.1 海洋石油252船主配電板完工圖中副機(jī)及主配電板的直流24V供電原理如圖2所示：

圖2 主配電板24V原理

（1）從圖2可知一路24V直流電是從主配電板220V匯流排的交流電經(jīng)過(guò)7U1（7U1是一個(gè)開(kāi)關(guān)電源（圖3），它的功能是能把220V的交流電轉(zhuǎn)換成24V的直流電）后向主配電板及副機(jī)控制箱提供24V直流電。這路24V直流電能提供的前提條件是主配電板上有220V交流電，用通俗的說(shuō)法形容就是全船有電。從故障現(xiàn)象分析，不能判斷這路24V電系統(tǒng)是否有問(wèn)題的，因?yàn)楣收犀F(xiàn)象是全船斷電后（應(yīng)急發(fā)電機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)）主配電板及副機(jī)控制箱沒(méi)有了24V電，而這路24V電是從主配電板上的220V負(fù)載屏上轉(zhuǎn)換過(guò)去的。

圖3 開(kāi)關(guān)電源

（2）從圖2可知另外一路24V直流電是從應(yīng)急配電板220V配電屏的交流電經(jīng)過(guò)7U3(7U3是一個(gè)UPS電源（如圖4所示）即主配電板的不間斷電源，它的原理是應(yīng)急配電板220V配電屏正常有電的情況下它一路輸出220V交流電到7U2，一路輸出36V直流電給UPS的電瓶充電，當(dāng)應(yīng)急配電板220V配電屏失電后，電瓶的36V直流電經(jīng)過(guò)UPS的逆變裝置會(huì)輸出220V的交流電到7U2)和7U2（7U2是一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，它的功能是把220V的交流電轉(zhuǎn)換成24V的直流電）后向主配電板及副機(jī)控制箱提供24V直流電。從上面電路圖分析可知，正常情況這路24V直流電在應(yīng)急配電板220V配電屏失電的情況下，短時(shí)間內(nèi)是可以向主配電板及副機(jī)控制箱提供24V直流電的。前面在故障現(xiàn)象中提到全船斷電后（應(yīng)急發(fā)電機(jī)還沒(méi)有啟動(dòng)）主配電板及副機(jī)控制箱都沒(méi)有24V電源，因此可以判斷這路24V電路工作肯定是不正常的。而且可以判斷是UPS的逆變系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題。（因?yàn)槿绻情_(kāi)關(guān)電源7U2有故障，在主配電板正常有電的工況下會(huì)出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)急24V電源故障報(bào)警）

圖4 UPS電源

2.2.2 通過(guò)對(duì)主配電板及副機(jī)的24V電路分析可以判斷不能恢復(fù)供電的原因如下：

（1）2#副機(jī)超速停車后主配電板失電，這時(shí)主配電板和副機(jī)控制屏都沒(méi)有24V電，所以備用副機(jī)是啟動(dòng)不起來(lái)的，同時(shí)應(yīng)急配電板上檢測(cè)到主電網(wǎng)失電并開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí)30S后應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)并向應(yīng)急照明及應(yīng)急設(shè)備供電。（應(yīng)急發(fā)電機(jī)有自己獨(dú)立的電瓶提供24V電）

（2）應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，從主配電板直流24V供電原理圖得知這時(shí)主配電板及副機(jī)控制箱都有24V電，這時(shí)就能正常啟動(dòng)備用1#副機(jī)。

（3）1#副機(jī)啟動(dòng)后不能正常合閘向主配電板供電的原因是啟動(dòng)1#副機(jī)向主配電板合閘的瞬間應(yīng)急發(fā)電機(jī)要先停止工作（根據(jù)電路設(shè)計(jì)原理），這時(shí)主配電板24V供電線路上來(lái)自應(yīng)急配電板的220V交流電就沒(méi)有了，而且這路電路上的UPS逆變裝置已經(jīng)損壞，所以這時(shí)這路24V直流電就沒(méi)有了，此時(shí)備用1#發(fā)電機(jī)在瞬間還沒(méi)有向主電網(wǎng)供電，從圖二可以得知，主配電板220V負(fù)載屏提供的這路24V電也是沒(méi)有的。也就是說(shuō)在這一瞬間主配電板及副機(jī)控制箱都沒(méi)有24V電，由于沒(méi)有了24V電，所以1#副機(jī)就停止工作。同時(shí)也就不能正常合閘向主配電板供電。

（4）通過(guò)上述三點(diǎn)分析可以得知1#副機(jī)啟動(dòng)后不能正常向主配電板合閘供電的原因是：主配電板及副機(jī)控制箱的不間斷電源UPS損壞導(dǎo)致的。

2.3 充放電板24V供電原理圖分析

圖5 充放電板24V供電原理圖

從圖5可以看出QF7開(kāi)關(guān)標(biāo)識(shí)為主配電板直流控制電源。那為什么在主配電板上找不到從充放電板上過(guò)去的直流24V電呢？（船舶主配電板及主發(fā)電機(jī)控制箱的應(yīng)急24V電源通常都是由充放電板提供）。最后在主配電板后邊找到了兩個(gè)電纜線頭（如圖6所示），經(jīng)過(guò)檢查、測(cè)量，確認(rèn)這兩根電纜就是充放電板到主配電板的直流24V電纜。

圖6 充放電板到主配電板的線頭

為什么在造船的時(shí)候充放電板到主配電板的直流24V電沒(méi)有接入主配電板呢？后來(lái)經(jīng)過(guò)詢問(wèn)和查閱資料證實(shí)當(dāng)時(shí)是由于CCS驗(yàn)船師要求增加一個(gè)UPS不間斷電源來(lái)替代充放電板到主配電板的24V直流電源，即7U3，所以沒(méi)有把充放電板提供的24V直流電接入到主配電板。

3 故障處理過(guò)程

3.1 海上臨時(shí)應(yīng)急處理過(guò)程

（1）用外置電瓶直接提供24V直流電源到1#副機(jī)控制箱，啟動(dòng)1#副機(jī)后合閘供電，合閘成功，1#副機(jī)可以正常向全船供電了。

（2）更換2#副機(jī)的調(diào)速板，起動(dòng)2#副機(jī)（起動(dòng)成功），1#主副機(jī)和2#副機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行成功，2臺(tái)副機(jī)同時(shí)向主電網(wǎng)供電。

（3）解列1#副機(jī)供電，停機(jī)1#副機(jī)，拆除外接24V直流電源，恢復(fù)系統(tǒng)24V直流電給1#副機(jī)控制箱供電。重新啟動(dòng)1#副機(jī)，同時(shí)和2#副機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行正常。

3.2 船舶靠港后處理過(guò)程

（1）更換新的UPS，讓UPS單獨(dú)給主配電板和副機(jī)控制箱供24V直流電源，啟動(dòng)副機(jī)并合閘試驗(yàn)正常。

（2）充放電板到主配電板的24V直流電源通過(guò)加裝保險(xiǎn)管、隔離二極管（圖7所示）接入主配電板，讓充放電板的直流24V電單獨(dú)給主配電板供電，啟動(dòng)主發(fā)電機(jī)并合閘試驗(yàn)正常。

圖7 隔離二極管、保險(xiǎn)

（3）改造完成后等于是給主配電板及副機(jī)控制箱的24V直流電加裝了雙保險(xiǎn)，即使UPS發(fā)生故障也不會(huì)造成主配電板和副機(jī)控制箱在全船失電的情況下失去24V直流電源。改造后的電路圖如圖8所示：

圖8 改造后的主配電板24V電原理圖

4 故障教訓(xùn)及總結(jié)

（1）船上人員加強(qiáng)對(duì)24V供電系統(tǒng)的檢查、維護(hù)保養(yǎng)工作，特別注意檢查24V供電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源、UPS等電器元件。

（2）既然主配電板的不間斷電源是由一個(gè)UPS電源提供，且UPS的安裝位置又非常隱蔽，建議加裝一路UPS故障報(bào)警到機(jī)艙的主報(bào)警上，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)UPS損壞，及時(shí)修理。

（3）船舶建造時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電路的修改要及時(shí)反映到完工圖上，確保圖紙與實(shí)物一致。