船舶電氣自動化系統(tǒng)的故障檢測與恢復方法的優(yōu)化路徑

蘇德賀

（大連遼南船廠，遼寧大連 116041）

1 船舶電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

船舶電力系統(tǒng)在運行期間為實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運行，必須清楚船舶在電力管控方面的要求，基于運營管理需要建立管控模式，讓電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。電力系統(tǒng)在運行期間，必須具備良好的操作環(huán)境、保證設(shè)備擁有不錯的性能，這是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提條件。為了提高電力系統(tǒng)運行的可靠性，需要簡化設(shè)備操作流程、加大設(shè)備性能監(jiān)管力度，由此可以快速發(fā)現(xiàn)故障問題，在問題出現(xiàn)第一時間進行鎖定與修復，不會對船舶電力系統(tǒng)造成過大影響。電氣自動化技術(shù)本身便具備可行性價值與可靠特點，可以在短時間內(nèi)處理數(shù)據(jù)，快速完成故障搜尋。在故障位置鎖定后進行處理，提高系統(tǒng)運行的智能化與自動化水平[1]。

在電力系統(tǒng)中使用電氣自動化技術(shù)，建立信息化發(fā)展模式，基于計算機進行引導，由此可以提高船舶電力系統(tǒng)運行的可靠性。在船舶電力系統(tǒng)運行維護中，使用電氣自動化技術(shù)配合計算機，按照信息化發(fā)展流程，調(diào)整技術(shù)應(yīng)用方式，使電力系統(tǒng)不會在運行中出現(xiàn)電能過度損耗的情況。為進一步規(guī)范船舶業(yè)電力系統(tǒng)管理行為，建立監(jiān)督管控機制，隨著對電力系統(tǒng)運行進行全程監(jiān)督，在保證電力系統(tǒng)良好運行，同時可以降低該過程的電能損耗。發(fā)揮自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)運行維護的效果，為系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行提供技術(shù)保障[2]。

在船舶電力系統(tǒng)運行中使用監(jiān)控技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運行要求，完善監(jiān)督管理制度，由此滿足技術(shù)應(yīng)用要求。通過優(yōu)勢項目參與智能化電網(wǎng)運行，實施可靠的監(jiān)督與控制，提高船舶電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在船舶電力系統(tǒng)運行中，需要采用基層監(jiān)管的方式，以物理模式作為電力系統(tǒng)操作的主要模式，使電力系統(tǒng)在運行中自動感知故障，配合自動化技術(shù)實現(xiàn)智能化控制。

電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。在船舶電力系統(tǒng)運行中，按照編制的程序完成操作流程等相關(guān)任務(wù)，可以提高電力系統(tǒng)管控的自動化程度，讓電力系統(tǒng)一直處于穩(wěn)定、安全的運行狀態(tài)[3]。

2 船舶電氣自動化系統(tǒng)的故障檢測與恢復方法

2.1 獲取故障數(shù)據(jù)源

短路、接地、絕緣低、斷路是船舶電氣自動化系統(tǒng)較為常見的故障。在船舶電力系統(tǒng)運行中需要做好故障檢測與處理的工作。進行電路故障檢測與故障定位時，需要加大對相關(guān)工作的控制程度，其直接關(guān)系到船舶電氣自動化系統(tǒng)故障檢測與恢復方法的實施，也是故障得到良好處理的關(guān)鍵。故障數(shù)據(jù)為分析電路故障、完成故障位置鎖定的先決條件，需要明確故障檢測的基礎(chǔ)，保證數(shù)據(jù)源內(nèi)容完善，由此可以更好地推進檢測工作，保證檢測工作的速度與準確率。在船舶電氣自動化系統(tǒng)運行中，進行仿真模擬，演示電氣自動化系統(tǒng)的運行狀況，可以提前進行預防，提高系統(tǒng)運行的可靠性。隨后通過程序自動提取文件數(shù)據(jù)，處理文件各類參數(shù)，完成預處理任務(wù)。在數(shù)據(jù)處置中，結(jié)合得到的特征數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化，從而可以變成標準特征數(shù)據(jù)集，使用二分K 均值合并標準特征數(shù)據(jù)，得到類數(shù)據(jù)集。相關(guān)數(shù)據(jù)為船舶自動化故障處置的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到后期故障定位與恢復等工作，一旦數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)問題，將會影響到電氣自動化系統(tǒng)的運行效果。

2.2 定位故障

通過數(shù)據(jù)處理，最終合并標準特征數(shù)據(jù)集，得到故障類的距離，利用故障類分布中心與樣本距離鎖定故障的范圍，不斷縮小范圍，提高故障定位的精準度。相關(guān)工作為故障能否在短時間內(nèi)得到處理的關(guān)鍵，直接影響到故障恢復。在故障定位時，需要提高數(shù)據(jù)處理與分析的準確性，由此可以快速、準確定位，針對故障類型提出針對性的管控方式，讓系統(tǒng)恢復到正常狀況，能夠可靠穩(wěn)定的運行。連接方式在故障分析與位置定位時，工作人員需要加大對其關(guān)注度。如果連接方式不同，故障位置與故障危害程度也存在差異。當下在故障定位階段，如果使用中性點不直接接地的方式，會在后期提高系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障的概率。如果為相間短路，電氣自動化系統(tǒng)的電源供電回路阻抗力會隨之變小。

2.3 故障恢復

確定故障位置后，可以提出故障處理手段，恢復系統(tǒng)正常運行。研究系統(tǒng)故障恢復工作，發(fā)現(xiàn)故障恢復速度會影響到恢復方法與故障檢測的工作，對相關(guān)工作可靠性影響較大。電氣自動化系統(tǒng)恢復是多約束、多目標的集合體。在電氣自動化系統(tǒng)運行中，每一段均有分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)，且相關(guān)開關(guān)的數(shù)量不在少數(shù)。如果系統(tǒng)因故障出現(xiàn)紊亂情況，會使開關(guān)組合解空間倍增?；谙到y(tǒng)故障出現(xiàn)后，開關(guān)組合空間出現(xiàn)的變化，為了使系統(tǒng)快速恢復運行，需要對開關(guān)組合解空間負荷進行恢復，由此會涉及到電氣自動化系統(tǒng)故障恢復中較為復雜的問題。對于船舶電氣自動化系統(tǒng)采用選擇基礎(chǔ)配置電氣配置器進行恢復的方式，裝置接收系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的檢測內(nèi)容，隨后通過處理器將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶睿迯拖到y(tǒng)故障?；A(chǔ)配置電氣配置器在故障處理階段，會替換系統(tǒng)內(nèi)故障零部件，由此來解決故障，讓系統(tǒng)可以重新恢復運行，不會對系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性形成影響。

船舶電氣自動化系統(tǒng)如果發(fā)生故障，檢測程序相繼啟動，進行線路檢索，快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并進行故障定位，得到工作數(shù)據(jù)并進行傳輸、分析等操作。電氣配置器會接收故障檢測數(shù)據(jù)，結(jié)合接收信息進行分析，快速鎖定故障位置。在指令的操作下，可以關(guān)閉故障周圍開關(guān)，快速隔離系統(tǒng)故障源。在隔離故障源后，電氣自動化系統(tǒng)排除故障線路，其他電路不會通過電流。此時連接出故障線路的電路并進行供電，在故障信息收集分析中，快速應(yīng)用基礎(chǔ)配置電氣配置器更換故障部件，使用差分進化算法恢復故障。該算法具備收斂速度快、原理簡單、參數(shù)少等特點，可以更好地控制電氣自動化系統(tǒng)故障，不會在后期出現(xiàn)較大的問題。

2.4 實驗分析

電氣自動化系統(tǒng)故障檢測與恢復方法是否具備實效性有待驗證，因此需要圍繞故障檢測與恢復方法設(shè)置實驗，驗證檢測與恢復方式在電氣自動化系統(tǒng)維護方面的效果。在實驗階段需要將船舶電氣自動化系統(tǒng)作為研究對象，比較故障檢測階段，檢測方法與恢復方法處理故障的速度與恢復效果，由此評估故障檢測與恢復方法的表現(xiàn)。在實驗運行中，為保證實驗數(shù)據(jù)具備參考價值，需要加強對實驗過程各項操作的管控力度，使實驗結(jié)果可以反映實際情況。使用優(yōu)化的故障檢測與恢復方法進行故障處理，和以往方式進行比較。從實驗對比結(jié)果中可以判斷經(jīng)過創(chuàng)新優(yōu)化的故障檢測與恢復方法是否具備實效性。

3 船舶電氣設(shè)備故障的維護策略

船舶電氣自動化系統(tǒng)的運行維護狀況與電氣設(shè)備運行關(guān)聯(lián)巨大，一方面需要增加對船舶電氣自動化系統(tǒng)故障檢測與恢復方面的研究力度，另一方面需要對電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進行管理與維護，由此可以使船舶電氣自動化系統(tǒng)長期處于穩(wěn)定、安全的運行狀態(tài)，不會帶來較多不確定因素。

3.1 檢查主配電板

維修人員應(yīng)該定期檢查設(shè)備主配電板，還應(yīng)該在維護活動中端正自身態(tài)度，仔細檢查，防止因主配電板故障檢查不到位，引發(fā)較大的問題。在定期檢查中，掌握主配電板運行情況，還需要觀察設(shè)備是否在脫鉤掛鎖方面存在問題。在對主配電板檢查階段，需要做好電壓管控工作，檢查主配電板是否存在掉線或開關(guān)松動的情況，防止主配電板出現(xiàn)電壓泄漏問題。通過對主配電板的檢查，由此可以消除電氣設(shè)備因其發(fā)生故障，無法滿足電力系統(tǒng)可靠運行的隱患。

3.2 處理配電箱盒

在船舶電氣設(shè)備檢修中，需要處理配電箱盒，也就是需要對配電箱或配電盒進行除銹操作，還應(yīng)該固定配電箱或配電盒的位置，防止其他物質(zhì)侵入。船舶管理人員應(yīng)該檢查配電盒的使用情況，定期更換配電盒，防止因配電盒年久失修造成安全問題。安裝配電盒時，需要清楚材料對配電盒質(zhì)量產(chǎn)生的影響，必須嚴把材料質(zhì)量關(guān)，保證安裝和處理的各類材料均達到設(shè)計要求，不存在設(shè)計型號與要求不一致的情況。

3.3 健全監(jiān)管機制

在電氣設(shè)備檢修期間，需要清楚設(shè)備存在的故障問題。船舶管理人員應(yīng)該從宏觀角度收集數(shù)據(jù)并進行分析，還需要建立符合電氣設(shè)備監(jiān)督管控的制度，由此可以在電氣設(shè)備運行階段保證各項活動均能落實下去。電氣設(shè)備負責人在制度實施期間需要履行自身崗位職責，保證監(jiān)督工作不存在不當之處，完成設(shè)備監(jiān)督管控任務(wù)，為電力系統(tǒng)可靠運行提供保障。

3.4 設(shè)計應(yīng)急照明系統(tǒng)

隨著船舶管理工作的開展，需要清楚船舶電氣設(shè)備與電氣自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性維持的關(guān)系，加大對設(shè)備的管控力度。船舶應(yīng)急照明系統(tǒng)在船舶電力設(shè)備管理中應(yīng)該被工作人員所重視。管理人員需要基于船舶避災位置與船身結(jié)構(gòu)設(shè)定照明燈源的亮度。在危險事件出現(xiàn)后，工作人員可以在應(yīng)急燈的作用下快速撤離現(xiàn)場。船舶內(nèi)設(shè)置的應(yīng)急照明燈，作為消防設(shè)備應(yīng)急電源，應(yīng)該與正常電源分開設(shè)置，保證應(yīng)急電源在救援狀況下正常使用，成為大眾逃離危險場地的輔助設(shè)備。

3.5 調(diào)試保護裝置

隨著船舶電氣調(diào)試工作的開展，需要對船舶各類電器進行合理控制，調(diào)試船舶保護裝置。在電氣設(shè)備調(diào)試期間，可能會出現(xiàn)電氣元件燒毀的狀況，引發(fā)安全事故。因此，需要做好此類狀況的防護工作，應(yīng)該調(diào)整裝置調(diào)試的方式，編制科學的調(diào)試流程。在船舶保護裝置調(diào)試期間，嚴格按照設(shè)計說明與工作流程推進工作。排查保護系統(tǒng)與裝置時，需要精準識別故障，快速鎖定故障位置并進行隱患排查與處置。對于沒有達到設(shè)計標準的保護裝置，及時與工程人員聯(lián)系，優(yōu)化設(shè)計圖紙，保證電氣設(shè)備不會在電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)問題，以保障船舶安全運行的保障。

4 電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展方向

在我國科學技術(shù)高速發(fā)展下，自動化技術(shù)水平得到較大的提升，在我國電力系統(tǒng)中也有出色的表現(xiàn)。按照各個領(lǐng)域?qū)ψ詣踊夹g(shù)的應(yīng)用需要，不斷進行創(chuàng)新與優(yōu)化，在此過程電力系統(tǒng)依托自動化技術(shù)朝著自動化與智能化方向轉(zhuǎn)型。我國電力系統(tǒng)在發(fā)展期間，電力傳輸與發(fā)電等工作均得到較大的發(fā)展，已經(jīng)趨于世界水平。我國電氣自動化技術(shù)已得到巨大的提升，但是從技術(shù)在應(yīng)用中的表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，我國電氣自動化技術(shù)體系仍存在缺陷。因此，需要在未來一段時間，加大對電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)力度，逐漸擁有成熟的技術(shù)體系，為我國電力系統(tǒng)運行服務(wù)。

我國相關(guān)部門在發(fā)展中，結(jié)合國內(nèi)研究成果，完善電氣自動化技術(shù)，使其具備較高的實用性。在電氣自動化技術(shù)應(yīng)用中，需要解決電氣自動化技術(shù)在連接方面的不足，還需要由開放狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)。在發(fā)電方式調(diào)整時，需要尋找一種完成發(fā)電任務(wù)的方法，在提高發(fā)電工作效率同時，保證工作方法有較高的節(jié)能性與環(huán)保性。電氣自動化系統(tǒng)在設(shè)備結(jié)構(gòu)日益復雜的過程中，使用較為科學的方式替代人力進行管理。使用智能化設(shè)備與智能操控系統(tǒng)，進行設(shè)備管理與故障維修，保障工作人員人身安全，還可以使工作效率大幅度提升，更好地掌握電氣設(shè)備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運行中存在的問題，快速采取手段進行控制。船舶電力系統(tǒng)在未來一段時間需要推進電氣自動化系統(tǒng)更新工作，合理應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，使電氣自動化系統(tǒng)在應(yīng)用中一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，使船舶業(yè)良好的發(fā)展。

5 結(jié)語

在我國船舶行業(yè)快速發(fā)展中，對自動化技術(shù)的引入程度逐漸加大。電氣自動化系統(tǒng)已成為船舶不可或缺的組成部分，使工作高效進行。當下需要根據(jù)船舶應(yīng)用需要，進一步加大自動化技術(shù)的引入力度，建立完備的監(jiān)控系統(tǒng)，使電氣自動化設(shè)備得到有效的應(yīng)用，滿足社會發(fā)展需求。船舶電氣自動化系統(tǒng)在應(yīng)用中，需要明確自動化設(shè)備故障排除的方式，比較排除方法的優(yōu)勢與缺點，不斷優(yōu)化檢修工作的開展方式，由此提高電氣自動化系統(tǒng)運行的可靠性，滿足船舶業(yè)發(fā)展需求。