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副机运转中突然莫名其妙跳电,全船失电...安保系统不安全?

 船舶讲武堂 2024-02-27 发布于广东

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0引言
某4W8散货船主要往返于国内东南亚航线。该船配有3台镇江中船的MAN L16-24副机。L16/24柴油发电机组是镇江中船设备有限公司按MAN公司技术许可证生产的中速柴油发电机组,发电功率600kW,电压450V,频率60HZ,其原动机转速1200r/min。采用新型的柴油机控制系统SaCos one,内部集成了安全系统、监控系统和电子调速系统,使用触摸屏用于显示和操作,系统内部使用冗余CAN总线互为连接,监控模块进行数据采集通过RS422/RS485传输至机舱报警系统K-chief500。
1故障描述
2017年1月,该船正在海上单机开航,3#发电机组在网运行供电时突然停机下网,导致全船失电,主机停车,全船马上进入应急程序。此时2#备用发电机组、应急发电机组自动启动供电,充放电板自动供电,船舶电力恢复正常。复位各设备失电警报,检查各设备正常后,我与轮机长二管轮马上对3#副机进行故障排查。
2故障排查
根据机舱监控报警系统K-chief500显示,报警为COMMON SHUTDOWN、SAFETY SYS.FAIL.、MONITOR. SENSOR FAIL.。根据说明书,可能触发COMMON SHUTDOWN警报主要有主机超速、两个转速传感器均故障、滑油进口压力低、高温水出口温度过高。机旁SaCoS one控制面板报警显示:CAN1 ERROR、CAN2 ERROR、COMMON SHUTDOWN。机旁进行报警应答复位,相关警报消除,二管轮对3#发电机原动机各系统进行检查,确认其状态良好,初步排除原动机故障的可能。
根据机舱监控报警系统K-chief500指示进行相关检查,滑油进口压力、高温水出口温度、起动空气压力均正常。主机超速有独立报警而并未触发,暂时排除主机超速引起的停车,那么停车原因可能出现在两个转速传感器同时故障,将转速传感器拆下清洁、调节间隙、检查接线。因未出现EMERGENCY STOP警报,暂时排除应急停车信号(应急停车开关、燃油切断装置)误触发导致的停车。因警报均已复位,检查各参数正常后进行空载运行测试观察,运行过程中各参数正常,发电机组运行稳定。但根据二管轮反应,3#发电机组之前便出现过这种停机下网现象,同样是复位后运行正常未出现报警,参数也都正常,停车后每隔几天时间不时会出现SAFETY SYS.FAIL.、MONITOR. SENSOR FAIL.报警,机旁应答复位后便又消失。为了彻底排除隐患,轮机长决定停机进一步检查。
根据机旁SaCoS one控制面板报警指示,拆下CAN1 、CAN2 接线柱清洁,此时出现CAN1 ERROR、CAN2 ERROR警报,将CAN1 、CAN2 接线复位紧固,警报复位消失,检查紧固控制箱内其他接线。根据SAFETY SYS.FAIL.警报判断安全系统模块可能故障,断开其供应电源,此时机舱监控报警系统发出报警SAFETY SYS.FAIL.、MONITOR. SENSOR FAIL.,与停车时的警报极为相似(因此时未启动副机故没有COMMON SHUTDOWN警报)。紧固复位安全系统电源接线后,安全系统自动重启,SaCoS one控制面板显示CAN1 ERROR、CAN2 ERROR警报,这与停车故障后的报警内容一致,初步确认故障原因为安全系统失电所致。
从系统原理方面分析故障原因:安全系统是检测和控制发电机组停车功能的独立系统,使用ABB公司的可编程控制器(PLC)做为控制元件,通过检测装在柴油机上的压力、温度开关等信号,送入PLC中,通过控制模块使相应的停机电磁阀动作,使柴油机停机。当安全系统失电时,控制模块无法接受到安全系统通过CAN1、CAN2传输的检测信号,直接控制停车电磁阀动作,导致3#发电机组停机下网。 

系统原理图
3故障处理
1)通过电气原理图,检查3#副机安全系统机旁电源线路,排除因机器震动电缆磨损导致的电压不稳。
2)查看船舶直流24V系统图,发现3#副机由单独的GUPS发电机应急电源箱供电,其不间断电源属于在线式UPS,将440V交流电源整流变压成24V直流电压向发电机控制系统供电并对蓄电池进行浮充。测量不间断电源输出电压24V正常,蓄电池电压24.8V正常。
3)切断不间断电源440V供应电源,触发蓄电池放电工作,测量其电压仅为13.2V,判断蓄电池压降异常失去蓄电能力。
4)断开蓄电池,由不间断电源直接供电,测量输出电压24V正常,但一段时间后仍出现故障报警,判断不间断电源故障,放电电压不稳定。
5)通过船舶2#充放电板24V备用继电器给3#副机安全系统供电,不再出现故障报警,副机起动使用测试正常。
4故障分析
在旧一代的船舶电力系统中,所有副机的24V直流电源都由船舶的24V充放电板供电,而此船作为新型船舶,为避免因充放电板故障导致所有副机无法正常运行,3#副机24V直流电源由单独的GUPS发电机应急电源箱供电。但作为新设设备,在每月的不间断电源设备维护保养中容易疏忽,GUPS缺少保养测试,故容易导致设备故障。
5结束语
船舶电力保障是船舶安全航行和作业的重点,主管人员平时应该加强维护保养工作,不断加强业务学习,提高发现问题解决问题的能力,在解决故障的过程中,从故障现象入手,本着循序渐进、从易到难的原则,灵活运用所学知识顺利排除故障,确保船舶航行安全。
作者:中远海运船员广州分公司,散运库电机员 程启炜

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