船舶發(fā)電機調試及試驗工藝流程

郁松華 姚琪

摘 要：發(fā)電機是船舶電力系統(tǒng)的核心，其調試工作是整個造船系泊試驗的首要任務。調試在系泊試驗期間進行，整個調試工作由船舶制造商與船東和驗船師一起進行。本文將結合我公司為中交二航局建造的一條10000噸舉力半潛駁船的電站的調試方法與工藝流程作進一步介紹。

關鍵詞：發(fā)電機;配電板;調試;試驗

中圖分類號：u673.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）03-0057-02

1 系統(tǒng)介紹

10000噸半潛駁使用康明斯的三臺800千瓦發(fā)電機，轉速為900轉/分鐘，6缸柴油發(fā)動機，三相電壓AC400V，電流1443A，頻率50Hz，功率因素0.8。

2 調試前的準備工作

（1）柴油發(fā)電機組安裝報驗合格，為其服務的油水氣系統(tǒng)安裝報驗合格;（2）油箱中裝滿足夠的輕柴油，油底殼注入足夠的潤滑油，注入足夠的冷卻液;（3）電氣電纜接線正確;（4）三臺發(fā)電機屏與組合起動屏分離，拆除連接排，兩邊400V組合起動屏臨時接2根3×95mm2的電纜，這樣調試發(fā)電機時使用設備互不干擾;（5）主配電板岸電供電拆除發(fā)電機連鎖，主配電板初次送岸電，首先檢查主配電板接線可靠性、正確性，接入岸電，檢查相序;（6）測量柴油機的冷態(tài)曲軸甩檔;（7）用直流500V兆歐表測量發(fā)電機定子和轉子繞組及空間加熱器冷態(tài)絕緣電阻;（8）準備三臺電阻箱，三只隔離開關，負載期間使用。

3 發(fā)電機調試

（1）發(fā)電機溫度傳感器試驗，當溫度模擬器設置在0℃時，查看集控室遠程監(jiān)測顯示器是否也為0℃，線路長短會影響監(jiān)測報警顯示器的值，適當調整偏差電阻修正值。校準并測試每個溫度傳感器報警點;（2）發(fā)電機壓力傳感器試驗，關閉壓力傳感器入口閥并將手動壓力泵調節(jié)到0位置，查看集控室遠程監(jiān)測顯示器是否也為0位，校正并測試每一個壓力傳感器報警點;（3）柴油機盤車裝置安全連鎖試驗;（4）當單臺發(fā)電機的所有報警點都處于正常狀態(tài)后，本地起動發(fā)電機，發(fā)電機第一次起動正常后，用相序表測量發(fā)電機相序必須為正序，并檢查主配電板發(fā)電機加熱器開關是否自動切斷，檢查各參數(shù)值是否正確;（5）在主配電板上調速開關控制加速、減速與發(fā)電機頻率變化是否一致。當發(fā)電機轉速校正到900r/min時，頻率應為50Hz，調節(jié)調壓電位器并將電壓值校正至400V;（6）在主配電板上遙控起動、停止發(fā)電機一次;（7）發(fā)電機高溫淡水溫度過高停車試驗，將溫度傳感器放入試驗爐中加熱至95℃，起動發(fā)電機并將溫度傳感器加熱至106℃，發(fā)電機先報警后停車;（8）發(fā)電機滑油壓力過低停車試驗，將滑油壓力傳感器進口閥關閉，手動壓力泵接頭連接至壓力傳感器測試接頭處，手動壓力泵加壓至正常值后，起動發(fā)電機，手動壓力泵壓力緩慢釋放至0.08Mpa，發(fā)電機先報警后停車;（9）發(fā)電機超速停車試驗，開啟發(fā)電機，用配電板上的調速開關調整1725r/min，發(fā)電機先報警后停車;（10）發(fā)電機就地緊急停車試驗，直接按下發(fā)電機就地控制板上的emergency stop按鈕，發(fā)電機停車;（11）發(fā)電機冷起動試驗，將空氣充氣至3.0Mpa，三臺發(fā)電機連續(xù)冷態(tài)起動、停車，直到空氣瓶空氣用完為止。記錄起動次數(shù)和最低起動壓力。

4 主開關保護試驗

根據(jù)規(guī)范要求，主要檢查以下保護項目：

（1）選擇性卸載試驗，當主配電板母排電流達到1443×1.2×0.92=1593.5A，互感器為1600/5A，模擬測試電流為4.97A時，主開關延時10±2秒卸載負荷并報警，卸載負荷有艙室加熱器、廚房設備、空調、制淡裝置、艙室風機、機修設備;（2）主開關長延時脫扣試驗，當主配電板匯流排電流達到1443×1.1×1.2=1905.3A，互感器為1600/5A，模擬測試電流為5.95A時，主開關延時20±2秒主開關脫扣并報警;（3）主開關短延時脫扣試驗，當主配電板匯流排電流達到1443×3×1.5=6495.3A，互感器為1600/5A，模擬測試電流為20.29A時，主開關延時400毫秒主開關脫扣并報警;（4）主開關欠壓保護試驗，當發(fā)電機開起正常后手動合閘，然后將發(fā)電機手動控制油門桿緩緩拉到停車，發(fā)電機電壓由400V下降至315～157V時，主開關自動脫扣并報警;（5）主開關逆功率保護試驗，發(fā)電機雙臺并車運行后，加負荷至100kw，將其中一臺手動調速器減速，正在減速的發(fā)電機將負載轉移到另一臺發(fā)電機。當發(fā)電機減速到逆功率至額定功率的10%為-90kw時，主開關延時在10秒內脫扣并報警。

5 發(fā)電機負載試驗

5.1 發(fā)電機負荷試驗

試驗時記錄電流、電壓、頻率、繞組溫度、功率，記錄柴油機各種參數(shù)，在做100%負荷試驗測爆壓兩次。

5.2 穩(wěn)態(tài)調壓特性試驗

在負荷試驗后，首先負荷調整到900kw，頻率為50Hz，主配電板發(fā)電機控制手自動模式選擇開關放到手動位置，試驗負荷按下列程序變化：負荷100%→75%→50%→25%→0%→25%→50%→75%→100%，記錄各種負荷狀態(tài)下，電壓、電流、頻率。在上述測量中，電壓變化率不應超過±2.5%，功率因素應穩(wěn)定在0.8。

5.3 調速特性試驗

（1）突卸：在試驗之前，第一個負載的功率調到900kw的40%，第二個負載的功率調到900kw的30%，第三個負載的功率調到900kw的30%負荷，負荷100%→0，三個負載筒同時分閘。（2）突加：負荷0%→40%第一個負載合閘，40%→70%第二個負載筒合閘，70%→100%第三個負載合閘。記錄瞬時和穩(wěn)定狀態(tài)時電壓、頻率值、轉速以及它們穩(wěn)定所需時間。穩(wěn)態(tài)負載頻率變化不超過±5%，建立時間不大于5秒。瞬態(tài)負載頻率變化不超過±10%穩(wěn)態(tài)負載電壓變化±2.5%，瞬態(tài)負載電壓變化-15%至+20%，穩(wěn)定時間不超過2秒。（3）1號～3號主發(fā)電機組任何一臺單運行狀態(tài)下，對本船任何一臺首尾錨絞車進行啟動效用試驗，此時檢查運行中交流電動機是否失步、停轉和電器自行脫扣現(xiàn)象，用儀表測量發(fā)電機電壓、電流變化情況?？蓪M裝式中央空調作效用試驗，檢查運行中交流電動機是否失步、停轉和電器自行脫扣現(xiàn)象，用儀表測量發(fā)電機電壓、電流變化情況。

6 發(fā)電機并聯(lián)運行試驗

發(fā)電機并聯(lián)運行時先將功率設置為75%，主配電板發(fā)電機控制模式設為手動模式，負載按75%→100%→75%→50%→25%→50%→75%→100%順序進行試驗，在各種負載條件下記錄電壓、電流和功率。每個負載點并行時間為3分鐘。有功功率分配差值不應超過額定功率的±15%。在發(fā)電機并聯(lián)運行試驗時，加、減載負荷時必須緩緩的增加、減少，當二臺發(fā)電機有一臺達到規(guī)定值時，立即停止加載、減載，穩(wěn)定后即可記錄。運行順序依次為1和2、2和3、3和1。手動并聯(lián)發(fā)電機，起動1號發(fā)電機并合閘，將2號發(fā)電機運行模型選擇開關設為手動模式，將發(fā)電機同步選擇開關設為2號發(fā)電機，如果同步表顯示正向旋轉，則表示線下發(fā)電機頻率高于電網(wǎng)上的發(fā)電機頻率，需要調整2號發(fā)電機的速度控制開關，使線下發(fā)電機減速，同步表指針旋轉變慢，指針轉速以3～5秒轉一周，當指針將到達12點時合閘待并發(fā)電機主開關。同時關閉同步選擇開關。此時再將兩臺發(fā)電機的負載調均勻，完成二臺發(fā)電機的手動并車。手動退出1號發(fā)電機，首先降低1號發(fā)電機轉速，將負載轉移到2號發(fā)電機，將2號發(fā)電機的轉速提高到50赫茲，1號發(fā)電機負荷降至50kw以下時，按動分閘按扭，1號發(fā)電機退出電網(wǎng)。

7 機組的自動起動、停止試驗

7.1 備用發(fā)電機的自動啟動并聯(lián)入電網(wǎng)

設置自動啟動程序后，備用發(fā)電機應在以下條件自動啟動并聯(lián)入電網(wǎng)。

（1）運行發(fā)電機組發(fā)生以下故障之一：滑油進機壓力過低、缸套水出機溫度過高、發(fā)電機超速、發(fā)電機組停止，則備用發(fā)電機應自動啟動并聯(lián)入電網(wǎng)。（2）母排出現(xiàn)以下故障之一：母排頻率低至47.5Hz、高至52.5Hz，電壓低至360V、高至440V，在網(wǎng)發(fā)電機將報警，延時5秒后備用發(fā)電機組應啟動，運行發(fā)電機退出電網(wǎng)，備用發(fā)電機聯(lián)入電網(wǎng)。設置第一備用機組起動故障（也可以設置A、B中任何故障之一），使第二備用機組起動并自動接入?yún)R流排。

7.2 自動功率控制

（1）當單臺發(fā)電機功率大于90%額定功率時，備用發(fā)電機10秒后自動啟動，自動同步并入電網(wǎng)，并平均分配負載，兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行。當兩臺發(fā)電機的并聯(lián)運行功率大于額定功率的90%時，第3臺發(fā)電機延時10秒后自動啟動，自動同步并入電網(wǎng)，并平均分配負載，三臺發(fā)電機并聯(lián)運行。（2）當三臺發(fā)電機并聯(lián)運行功率小于單臺發(fā)電機額定功率的30%額定功率時，第二備用發(fā)電機在1分鐘延時后自動將載卸至5%時，發(fā)電機主開關分閘退出電網(wǎng)并在1分鐘后停車。當兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，當單臺發(fā)電機負載小于額定功率的30%，第一備用發(fā)電機在1分鐘延時后自動將負載卸至5%，發(fā)電機主開關分閘退出電網(wǎng)并在1分鐘后停車。

在完成發(fā)電機各項試驗后，用直流500V兆歐表測量發(fā)電機定子和轉子繞組和空間加熱器熱態(tài)絕緣電阻。并測量柴油機熱態(tài)曲軸溫度和甩檔。

8 結語

合理安排發(fā)電機的調試報驗流程可縮短整個調試報驗周期，節(jié)省能源消耗，降低成本。發(fā)電機的調試報驗工作完成后，全船的其它設備的調試工作就可以全面開展了，如克令吊、艏側推等的大功率的設備必須在這個試驗完成后進行。這個試驗的順利與否將左右著整個項目的各個節(jié)點是船舶系泊試驗的重中之重。

參考文獻

[1] 林華峰，等.船舶電站及電力拖動[M].哈爾濱工程大學出版社，2005.

[2] 覃杰.船舶電站調試方法和策略[J].城市建設理論研究，2014（12）：1.