海上某平臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造①

顧建偉 李瑞 蔣林

摘? ?要：海上某平臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)隨平臺(tái)建立而配套使用，已經(jīng)使用10多年，因設(shè)備故障等原因?qū)ζ淇刂票P進(jìn)行過(guò)多次線路改動(dòng)，存在控制盤實(shí)際接線與電氣圖紙不符的問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)故障后現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法有效排查故障。同時(shí)盤內(nèi)控制方式為老式控制模式，元件繁雜，使用年限較長(zhǎng)，陸續(xù)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致故障率高，并且很多元件已經(jīng)更新?lián)Q代，采購(gòu)困難。因此，該平臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造升級(jí)，在解決當(dāng)前使用問(wèn)題的基礎(chǔ)上，增加了相關(guān)的通訊接口預(yù)留給海上設(shè)備智能化管理。

關(guān)鍵詞：機(jī)組控制? 勵(lì)磁調(diào)節(jié)? 可編程邏輯

中圖分類號(hào)：TM341? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（b）-0039-02

1? 應(yīng)急發(fā)電機(jī)參數(shù)

應(yīng)急發(fā)電機(jī)組本體安裝在無(wú)人平臺(tái)上層甲板的應(yīng)急發(fā)電機(jī)電機(jī)間，機(jī)組配電系統(tǒng)則安裝在應(yīng)急開(kāi)關(guān)間。機(jī)組采用了重慶康明斯生產(chǎn)的NTA855-G1柴油機(jī)與無(wú)錫斯坦福生產(chǎn)的HCM434C1 船用發(fā)電機(jī)配套組成。機(jī)組整體參數(shù)如下：

型號(hào)：CCFJYZ150-1500HL

額定功率：170kW

額定電壓：AC400V

額定轉(zhuǎn)數(shù)：1500 rpm

額定電流：308A

相數(shù)和接法：三相三線制

額定功率因數(shù)：0.8（滯后）

現(xiàn)場(chǎng)控制盤與機(jī)組分開(kāi)安裝，它為機(jī)組的監(jiān)測(cè)和控制的中心，安裝于應(yīng)急發(fā)電機(jī)房旁邊的低壓開(kāi)關(guān)間。

2? 主控制器升級(jí)

為盡量縮短現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)間，根據(jù)原機(jī)組控制盤尺寸和功能，重新設(shè)計(jì)新控制盤，陸地功能調(diào)試完成后發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體更換。原機(jī)組主控制器為Woodward easygen1000控制器，升級(jí)改造為Basler DGC2020ES控制器。

新控制器具有以下功能特點(diǎn)：

（1）發(fā)電機(jī)控制;

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)保護(hù);

（3）自動(dòng)檢測(cè)發(fā)電機(jī)配置 ;

（4）極其牢靠完全塑封設(shè)計(jì);

（5）7個(gè)可編程輸入接點(diǎn);

（6）可編程模擬發(fā)動(dòng)機(jī)傳送器 ;

（7）事件記錄（非易失性存儲(chǔ)器可存30組事件）;

（8）啟動(dòng)、運(yùn)行、預(yù)啟動(dòng)繼電器和4個(gè)可編程輸出。

3? 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器升級(jí)

原發(fā)電機(jī)組使用Stamford MX321模擬量勵(lì)磁調(diào)節(jié)器安裝于機(jī)組電球接線箱內(nèi)，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度較慢，在復(fù)雜的電力系統(tǒng)中會(huì)顯得力不從心。

升級(jí)后使用的是Basler DECS-150數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，并將其集成于機(jī)組控制盤內(nèi)，避免振動(dòng)過(guò)高造成元器件損壞。

新的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）智能化：數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器擁有各類通訊接口，非常方便與PMS等電源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng);

（2）擴(kuò)展性能強(qiáng)：軟件配置可以靈活配置調(diào)節(jié)器參數(shù)，使得勵(lì)磁系統(tǒng)能方便擴(kuò)展功能和產(chǎn)品系列化實(shí)現(xiàn)，而模擬量勵(lì)磁調(diào)節(jié)器要擴(kuò)展功能需要增加硬線;

（3）響應(yīng)性能：數(shù)字式勵(lì)磁采用的是微機(jī)處理方式，其響應(yīng)性能遠(yuǎn)優(yōu)于模擬式調(diào)節(jié)器，并且靈活的PID設(shè)置，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用優(yōu)化;

（4）可靠性：帶自檢測(cè)功能，直接開(kāi)關(guān)量進(jìn)行外部調(diào)節(jié)，無(wú)需電動(dòng)電位器，不會(huì)造成勵(lì)磁輸出越變故障，進(jìn)一步提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

（5）維護(hù)性：其通用的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)事件記錄和故障錄波功能也極大便利對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和維護(hù);

（6）保護(hù)功能：數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有完整的保護(hù)功能，包含發(fā)電機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)頻率、勵(lì)磁機(jī)電流限制、勵(lì)磁機(jī)二極管監(jiān)測(cè)、PT斷線檢測(cè)等。

4? 進(jìn)排風(fēng)百葉窗控制改造

原百葉窗控制全部用繼電器線路進(jìn)行，線路較多。升級(jí)后，部分百葉窗控制邏輯由主控制器可編程邏輯塊實(shí)現(xiàn)，減少繼電器數(shù)量以及布線。

此外，新系統(tǒng)中增加百葉窗故障檢測(cè)和關(guān)機(jī)延時(shí)關(guān)窗功能。

5? 其他功能改造

電壓微調(diào)：因原勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為模擬量式，外部電壓微調(diào)只能為電阻調(diào)節(jié);升級(jí)改造后DECS-150勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電壓微調(diào)信號(hào)為開(kāi)關(guān)量調(diào)節(jié)。原位于低壓盤上的電壓微調(diào)旋鈕需要更改為三位旋鈕開(kāi)關(guān)。

電池充電器：電池充電器更換為國(guó)產(chǎn)的Smartgen BACM2420浮充電板，小巧輕便同時(shí)三段式浮充充電方式對(duì)蓄電池的使用壽命有進(jìn)一步提升。

報(bào)警及參數(shù)顯示：新控制系統(tǒng)幾乎所有的報(bào)警及機(jī)組參數(shù)都接入到控制器里面，方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，大部分報(bào)警和參數(shù)可通過(guò)控制器LED屏顯示。

遠(yuǎn)程通信：DGC-2020ES控制器預(yù)留有Modbus 485接口，DECS-150勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有Modbus TCP和Modbus 485接口，第三方設(shè)備可方便監(jiān)控機(jī)組和勵(lì)磁參數(shù)。

操作：機(jī)組操作與原系統(tǒng)保持一致，方便操作人員快速上手。

6? 結(jié)語(yǔ)

某平臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)升級(jí)改造后，采用更先進(jìn)和智能化的產(chǎn)品，解決了原控制系統(tǒng)故障排查時(shí)間長(zhǎng)，元件老化和部分停產(chǎn)無(wú)法采購(gòu)的問(wèn)題，保障了海上電力供應(yīng)的可靠性、穩(wěn)定性。

此外，系統(tǒng)增加的通用第三方通訊接口為海上平臺(tái)設(shè)備智能化提供了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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