淺談船舶發電機組并網失敗原因與處置

高義國　榮禮　趙天翔　王洪發

摘要：本文介紹了某船電站發電機并網過程中出現的一例故障問題，從發電機并網的條件入手對發生故障的原因進行了分析，總結了設備使用人員經常出現的操作、設備老化等故障原因，并從努力學習掌握要領、及時保養確保可靠、參與檢修了解機理等方面對如何提高并網可靠性提出了針對性意見，對于保障船舶電力系統與航行安全，具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：船舶發電機；并網失敗；解決措施

1 緒論

某船是由五臺型號為HFC6508無刷自勵磁發電機供電，然后電力經匯流排分配到不同的配電屏，再由每個配電屏將電力送往全船不同位置的分電箱，最后到達不同的負載。船舶電網的穩定可靠可以說是船舶航行安全、船員生命財產安全的基本保證，所以船舶海上航行期間必須確保電力優質、穩定、可靠、不間斷。發電機在并網時，只要按照操作流程專心操作，正常情況都可以順利并網。但是在船岸電轉換以及發電機之間并網等實際操作過程中，在網發電機與待并網發電機曾經發生無法正常并網的異常問題情況，導致船舶暫時失電，一定程度影響了船舶與人員安全。

2 發電機組并網失敗原因與分析

2.1 發電機并網基本情況

電站發電機基本參數如下：型號：HFC6508；額定功率：770KW；額定電壓：400V；額定電流：1389A；功率因數：0.70.9。

發電機并網時需要滿足以下四個條件：待并發電機電壓略高于電網電壓；待并發電機頻率略高于電網頻率；待并發電機初相位與電網初相位保持一致；待并發電機初相序與電網初相序保持一致。當符合以上四個條件時，則待并發電機的電壓矢量與電網的電壓矢量幾乎完全重合，并且同步運行。這種情況下并網，電網受到的沖擊電流最小，此時是同步的理想狀態。上述條件稱之為發電機理想的并網條件。但是如果待并發電機參數不滿足以上條件，盲目進行并網操作，必然會導致發電機組無法順利并網。

2.2 待并發電機機開關參數

型號HFC6508無刷自勵磁電機配備的是MT16H1型開關。此開關為德國施耐德公司制造，本身就帶有過電流保護、逆功率保護、欠壓保護等。

開關保護出廠設置參數為：（1）過載長延時保護：當瞬時電流超過1.25Ie（Ie：額定電流），反應時間1530s；（2）過載短延時保護：當瞬時電流超過2Ie（Ie：額定電流），反應時間0.4s；（3）瞬時保護：當瞬時電流超過16KA，反應時間0.06s。當進行并網操作過程中，如果瞬時沖擊電流過大，超出了開關保護范圍，開關就會自動斷開，從而保證電網系統運行的穩定可靠。由于該船長年海上航行，也有可能會出現由于系統運行時間過長，導致程序參數發生錯誤的情況。如果當程序發生錯誤，系統自行運算結果就會出現偏差，當電流運算誤差超過安全值，最終導致發電機主開關自動斷開，造成發電機無法正常并網。

2.3 操作

該船自動化電站有三種工作模式：自動、半自動與手動。三種模式下進行發電機并網時的要求也各不相同。

（1）電站操作模式處于自動狀態下，當在網發電機單機負荷超過85%，滿足此條件時延時20秒，第一待并機組自動啟動，康世博系統自動調節各參數并并網；

（2）電站操作模式處于半自動狀態下，發電機不會自動并網，需要人為按下待并機組的并網按鈕，康世博系統開始自動調節各參數并并網；

（3）電站操作模式處于手動狀態下，發電機的并網相對比較復雜，其待并發電機的電壓、頻率、需要手動調節，并網時機也需要人為把握，并網時一旦出現操作失誤，會對電網產生過大的沖擊電流，可能導致并網失敗或者使系統電壓下降，甚至出現電網失電、損壞機組等情況。

2.4 設備老化

該船從2007年下水至今，已經經歷10年時間。長時間的海上航行中，工作人員只對發電機組進行基本的保養維護，而對發電機各單體設備，并未做過深層保養。曾經在2014年設備公司專業人員對發電機組的參數進行過測試與參數校對。檢測結果顯示有物理磨損情況，開關的觸頭磨損比較嚴重，三相嚴重不平衡。在這種磨損情況下，發電機并網可能會導致產生的瞬時電流過大，超過發電機開關保護參數，從而導致發電機并網時會產生失敗情況。

3 應對與處理方法

（1）該船電站為自動化電站，智能化高，自動模式下完全可自主運行，無需人為操作。所以工作人員要對電站進行深入學習了解，熟悉各元器件與各參數。出現并網失敗時，能夠快速找出故障點，做出及時應對。

（2）為了防止突發情況的發生，電站應具有完備的應急方案。出航期間應組織工作人員，進行多次的應急方案演練。應對真實情況發生時，使其工作人員不換不亂，及時應對事故狀況，從而減少緊急時刻工作人員的操作失誤。

（3）做好發電機的維護保養，首先做好發電機的日常保養，嚴格按照日常保養相關規定進行，其次在每年度都要請專業廠商對發電機組進行專業測試與深層保養，對發電機穩定性能進行評估，確保發電機安全運行。

（4）該船正在進行10年一次的中修，首先老化的設備必須徹底更換，經常出現問題的環節要充分查明，還有就是專業人員要以此次中修為契機，抓住機遇把以前不清楚的沒弄通的，通過此次中修充分搞清楚弄明白，只有專業技術提高，才能有效提升發電機并網失敗幾率，如果失敗，擁有高素質的專業人才也能對出現故障時能快速定位，迅速解決問題，為船舶安全打下堅定基礎。

4 結語

可以看出船舶電站并網需要多項參數滿足條件，如有任一參數不符合要求都會導致并網失敗。其次對發電機及主開關的維護必須到位，維護不周、老化也會造成并網失敗。所以在解決并網失敗過程中，應綜合考慮多方面的因素，精準定位故障原因，用合理有效的方法解決問題。

參考文獻：

[1]韓國現代HFC6—508無刷自勵磁主發電機系統手冊[R].2004.

[2]林華峰.李華.趙克威.船舶電站及電力拖動[M].北京：哈爾濱工程大學出版社，2005.

[3]姜錦范.船舶電氣及自動化[M].大連：大連海事大學出版社，2004.