Kui laevad töötavad merel, on kogu laeva elektrivarustuse usaldusväärsus otseselt seotud tegevuse ohutuse ja ülesannete täitmise kvaliteediga. Kogu laevavarustuse põhijõuallikana mängib otsustavat rolli laeva elektrijaama stabiilne töö. Teatud laev on varustatud 5 kaasaegse HFC diiselgeneraatori komplektiga 770 kW. See võtab kasutusele Kongsbergi DC-20 automaatse elektrijaama haldussüsteemi (PMS), mis vastutab elektrivõrgu oleku jälgimise ja elektrijaama automaatse juhtimise eest. See võib saavutada generaatorikomplektide käivitamise, seiskamise, võrguga ühendamise ja lahtiühendamise automaatse reguleerimise.
Laeval on oma avameretegevuses kõrged nõuded toiteallika töökindlusele. Tavaliste toimingute ajal kasutab see kolme seadmega-võrguga ühendatud töörežiimi ja elektrijaama töö on seatud pool-automaatseks. Laeva üldkoormus püsib stabiilselt umbes 1400 kW juures. Elektrijaamal on kolm töörežiimi: käsitsi režiimis lõpetavad -teenistuses olevad töötajad seadmete võrguga ühendamise ja lahtiühendamise käsitsi, võttes aluseks võrgu koormuse ja seadmete oleku. Poolautomaatses režiimis jälgib PMS reaalajas elektrivõrgu koguvõimsust. Kui koormus on ebanormaalne, annab see häire. Pärast -valvepersonali otsuse tegemist väljastavad nad juhised ja PMS viib järgnevad toimingud automaatselt lõpule. Automaatrežiimis juhib elektrijaama kõiki toiminguid täielikult PMS. Laeva toiteallika suhe on näidatud joonisel 1.
Joonisel 1 on näidatud laevade toiteallika suhe
I. Vea fenomen
Laeva reisi ajal olid generaatorikomplektid No. 2, No. 4 ja No{2}} töötamiseks võrku ühendatud, samas kui generaatorikomplektid No. 1 ja No{4}} olid kaugjuhitavas-külmas ooterežiimis. Elektrijaam oli pool-automaatrežiimis. Kogu laeva kogukoormus oli ligikaudu 1400 kW, ühe{11}}ühiku koormusega umbes 57%. Ilma valvepersonali poolt antud juhisteta ilmnesid tõrked üksteise järel: kell 17:11:03 käivitus generaatorikomplekt No{18}} automaatselt ja ühendati tööks kohe võrguga. PMS andis kell 17:11:14 generaatori nr 1 madala kütuserõhu häire (häire ajal oli rõhk 0,1 MPa). Kell 17:12:10 häire lähtestati (rõhk nullimise hetkel oli 0,16 MPa). Seejärel võtsid valves olevad töötajad No. 1 poolautomaatses režiimis osadeks lahti ja teatasid olukorrast viivitamatult valveinsenerile. See rike ei põhjustanud kogu laeva voolukatkestust, kuid No{36}} generaatorikomplekti automaatne käivitamine- ja võrguühendus ilma juhisteta on ebanormaalne seisund. Toiteallika ohutuse tagamiseks on vaja põhjust põhjalikult uurida.
II. Veamehhanismi analüüs
Selle laeva automaatse elektrijaama seiresüsteemi tööpõhimõttest lähtuvalt jagunevad varugeneraatorikomplekti No{0}} avarii-automaatse võrguühenduse võimalikud põhjused peamiselt kolme kategooriasse, mis kõik on seotud PMS-i põhijuhtimise põhimõttega: "Generaatorikomplekti võrguühenduse võimsuse võrgu koormusest suuremate tagamine ja kogu laeva voolukadu vältimine."
1. Generaatori ebanormaalne töö
Kui võrgu üks generaator kogeb ebanormaalset pöörlemiskiirust (langus, ülekiirus), madal määrdeõli rõhk, madal kütteõli rõhk, liiga kõrge vee väljalasketemperatuur või kui pinge ja sagedus erinevad standardvahemikust ja käivitavad häire, võib see põhjustada generaatori seiskumise, mille tulemuseks on kogu võrgus oleva anuma toiteallika järsu vähenemise ja toitekaotuse oht. Sel hetkel käivitab PMS automaatselt ooterežiimi ja ühendub kiiresti võrguga, et tagada võrgule stabiilne toitevarustus.
2. Pealüliti ebanormaalne töö
Kui võrgus oleva üksiku generaatorikomplekti pealüliti kogeb paralleelses, lahtiühendamise või tavapärase töötamise ajal ebatavalist väljalülitamist, et vältida kogu laeva voolukatkestust, käivitab PMS automaatselt ooterežiimi ja lõpetab võrguühenduse. Selliseid kõrvalekaldeid on esinenud: teatud avamereoperatsiooni ajal, kui seade No{1}} pool-automaatrežiimis välja lülitati, tekkis pealüliti juhtploki talitlushäire. Kuigi see ei põhjustanud kogu laeva elektrikatkestust, käivitus ooterežiimi seade No{4}} siiski automaatselt ja ühendati võrguga.
3. Toiteallika järsk vähenemine elektrivõrgust või koormuse järsk suurenemine
Kui kogu laeva elektrivõrgu koormus järsult suureneb või sisselülitatud{0}}võrku genereerivate üksuste toiteallikas järsult väheneb, käivitab PMS automaatselt ooterežiimi seadmed, et tagada võrguga ühendatud üksuste koguvõimsuse vastavus koormuse nõudlusele. Laevaomaniku siinid on jagatud kaheks osaks, A ja B, mis võimaldavad saavutada segmenteeritud toiteallika. Siini kahte sektsiooni juhitakse sõltumatult ja nende juhtimisloogika on kooskõlas kogu sektsiooni toiteallikaga. Kui toiteallikas järsult väheneb või koormus järsult suureneb mõnes sektsioonis, käivitab see selle sektsiooni ooterežiimi seadme ja ühendatakse võrguga.
III. Vigade diagnostika ja käsitlemine
1. Põhjalik tõrkeotsing
Tehnikud uurisid ükshaaval ülalnimetatud{0}}tõrgete võimalikke põhjuseid, alates lihtsatest kuni keerukateni, ja kõrvaldasid järk-järgult ebaolulised tegurid. Konkreetne kontrolliprotsess on järgmine:
• Uurige personali töötegureid: suhelge täielikult -valvepersonaliga, et veenduda, et töös pole personalivigu; 1. ploki madala kütuserõhu alarmi osas analüüsiti, et selle põhjuseks oli kiire koormuse jaotus pärast ploki kiiret ühendamist võrku, mille tulemusena tekkis ajutine kütusevaru puudujääk ploki kütusevarustuspumbas. Seejärel, kui üksus 1 taaskäivitati tavapärase protseduuri kohaselt, seda häiret enam ei esinenud, kontrollides selle analüüsi otstarbekust.
• Kontrollige sise-võrguüksuste olekut: kontrollige üksikasjalikult 2#, 4# ja 5# in-võrguüksuste põhilisi tööparameetreid (tööpinge, vool, sagedus, kütuserõhk, määrdeõli rõhk, kõrge-temperatuuri vee väljalasketemperatuur jne). Kõik parameetrid vastavad standarditele ja välistatud on võimalus, et PMS käivitab ekslikult ooterežiimi seadmed sise-võrguseadmete kõrvalekallete tõttu.
• 1. ploki juhtimisahela ülevaatus: Viidi läbi 1. ploki elektrilise juhtimisahela komponentide, moodulite ja käivitusahela põhjalik kontroll, keskendudes käivitusahela vahereleede ja juhtmoodulite kontrollimisele. Vigastusi ega rikkeid ei leitud ning seadme enda ebanormaalsete juhtimisahelate mõju oli välistatud.
• Kontrollige seiresüsteemi komponente: kontrollige Kongsbergi seire- ja häiresüsteemi voolutrafot, leidke süsteemi ajaloolised kirjed, veenduge, et peasiini koguvoolus pole olulisi kõikumisi ning välistage voolutrafo tuvastushälbest põhjustatud süsteemi rike.
• Võrgu koormuse mõju uurimine: võtke ühendust iga positsiooniga, et kontrollida suure võimsusega-seadmete käivitumist ja seiskamist rikkeperioodi ajal, veenduda, et ükski suure võimsusega-seade ei käivitu ega seisku selle perioodi jooksul, ja välistage koormuse mõjust tingitud süsteemi avariikäivitamise võimalus.
2. Vea asukoht ja käsitlemine
Pärast ülaltoodud tavaliste tegurite kõrvaldamist analüüsisid tehnikud täiendavalt koos tolleaegse toiteploki paigutusega: tõrke ilmnemisel ühendati üks A-sektsiooni siiniplokk võrku ja kaks B-sektsiooni siini üksust. B-sektsioonist A-sektsiooni voolas sidelüliti kaudu umbes 700A vool. Kui sidelüliti töötab ebanormaalselt või on lahti ühendatud, tekib A-sektsiooni siinil olukord, kus "võimsuskoormus ületab seadme toitevõimsuse". Sel hetkel käivitab PMS A-sektsiooni ooterežiimi üksuse 1, et ühendada see võrguga, mis on kooskõlas selle juhtimispõhimõttega.
Sidelülitit kontrolliti ja leiti, et selle loogilisel juhtplokil (Schneider MIC 5.0) olid ilmsed kõrvalekalded: sisemine aku toide oli ebapiisav ning kolmefaasiline voolunäidik oli ebastabiilne ja katkendlik. Selle juhtseadme põhifunktsioon on võtta vastu kaitselüliti anduri voolusignaal, teha otsus ja seejärel väljastada juhised täiturmehhanismile (sulgemismähis, avamismähis jne), et saavutada lüliti tegevuse juhtimine. Selle ebanormaalsuse tõttu hindab PMS valesti, et põhijaotusplaat vajab segmenteeritud toiteallikat, ja käivitab seejärel 1. üksuse.
Tehnilised töötajad on kindlaks teinud, et utiliseerimisplaanis on sidelüliti juhtplokk välja vahetada. Konkreetsed sammud on järgmised: Kogu protsessi vältel on esmatähtis kogu laeva stabiilse toiteallika tagamine ja seadmete ohutuse kaitsmine.
(1) Koormuse ja ühiku reguleerimine: ühendage lahti mitte-kriitilised koormused, ühendage lahti No. 4 generaatorikomplekt, koordineerige ja reguleerige kogu laeva koormuse jaotust ja üksuste toitevõimsust, vähendage sidelülitit läbivat voolu vähem kui 10%-ni nimiväärtusest (3200A) ja ühendage sidelüliti lahti, kui vool langeb alla 15 A.
(2) Juhtploki vahetamine: Tõmmake jaotuskilbist välja sidelüliti, eemaldage kaitselüliti esikate, eemaldage juhtploki ja kaitselüliti vaheline ühenduslint, asendage vigane juhtplokk ning reguleerige valikuketta kaudu uue juhtseadme releekaitse seadistusväärtust ja seadistusaega.
(3) Süsteemi taastamine: paigaldage kinnituslüliti uuesti ja raputage see jaotuskilpi. Sulgege sidumislüliti ja kogu anum jätkab normaalset toiteallikat.
Pärast ühenädalast-järeltegevust ei toimunud enam generaatorikomplekti ebatavalist sulgemist ega avanemist, mis kinnitab, et rike oli täielikult kõrvaldatud. Pärast seda, kui laev kai äärde jäi, võeti tootjaga ühendust, et kasutada veajuhtimisseadme testimiseks ja kalibreerimiseks Schneideri spetsiaalset instrumenti. Leiti, et sisemine aku oli rikkis (nimetatud kasutusiga 5 aastat, kuid reaalselt kasutusel 8 aastat) ja seadistusväärtuses oli 20A kõrvalekalle. See kinnitas veelgi tõrke algpõhjust.
Iv. Järeldused ja ettepanekud
Veaotsingu, selle tõrke käsitlemise ja hilisemate kontrollitulemuste põhjal tehakse järgmised järeldused ja praktilised soovitused, et anda alust laevaelektrijaamade ohutuks kasutamiseks:
1. Vigade käsitlemine peab olema teaduslik ja range: pärast selle vea ilmnemist juhtisid tehnikud rahulikult kogu laeva lasti ja üksuste seisundit. Tõrkeotsingu lähenemisviisi abil "lihtsast keeruliseks" tuvastasid nad järk-järgult tõrke algpõhjuse, vältides tõhusalt toiteallika ebanormaalset laienemist ja tagades laeva navigeerimise ohutuse.
2. Sidelüliti kasutamisel tuleb järgida ettevaatusabinõusid: Enne sidelüliti juhtseadme vahetamist tuleb sidelüliti esmalt lahti ühendada. Jaotusseadme kaitsmiseks on vaja koordineerida koormuse jaotust ja seadme võimsust, et siduslüliti saaks nõrga voolu korral lahti ühendada, tagades samal ajal pideva ja usaldusväärse toiteallika kogu laeva ulatuses.
3. Juhtploki hooldus nõuab tähelepanu detailidele: Sidelüliti juhtplokk on integreeritud moodulseade, millel on kõrge töökindlus, kuid halb hooldatavus. Pärast riket tuleb see tavaliselt tervikuna välja vahetada ja asendamise protsess on suhteliselt lihtne. Tuleb märkida, et selle juhtseadme all asuv "H1" kiip peab Schneiderilt eraldi tarnima. Varuosad tuleks eelnevalt ette valmistada.
4. On olemas alternatiivsed plaanid merehädaolukorra lahendamiseks: Kui mereoperatsioonide ajal ei saa juhtplokki õigeaegselt välja vahetada või parandada, võib võtta kaks hädaabimeedet: Üks on kasutada segmenteeritud toiteallika režiimi. Valvepersonal peab tähelepanelikult jälgima A- ja B-siinide koormuse muutusi ning olema hädaolukorras{3}}hästi ette valmistatud. Teine võimalus on lukustada lüliti käsitsi pärast selle sulgemist (kaitselülitil on sisseehitatud -lukustusfunktsioon), et vältida sidelüliti ootamatut rakendumist.
5. Varjatud ohtude vähendamiseks optimeerige toiteallika režiimi: jaotises A on rohkem elektriseadmeid ja jaotises B vähem. Kriitilistel perioodidel, nagu mereoperatsioonid, navigeerimine kitsastel veeteedel ning kai ääres sildumine ja lahtisildumine, on soovitatav kasutada võrguga ühendatud toiterežiimi "2 ühikut jaotises A ja 1 seade jaotises B". Kuigi selles režiimis on sidelüliti suletud olekus, on seda läbiv vool suhteliselt väike. Isegi kui sidelüliti ei tööta, suudab see siiski tagada kogu laeva pideva toiteallika, minimeerides maksimaalselt kogu laeva toiteallika riske ja elektrikatkestuse tõenäosust.