Kuģi darbojas jūrā, energoapgādes drošums visā kuģī ir tieši saistīts ar operāciju drošību un uzdevumu izpildes kvalitāti. Kuģa spēkstacijas stabilai darbībai ir izšķiroša nozīme kā visu kuģu iekārtu galvenajam enerģijas avotam. Konkrēts kuģis ir aprīkots ar 5 moderniem HFC dīzeļģeneratoru komplektiem ar 770 kW. Tas izmanto Kongsberg DC-20 automātisko spēkstaciju vadības sistēmu (PMS), kas ir atbildīga par elektrotīkla statusa uzraudzību un automātisku spēkstacijas vadību. Tas var nodrošināt automātisku ģeneratoru iedarbināšanas, apturēšanas, tīkla pievienošanas un atvienošanas regulēšanu.
Kuģim ir augstas prasības attiecībā uz elektroapgādes drošumu tā darbībā jūrā. Regulāru darbību laikā tas izmanto tīkla-pieslēgtu darbības režīmu ar trim vienībām, un spēkstacijas darbība ir iestatīta uz pus-automātisku. Kuģa kopējā slodze saglabājas stabila ap 1400 kW. Elektrostacijai ir trīs darbības režīmi: manuālajā režīmā dežurējošais personāls-manuāli pabeidz elektrotīkla pievienošanu un vienību atvienošanu, pamatojoties uz tīkla slodzi un vienību statusu. Pusautomātiskajā režīmā PMS reāllaikā uzrauga kopējo elektrotīkla jaudu. Ja slodze ir neparasta, tas izdod trauksmi. Pēc tam, kad dežurējošais{12}}personāls ir pieņēmis lēmumu, viņi izdod norādījumus, un PMS automātiski pabeidz turpmākās darbības. Automātiskajā režīmā visas spēkstacijas darbības pilnībā kontrolē PMS. Kuģa strāvas padeves attiecības ir parādītas 1. attēlā.
1. attēlā parādīta kuģu elektroenerģijas padeves attiecība
I. Vainas fenomens
Kuģa brauciena laikā ģeneratoru komplekti Nr Elektrostacija bija daļēji{7}}automātiskā režīmā. Visa kuģa kopējā slodze bija aptuveni 1400 kW, bet vienas{11}}vienības slodze bija aptuveni 57%. Bez dežūrējošā personāla sniegtajām darbības instrukcijām kļūmju parādības notika viena pēc otras: plkst. 17:11:03 automātiski ieslēdzās ģeneratora komplekts No{18}} un nekavējoties tika pieslēgts elektrotīklam darbam. 17:11:14 PMS izdeva zema degvielas spiediena trauksmi ģeneratora komplektam Nr.1 (spiediens trauksmes brīdī bija 0,1MPa). 17:12:10 signalizācija tika atiestatīta (spiediens atiestatīšanas brīdī bija 0,16 MPa). Pēc tam dežurējošais personāls izjauca ģeneratora komplektu Nr Šī nepareiza darbība neizraisīja strāvas padeves zudumu visam kuģim, taču automātiskā-startēšana un ģeneratora komplekta No. 1 pieslēgšana tīklam bez norādījumiem ir neparasts stāvoklis. Lai nodrošinātu strāvas padeves drošību, ir rūpīgi jāizpēta iemesls.
II. Bojājumu mehānisma analīze
Pamatojoties uz šī kuģa automātiskās spēkstacijas uzraudzības sistēmas darbības principu, rezerves ģeneratoru komplekta Nr
1. Ģeneratora bloka nenormāla darbība
Ja vienam tīkla ģeneratoram ir neparasts rotācijas ātrums (kritums, pārsniegums), zems smēreļļas spiediens, zems mazuta spiediens, pārāk augsta ūdens izplūdes temperatūra vai ja spriegums un frekvence atšķiras no standarta diapazona un izraisa trauksmi, tas var izraisīt ģeneratora komplekta izslēgšanos, tādējādi radot pēkšņu samazināšanos strāvas padevei un visa tīkla tvertnes jaudas zuduma risku. Šajā brīdī PMS automātiski iedarbinās gaidstāves ierīci un ātri izveidos savienojumu ar tīklu, lai nodrošinātu stabilu strāvas padevi tīklam.
2. Nenormāla galvenā slēdža darbība
Ja viena tīkla ģeneratora bloka galvenais slēdzis piedzīvo neparastu atslēgšanos paralēlās, atvienošanas vai normālas darbības laikā, lai novērstu visa kuģa strāvas zudumu, PMS automātiski iedarbinās gaidstāves bloku un pabeigs tīkla pievienošanu. Ir bijuši gadījumi ar šādām anomālijām: noteiktas ārzonas darbības laikā, kad Nē. 1 bloks tika atslēgts pus-automātiskā režīmā, radās galvenā slēdža vadības bloka darbības traucējumi. Lai gan tas neizraisīja strāvas padeves pārtraukumu visam kuģim, gaidīšanas režīma Nr{4}} vienība joprojām tika automātiski startēta un pievienota tīklam.
3. Pēkšņs strāvas padeves samazinājums no elektrotīkla vai pēkšņs slodzes pieaugums
Kad pēkšņi palielinās visa kuģa elektrotīkla slodze vai pēkšņi samazinās strāvas padeve no ieslēgtajām-tīkla ģenerēšanas vienībām, PMS automātiski iedarbinās gaidstāves blokus, lai nodrošinātu, ka tīklam pievienoto{1}}vienību kopējā jauda atbilst slodzes pieprasījumam. Kuģa īpašnieka kopne ir sadalīta divās daļās - A un B, kas var nodrošināt segmentētu barošanu. Abas kopnes sekcijas tiek vadītas neatkarīgi, un to vadības loģika atbilst visas sekcijas barošanas avotam. Ja pēkšņs strāvas padeves samazinājums vai pēkšņs slodzes pieaugums kādā no sekcijām, tas aktivizēs šīs sadaļas gaidstāves bloku un tiks pievienots tīklam.
III. Bojājumu diagnostika un apstrāde
1. Visaptveroša problēmu novēršana
Tehniķi pa vienam pārbaudīja iepriekšminēto kļūmju{0}}iespējamos cēloņus — no vienkāršām līdz sarežģītām, un pakāpeniski novērsa nebūtiskus faktorus. Īpašais pārbaudes process ir šāds:
• Izpētiet personāla darbības faktorus: pilnībā sazinieties ar dežurējošu{0}}personālu, lai pārliecinātos, ka darbībā nav personāla kļūdu; Attiecībā uz 1. bloka zema degvielas spiediena trauksmi tika analizēts, ka tas ir saistīts ar strauju slodzes sadalījumu pēc bloka ātras pieslēgšanas elektrotīklam, kā rezultātā īslaicīgi radās degvielas padeves trūkums bloka degvielas padeves sūknī. Pēc tam, kad 1. bloks tika restartēts saskaņā ar parasto procedūru, šis trauksmes signāls vairs neatkārtojās, pārbaudot šīs analīzes racionalitāti.
• Pārbaudiet iekš-tīkla vienību statusu: veiciet detalizētu 2#, 4# un 5# in-tīkla vienību galveno darbības parametru (darba spriegums, strāva, frekvence, degvielas spiediens, smēreļļas spiediens, augstas-temperatūras ūdens izplūdes temperatūra utt.) pārbaudi. Visi parametri atbilst standartiem, un ir izslēgta iespēja, ka PMS kļūdaini iedarbinās gaidstāves blokus iekš-tīkla vienību noviržu dēļ.
• 1. bloka vadības ķēdes pārbaude: tika veikta visaptveroša 1. bloka elektriskās vadības ķēdes sastāvdaļu, moduļu un palaišanas ķēdes pārbaude, koncentrējoties uz starpreleju un vadības moduļu pārbaudi palaišanas ķēdē. Bojājumi vai darbības traucējumi netika konstatēti, kā arī tika izslēgta pašas iekārtas neparastu vadības ķēžu ietekme.
• Pārbaudiet uzraudzības sistēmas sastāvdaļas: pārbaudiet Kongsberg uzraudzības un signalizācijas sistēmas strāvas transformatoru, izgūstiet sistēmas vēsturiskos ierakstus, pārbaudiet, vai galvenās kopnes kopējā strāvā nav būtisku svārstību, un izslēdziet sistēmas nepareizas darbības iespēju, ko izraisa strāvas transformatora noteikšanas novirze.
• Izpētiet tīkla slodzes ietekmi: sazinieties ar katru pozīciju, lai pārbaudītu lielas-jaudas iekārtu palaišanu un apstāšanos kļūmes periodā, pārbaudiet, vai šajā periodā neieslēdzas vai neapstājas neviens lieljaudas-iekārtas, un izslēdziet sistēmas avārijas palaišanas iespēju, ko izraisa slodzes ietekme.
2. Bojājuma atrašanās vieta un apstrāde
Pēc iepriekš minēto kopējo faktoru novēršanas tehniķi turpināja analīzi kombinācijā ar toreizējo barošanas avota izkārtojumu: Kad radās bojājums, tīklam tika pieslēgta viena A sekcijas kopnes vienība, bet tīklam tika pievienotas divas B sekcijas kopnes vienības. Caur savienojuma slēdzi no B sadaļas uz A sekciju plūda aptuveni 700 A strāva. Ja savienojuma slēdzis darbojas neparasti vai ir atvienots, A-sekcijas kopne piedzīvos situāciju, kad "jaudas slodze pārsniedz iekārtas barošanas jaudu". Šajā brīdī PMS iedarbina A-sekcijas gaidstāves bloku 1, lai to savienotu ar tīklu, kas atbilst tās vadības principam.
Tika veikta savienojuma slēdža pārbaude, un tika konstatēts, ka tā loģiskajā vadības blokā (Schneider MIC 5.0) ir acīmredzamas novirzes: iekšējā akumulatora jauda nebija pietiekama, un trīs{1}}fāzu strāvas displejs bija nestabils un neregulārs. Šīs vadības bloka pamatfunkcija ir saņemt strāvas signāla ievadi, ko ievada ķēdes pārtraucēja sensors, pieņemt lēmumu un pēc tam izvadīt instrukcijas izpildmehānismam (aizvēršanas spolei, atvēršanas spolei utt.), lai panāktu slēdža darbības kontroli. Tās novirzes dēļ PMS nepareizi novērtē, ka galvenajam sadales panelim ir nepieciešama segmentēta barošana, un pēc tam iedarbina 1. bloku.
Tehniskais personāls noskaidrojis, ka utilizācijas plānā paredzēts nomainīt pieslēgslēdža vadības bloku. Konkrētie soļi ir šādi: Visā procesā prioritāte tiks piešķirta stabilas barošanas nodrošināšanai visam kuģim un aprīkojuma drošības aizsardzībai.
(1) Slodzes un vienības regulēšana: atvienojiet ne-kritiskās slodzes, atvienojiet ģeneratora komplektu Nr
(2) Vadības bloka nomaiņa: izvelciet savienojuma slēdzi no sadales paneļa, noņemiet ķēdes pārtraucēja priekšējo vāku, atvienojiet savienojuma lenti starp vadības bloku un ķēdes pārtraucēju, nomainiet bojāto vadības bloku un noregulējiet releja aizsardzības iestatījuma vērtību un jaunā vadības bloka iestatīšanas laiku, izmantojot skalu.
(3) Sistēmas atjaunošana: atkārtoti uzstādiet savienojuma slēdzi un sakratiet to sadales panelī. Aizveriet savienojuma slēdzi, un viss kuģis atsāks normālu strāvas padevi.
Pēc vienu nedēļu ilgas-pārbaudes darbības vairs nenotika nekāda neparasta ģeneratora komplekta aizvēršanās vai atvēršanās, kas apstiprina, ka kļūme ir pilnībā novērsta. Pēc tam, kad kuģis pietauvojās piestātnē, tika sazināts ar ražotāju, lai izmantotu Schneider speciālo instrumentu, lai pārbaudītu un kalibrētu kļūdu kontroles ierīci. Tika konstatēts, ka ir bojāts iekšējais akumulators (ar nominālo kalpošanas laiku 5 gadi, bet faktiski tika lietots 8 gadus), un iestatījuma vērtībā bija 20A novirze. Tas vēl vairāk apstiprināja kļūmes galveno cēloni.
Iv. Secinājumi un priekšlikumi
Pamatojoties uz traucējummeklēšanu, šīs kļūmes apstrādes procesu un turpmākās pārbaudes rezultātiem, tiek izdarīti šādi secinājumi un praktiski ieteikumi, lai sniegtu atsauci kuģu spēkstaciju drošai darbībai:
1. Bojājumu apstrādei jābūt zinātniskai un stingrai: pēc šīs kļūdas rašanās tehniķi mierīgi pārvaldīja visu kuģa kravu un vienību statusu. Izmantojot problēmu novēršanas pieeju "no vienkāršas līdz sarežģītai", viņi pakāpeniski identificēja kļūmes galveno cēloni, efektīvi novēršot neparastu barošanas avota paplašināšanos un nodrošinot kuģa navigācijas drošību.
2. Lietojot pieslēgslēdžu, jāievēro piesardzības pasākumi: Pirms slēgslēdža vadības bloka nomaiņas vispirms ir nepieciešams atvienot sasaistes slēdzi. Lai aizsargātu sadales iekārtu, ir jāsaskaņo slodzes sadalījums un iekārtas jauda, lai pieslēgslēdzis atvienotos zemas strāvas apstākļos, vienlaikus nodrošinot nepārtrauktu un drošu barošanu visā kuģī.
3. Vadības bloka apkope prasa uzmanību detaļām: Sakaru slēdža vadības bloks ir integrēta modulāra ierīce ar augstu uzticamību, bet sliktu apkopi. Pēc kļūmes tas parasti ir jānomaina kopumā, un nomaiņas process ir salīdzinoši vienkāršs. Jāņem vērā, ka "H1" mikroshēma zem šī vadības bloka uzņēmumam Schneider ir jāpiegādā atsevišķi. Rezerves daļas jāsagatavo iepriekš.
4. Ir alternatīvi plāni reaģēšanai uz jūras avārijām: Jūras operāciju laikā, ja vadības bloku nevar savlaicīgi nomainīt vai salabot, var veikt divus ārkārtas pasākumus: Viens ir izmantot segmentētu barošanas režīmu. Dežūrējošajam personālam ir rūpīgi jāuzrauga A un B kopņu slodzes izmaiņas un jābūt labi-sagatavotam ārkārtas darbībām. Otrais ir manuāla savienojuma slēdža bloķēšana pēc tā aizvēršanas (automātiskajam slēdzim ir iebūvēta -bloķēšanas funkcija), lai novērstu negaidītu savienojuma slēdža atslēgšanu.
5. Optimizējiet barošanas režīmu, lai samazinātu slēptās briesmas: sadaļā A ir vairāk elektrisko ierīču un mazāk B sadaļā. Ieteicams izmantot tīkla-pieslēgto barošanas režīmu "2 vienības A sadaļā un 1 vienība B sadaļā" kritiskos periodos, piemēram, operācijās jūrā, kuģošanā šauros ūdensceļos un pietauvošanās un attavošanās pie piestātnes. Šajā režīmā, lai gan savienojuma slēdzis ir aizvērtā stāvoklī, caur to plūstošā strāva ir salīdzinoši neliela. Pat ja savienojuma slēdzis nedarbojas pareizi, tas joprojām var nodrošināt nepārtrauktu strāvas padevi visam kuģim, maksimāli samazinot strāvas padeves riskus un elektroenerģijas padeves pārtraukuma iespējamību visam kuģim.