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柴油發(fā)電機組的電球構(gòu)成和控制系統(tǒng) 電機按照其發(fā)生或需要的電能的性質(zhì)可分為直流電機和交流電機;交流電機除變壓器外,還可分為同步電機和異步電機。異步電機多作為電動機,作發(fā)電機用的非常少見。 柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步發(fā)電機,由定子、轉(zhuǎn)子和電壓調(diào)節(jié)器及輔助裝置構(gòu)成。 1.電樞組件 電樞由電樞鐵芯和電樞繞組組成。電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成,既可構(gòu)成發(fā)電機的部分磁路,又可減小鐵芯的渦流損耗、電樞硅鋼片的內(nèi)沿中央制有均勻的開口,許多硅鋼片疊壓后其內(nèi)沿形成開口槽,用于安放電樞繞組。電樞繞組是由高強度漆包線統(tǒng)制而成,按照設(shè)計規(guī)律安放在電樞槽內(nèi)并正確地連接起來,構(gòu)成完整的單相或三相電樞繞組,用以產(chǎn)生交流電動勢,向負載輸出電能。 2.磁極 磁極由磁級鐵芯和勵磁繞組組成。磁極鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成、,在勵磁電流的作用下產(chǎn)生主磁場、同時減小渦流損耗。勵磁繞組由外涂高強度絕緣漆的銅導(dǎo)線集中統(tǒng)制在各個磁促上,然后將其正確地連接起來。當通入直流電流時,磁極被磁化,產(chǎn)生符合要求的主磁通和磁極極。其匝數(shù)由所要求的主磁通量和所選用的磁極鐵芯的材料與截面積決定,導(dǎo)線的線徑由額定勵磁電流決定。 3.定子和轉(zhuǎn)子 定子是交流發(fā)電機中固定不動的部分,可以是電樞,也可以是磁極。對于旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機,其定子組件就是電樞組件;而對于旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機,其定子組件則為磁極及其勵磁繞組等組成的磁極組件, 轉(zhuǎn)子是發(fā)電阻的旋轉(zhuǎn)部分.可以是發(fā)電機的磁極,也可以是發(fā)電機的電摳。對于旋轉(zhuǎn)磁極式同步交流發(fā)電機,轉(zhuǎn)子部分通常由磁極鐵芯、勵磁繞組、轉(zhuǎn)軸及附件組成。 4.電壓調(diào)節(jié)器AVR 當發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時,電壓調(diào)節(jié)器可自動改變發(fā)電機勵磁電流,確保輸出電壓恒定。常見的電壓調(diào)節(jié)器有SX460型、SA465型、SX440型、SX421型、MX341型、MX321型等。 發(fā)電機控制系統(tǒng) 伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,柴油發(fā)電機組自動化技術(shù)日臻成熟。專業(yè)控制器采用未處理技術(shù),以各種集成電路取代繼電器控制及分立電子元器件組成的邏輯電路,直至發(fā)展成以專用控制器為核心的自動化系統(tǒng)。其總體來說具有成本低、性能高的特點。 柴油發(fā)電機組控制器具有檢測和顯示發(fā)電機各物理量的功能;進行發(fā)電機的啟動、運行、停機、緊急停機等控制性操作;供電及負載檢測與切換;機組保護;故障診斷;遠程通信遙測、遙控等作用、增強了柴油發(fā)電機組運行的可靠性和人機交流方便性。常見的有DSE55O控制器、ACCESS4000控制器、TA3000控制器等。
發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié) 故障背景:2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島,鍋爐發(fā)生點火故障,于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上的燃油管有滴漏,當時忙于處理鍋爐問題,為減少柴油損失,當即關(guān)閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關(guān)閥門。 故障現(xiàn)象:第二天船舶離港時,當班輪機員凌晨4點打給我,說一號發(fā)電機不能并車,三號發(fā)電機能并車但只能承擔(dān)150 KW,再加負荷就加不上去。我立即下機艙,檢查發(fā)電機相關(guān)情況,滑油、冷卻水各項參數(shù)未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉(zhuǎn)移負載,多次手動調(diào)節(jié)調(diào)速器以增加燃油供油量,但負荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車,自動與手動并車都未成功,一號發(fā)電機顯示頻率過高。 打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵,油泵齒條拉桿均能自由活動,油尺刻度指示在較大值,排除了油泵的問題,再檢查相關(guān)管路,發(fā)現(xiàn)有個進油閥處于關(guān)閉狀態(tài),當即慢慢全開燃油閥,三號發(fā)電機立即加載到500KW,負荷轉(zhuǎn)移正常。 注意力再轉(zhuǎn)向一號發(fā)電機,發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開,當即打開進油閥,并再次嘗試并車,但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的,頻率、轉(zhuǎn)速,負荷的轉(zhuǎn)移各項指標都正常,怎么突然就轉(zhuǎn)速過高了呢? 故障措施:三號發(fā)電機正常之后,我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上,之前發(fā)電機轉(zhuǎn)速感應(yīng)器出現(xiàn)過速度顯示的問題,所以首先還是考慮轉(zhuǎn)速感應(yīng)器故障,懷疑有可能是感應(yīng)器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉(zhuǎn)速感應(yīng)器),一個用于機旁控制屏顯示,一個用于發(fā)電機控制系統(tǒng)。當即取出兩個感應(yīng)器,其中一個確實臟了,擦拭干凈后,檢查了速度感應(yīng)器的阻值,確認正常,重新裝回,調(diào)整好間隙,重新啟動發(fā)電機,轉(zhuǎn)速還是過高--950RPM。 排除了轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的問題,那么故障就應(yīng)該在機械部分。檢查高壓油泵,調(diào)節(jié)拉桿活動正常;檢查調(diào)速器,該調(diào)速器品牌是Regulateurs Europa,型號1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調(diào)速器上的手動速度調(diào)節(jié)旋鈕卡住了,很難轉(zhuǎn)動,聯(lián)想到二管輪的交接班記錄,提示該調(diào)速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件,當時由于缺少原裝備件,用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達,與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比,發(fā)現(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)不一致:非原裝備件,制造商Woodward,電壓24V,轉(zhuǎn)速2000 RPM,功率5瓦;原裝備件,制造商Groschopp,電壓24V ,轉(zhuǎn)速2700RPM,功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達,發(fā)現(xiàn)馬達的塑料齒輪磨損,不能轉(zhuǎn)動。 換上新的同步馬達,啟動發(fā)電機,調(diào)節(jié)手動轉(zhuǎn)速旋鈕,使轉(zhuǎn)速達到916RPM, 待發(fā)電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后嘗試并車,發(fā)電機可以成功并車。但是又出現(xiàn)個新問題,并車后一號發(fā)電機功率并未提高,相反地,出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)象,幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車,我與電機員在發(fā)電機旁觀察,雙方用對講機聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)當發(fā)電機并車成功后,調(diào)速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致柴油機減速,這與并車后調(diào)速器的正確動作恰恰相反,正常情況下,調(diào)速器速度控制旋鈕應(yīng)該順時針方向旋轉(zhuǎn)使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力,維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。查找到問題癥結(jié)后,我們再對比同步發(fā)電機馬達的電壓與電流情況、查找相關(guān)發(fā)電機電線接線圖紙,發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機相關(guān)接線控制板亦與原廠圖紙一致,這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線,將其對調(diào),再次啟動發(fā)電機,并車成功,負荷轉(zhuǎn)移順暢,問題解決。 經(jīng)過該事件,發(fā)現(xiàn)以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意: 啟動發(fā)電機之前,一定要檢查相關(guān)管路系統(tǒng),之前做出過狀態(tài)改變的相關(guān)閥門,一定要及時設(shè)置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遺漏; 該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關(guān)閉的燃油閥打開,該輪經(jīng)過幾任管理公司管理,燃油管路的閥門老化,在全關(guān)時仍然存在些許燃油泄漏,造成一號發(fā)電機啟動時,能正常啟動,調(diào)速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉(zhuǎn)速,但同步馬達因為調(diào)速器不正常動作導(dǎo)致里面的齒輪損壞,造成了同步馬達卡死,以至于發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到; 不同管理公司的備件采購?fù)緩讲灰粯?,存在大量第三方生產(chǎn)的備件,與原廠備件相比,有些參數(shù)都不一致,有些即使銘牌上參數(shù)一致,但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對,避免到使用時陷入被動;即使是原裝件,電器要考慮正負極性,機械要考慮左旋右旋。
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