海洋石油252全船失电案例分析

张 英 罗文忠

（天津中海油能源发展油田设施管理有限公司 天津 300457）

海洋石油252全船失电案例分析

张 英 罗文忠

（天津中海油能源发展油田设施管理有限公司 天津 300457）

本文简述了海洋石油252全船失电的故障现象、故障原因、故障处理解决的过程及故障的经验教训，可以为船舶同类故障的分析、解决提供参考。

失电；副机；主配电板；24V直流电；UPS

引言

船舶24V弱电系统在船舶的电力系统中是非常重要的，尤其是主机、副机、配电板的24V电力系统更是至关重要。本文介绍了一个短时间不能提供24V直流电造成全船失电的故障案例，通过本案例的学习可以为同类故障的解决提供参考。

1 故障经过及现象

2012年8月10日06:20海洋石油252船2#副机超速停车，导致主配电板上主开关脱扣，造成全船失电。应急发电机自动启动后向全船应急设备供电，同时机舱人员启动1#副机，在合主配电板1#主开关的时候，合闸的瞬间主开关立即脱扣，同时1#副机、应急发电机都停止运转，主发电机机旁控制箱和主配电板都没有24V电。反复试验几次后都是这种故障现象。

2 故障原因分析

2.1 2#副机超速停车原因分析

海洋石油252船使用的是康明斯KTA19-D-M型副机，这种副机超速停车由以下几个原因引起：

1.测速传感器故障。

2.燃油系统PT泵执行器故障。

3.调速板故障。

通过对测速传感器、PT泵执行器及调速板检查发现2#副机超速停车是由于调速板（调速板如图1所示）工作不稳定导致2#副机大幅度游车，最终导致2#副机超速停车。

图1 调速板

2.2 启动1#副机不能合上主开关向全船供电原因分析

通过对故障经过及现象分析，可以判断主开关不能合闸以及合闸的瞬间副机及应急发电机都停止正常运转的原因是副机及主配电板的直流24V电出现了问题，现分析如下：

2.2.1 海洋石油252船主配电板完工图中副机及主配电板的直流24V供电原理如图2所示：

图2 主配电板24V原理

（1）从图2可知一路24V直流电是从主配电板220V汇流排的交流电经过7U1（7U1是一个开关电源（图3），它的功能是能把220V的交流电转换成24V的直流电）后向主配电板及副机控制箱提供24V直流电。这路24V直流电能提供的前提条件是主配电板上有220V交流电，用通俗的说法形容就是全船有电。从故障现象分析，不能判断这路24V电系统是否有问题的，因为故障现象是全船断电后（应急发电机没有启动）主配电板及副机控制箱没有了24V电，而这路24V电是从主配电板上的220V负载屏上转换过去的。

图3 开关电源

（2）从图2可知另外一路24V直流电是从应急配电板220V配电屏的交流电经过7U3(7U3是一个UPS电源（如图4所示）即主配电板的不间断电源，它的原理是应急配电板220V配电屏正常有电的情况下它一路输出220V交流电到7U2，一路输出36V直流电给UPS的电瓶充电，当应急配电板220V配电屏失电后，电瓶的36V直流电经过UPS的逆变装置会输出220V的交流电到7U2)和7U2（7U2是一个开关电源，它的功能是把220V的交流电转换成24V的直流电）后向主配电板及副机控制箱提供24V直流电。从上面电路图分析可知，正常情况这路24V直流电在应急配电板220V配电屏失电的情况下，短时间内是可以向主配电板及副机控制箱提供24V直流电的。前面在故障现象中提到全船断电后（应急发电机还没有启动）主配电板及副机控制箱都没有24V电源，因此可以判断这路24V电路工作肯定是不正常的。而且可以判断是UPS的逆变系统出现了问题。（因为如果是开关电源7U2有故障，在主配电板正常有电的工况下会出现一个应急24V电源故障报警）

图4 UPS电源

2.2.2 通过对主配电板及副机的24V电路分析可以判断不能恢复供电的原因如下：

（1）2#副机超速停车后主配电板失电，这时主配电板和副机控制屏都没有24V电，所以备用副机是启动不起来的，同时应急配电板上检测到主电网失电并开始计时，延时30S后应急发电机自动启动并向应急照明及应急设备供电。（应急发电机有自己独立的电瓶提供24V电）

（2）应急发电机启动后，从主配电板直流24V供电原理图得知这时主配电板及副机控制箱都有24V电，这时就能正常启动备用1#副机。

（3）1#副机启动后不能正常合闸向主配电板供电的原因是启动1#副机向主配电板合闸的瞬间应急发电机要先停止工作（根据电路设计原理），这时主配电板24V供电线路上来自应急配电板的220V交流电就没有了，而且这路电路上的UPS逆变装置已经损坏，所以这时这路24V直流电就没有了，此时备用1#发电机在瞬间还没有向主电网供电，从图二可以得知，主配电板220V负载屏提供的这路24V电也是没有的。也就是说在这一瞬间主配电板及副机控制箱都没有24V电，由于没有了24V电，所以1#副机就停止工作。同时也就不能正常合闸向主配电板供电。

（4）通过上述三点分析可以得知1#副机启动后不能正常向主配电板合闸供电的原因是：主配电板及副机控制箱的不间断电源UPS损坏导致的。

2.3 充放电板24V供电原理图分析

图5 充放电板24V供电原理图

从图5可以看出QF7开关标识为主配电板直流控制电源。那为什么在主配电板上找不到从充放电板上过去的直流24V电呢？（船舶主配电板及主发电机控制箱的应急24V电源通常都是由充放电板提供）。最后在主配电板后边找到了两个电缆线头（如图6所示），经过检查、测量，确认这两根电缆就是充放电板到主配电板的直流24V电缆。

图6 充放电板到主配电板的线头

为什么在造船的时候充放电板到主配电板的直流24V电没有接入主配电板呢？后来经过询问和查阅资料证实当时是由于CCS验船师要求增加一个UPS不间断电源来替代充放电板到主配电板的24V直流电源，即7U3，所以没有把充放电板提供的24V直流电接入到主配电板。

3 故障处理过程

3.1 海上临时应急处理过程

（1）用外置电瓶直接提供24V直流电源到1#副机控制箱，启动1#副机后合闸供电，合闸成功，1#副机可以正常向全船供电了。

（2）更换2#副机的调速板，起动2#副机（起动成功），1#主副机和2#副机并网运行成功，2台副机同时向主电网供电。

（3）解列1#副机供电，停机1#副机，拆除外接24V直流电源，恢复系统24V直流电给1#副机控制箱供电。重新启动1#副机，同时和2#副机并网运行正常。

3.2 船舶靠港后处理过程

（1）更换新的UPS，让UPS单独给主配电板和副机控制箱供24V直流电源，启动副机并合闸试验正常。

（2）充放电板到主配电板的24V直流电源通过加装保险管、隔离二极管（图7所示）接入主配电板，让充放电板的直流24V电单独给主配电板供电，启动主发电机并合闸试验正常。

图7 隔离二极管、保险

（3）改造完成后等于是给主配电板及副机控制箱的24V直流电加装了双保险，即使UPS发生故障也不会造成主配电板和副机控制箱在全船失电的情况下失去24V直流电源。改造后的电路图如图8所示：

图8 改造后的主配电板24V电原理图

4 故障教训及总结

（1）船上人员加强对24V供电系统的检查、维护保养工作，特别注意检查24V供电系统的开关电源、UPS等电器元件。

（2）既然主配电板的不间断电源是由一个UPS电源提供，且UPS的安装位置又非常隐蔽，建议加装一路UPS故障报警到机舱的主报警上，以便及时发现UPS损坏，及时修理。

（3）船舶建造时，现场对电路的修改要及时反映到完工图上，确保图纸与实物一致。