船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法的优化路径

苏德贺

（大连辽南船厂，辽宁大连 116041）

1 船舶电力系统中电气自动化技术的应用

船舶电力系统在运行期间为实现系统的可靠、稳定运行，必须清楚船舶在电力管控方面的要求，基于运营管理需要建立管控模式，让电力系统稳定运行。电力系统在运行期间，必须具备良好的操作环境、保证设备拥有不错的性能，这是系统稳定运行的前提条件。为了提高电力系统运行的可靠性，需要简化设备操作流程、加大设备性能监管力度，由此可以快速发现故障问题，在问题出现第一时间进行锁定与修复，不会对船舶电力系统造成过大影响。电气自动化技术本身便具备可行性价值与可靠特点，可以在短时间内处理数据，快速完成故障搜寻。在故障位置锁定后进行处理，提高系统运行的智能化与自动化水平[1]。

在电力系统中使用电气自动化技术，建立信息化发展模式，基于计算机进行引导，由此可以提高船舶电力系统运行的可靠性。在船舶电力系统运行维护中，使用电气自动化技术配合计算机，按照信息化发展流程，调整技术应用方式，使电力系统不会在运行中出现电能过度损耗的情况。为进一步规范船舶业电力系统管理行为，建立监督管控机制，随着对电力系统运行进行全程监督，在保证电力系统良好运行，同时可以降低该过程的电能损耗。发挥自动化技术对电力系统运行维护的效果，为系统稳定、可靠运行提供技术保障[2]。

在船舶电力系统运行中使用监控技术，根据系统运行要求，完善监督管理制度，由此满足技术应用要求。通过优势项目参与智能化电网运行，实施可靠的监督与控制，提高船舶电力系统运行的稳定性。在船舶电力系统运行中，需要采用基层监管的方式，以物理模式作为电力系统操作的主要模式，使电力系统在运行中自动感知故障，配合自动化技术实现智能化控制。

电气自动化技术的应用，使电力系统处于稳定运行状态。在船舶电力系统运行中，按照编制的程序完成操作流程等相关任务，可以提高电力系统管控的自动化程度，让电力系统一直处于稳定、安全的运行状态[3]。

2 船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法

2.1 获取故障数据源

短路、接地、绝缘低、断路是船舶电气自动化系统较为常见的故障。在船舶电力系统运行中需要做好故障检测与处理的工作。进行电路故障检测与故障定位时，需要加大对相关工作的控制程度，其直接关系到船舶电气自动化系统故障检测与恢复方法的实施，也是故障得到良好处理的关键。故障数据为分析电路故障、完成故障位置锁定的先决条件，需要明确故障检测的基础，保证数据源内容完善，由此可以更好地推进检测工作，保证检测工作的速度与准确率。在船舶电气自动化系统运行中，进行仿真模拟，演示电气自动化系统的运行状况，可以提前进行预防，提高系统运行的可靠性。随后通过程序自动提取文件数据，处理文件各类参数，完成预处理任务。在数据处置中，结合得到的特征数据进行转化，从而可以变成标准特征数据集，使用二分K 均值合并标准特征数据，得到类数据集。相关数据为船舶自动化故障处置的基础，直接关系到后期故障定位与恢复等工作，一旦数据采集出现问题，将会影响到电气自动化系统的运行效果。

2.2 定位故障

通过数据处理，最终合并标准特征数据集，得到故障类的距离，利用故障类分布中心与样本距离锁定故障的范围，不断缩小范围，提高故障定位的精准度。相关工作为故障能否在短时间内得到处理的关键，直接影响到故障恢复。在故障定位时，需要提高数据处理与分析的准确性，由此可以快速、准确定位，针对故障类型提出针对性的管控方式，让系统恢复到正常状况，能够可靠稳定的运行。连接方式在故障分析与位置定位时，工作人员需要加大对其关注度。如果连接方式不同，故障位置与故障危害程度也存在差异。当下在故障定位阶段，如果使用中性点不直接接地的方式，会在后期提高系统出现短路故障的概率。如果为相间短路，电气自动化系统的电源供电回路阻抗力会随之变小。

2.3 故障恢复

确定故障位置后，可以提出故障处理手段，恢复系统正常运行。研究系统故障恢复工作，发现故障恢复速度会影响到恢复方法与故障检测的工作，对相关工作可靠性影响较大。电气自动化系统恢复是多约束、多目标的集合体。在电气自动化系统运行中，每一段均有分段开关与联络开关，且相关开关的数量不在少数。如果系统因故障出现紊乱情况，会使开关组合解空间倍增。基于系统故障出现后，开关组合空间出现的变化，为了使系统快速恢复运行，需要对开关组合解空间负荷进行恢复，由此会涉及到电气自动化系统故障恢复中较为复杂的问题。对于船舶电气自动化系统采用选择基础配置电气配置器进行恢复的方式，装置接收系统运行数据的检测内容，随后通过处理器将相关数据转变为指令，修复系统故障。基础配置电气配置器在故障处理阶段，会替换系统内故障零部件，由此来解决故障，让系统可以重新恢复运行，不会对系统稳定性、可靠性形成影响。

船舶电气自动化系统如果发生故障，检测程序相继启动，进行线路检索，快速发现系统故障并进行故障定位，得到工作数据并进行传输、分析等操作。电气配置器会接收故障检测数据，结合接收信息进行分析，快速锁定故障位置。在指令的操作下，可以关闭故障周围开关，快速隔离系统故障源。在隔离故障源后，电气自动化系统排除故障线路，其他电路不会通过电流。此时连接出故障线路的电路并进行供电，在故障信息收集分析中，快速应用基础配置电气配置器更换故障部件，使用差分进化算法恢复故障。该算法具备收敛速度快、原理简单、参数少等特点，可以更好地控制电气自动化系统故障，不会在后期出现较大的问题。

2.4 实验分析

电气自动化系统故障检测与恢复方法是否具备实效性有待验证，因此需要围绕故障检测与恢复方法设置实验，验证检测与恢复方式在电气自动化系统维护方面的效果。在实验阶段需要将船舶电气自动化系统作为研究对象，比较故障检测阶段，检测方法与恢复方法处理故障的速度与恢复效果，由此评估故障检测与恢复方法的表现。在实验运行中，为保证实验数据具备参考价值，需要加强对实验过程各项操作的管控力度，使实验结果可以反映实际情况。使用优化的故障检测与恢复方法进行故障处理，和以往方式进行比较。从实验对比结果中可以判断经过创新优化的故障检测与恢复方法是否具备实效性。

3 船舶电气设备故障的维护策略

船舶电气自动化系统的运行维护状况与电气设备运行关联巨大，一方面需要增加对船舶电气自动化系统故障检测与恢复方面的研究力度，另一方面需要对电力系统相关设备进行管理与维护，由此可以使船舶电气自动化系统长期处于稳定、安全的运行状态，不会带来较多不确定因素。

3.1 检查主配电板

维修人员应该定期检查设备主配电板，还应该在维护活动中端正自身态度，仔细检查，防止因主配电板故障检查不到位，引发较大的问题。在定期检查中，掌握主配电板运行情况，还需要观察设备是否在脱钩挂锁方面存在问题。在对主配电板检查阶段，需要做好电压管控工作，检查主配电板是否存在掉线或开关松动的情况，防止主配电板出现电压泄漏问题。通过对主配电板的检查，由此可以消除电气设备因其发生故障，无法满足电力系统可靠运行的隐患。

3.2 处理配电箱盒

在船舶电气设备检修中，需要处理配电箱盒，也就是需要对配电箱或配电盒进行除锈操作，还应该固定配电箱或配电盒的位置，防止其他物质侵入。船舶管理人员应该检查配电盒的使用情况，定期更换配电盒，防止因配电盒年久失修造成安全问题。安装配电盒时，需要清楚材料对配电盒质量产生的影响，必须严把材料质量关，保证安装和处理的各类材料均达到设计要求，不存在设计型号与要求不一致的情况。

3.3 健全监管机制

在电气设备检修期间，需要清楚设备存在的故障问题。船舶管理人员应该从宏观角度收集数据并进行分析，还需要建立符合电气设备监督管控的制度，由此可以在电气设备运行阶段保证各项活动均能落实下去。电气设备负责人在制度实施期间需要履行自身岗位职责，保证监督工作不存在不当之处，完成设备监督管控任务，为电力系统可靠运行提供保障。

3.4 设计应急照明系统

随着船舶管理工作的开展，需要清楚船舶电气设备与电气自动化系统稳定性维持的关系，加大对设备的管控力度。船舶应急照明系统在船舶电力设备管理中应该被工作人员所重视。管理人员需要基于船舶避灾位置与船身结构设定照明灯源的亮度。在危险事件出现后，工作人员可以在应急灯的作用下快速撤离现场。船舶内设置的应急照明灯，作为消防设备应急电源，应该与正常电源分开设置，保证应急电源在救援状况下正常使用，成为大众逃离危险场地的辅助设备。

3.5 调试保护装置

随着船舶电气调试工作的开展，需要对船舶各类电器进行合理控制，调试船舶保护装置。在电气设备调试期间，可能会出现电气元件烧毁的状况，引发安全事故。因此，需要做好此类状况的防护工作，应该调整装置调试的方式，编制科学的调试流程。在船舶保护装置调试期间，严格按照设计说明与工作流程推进工作。排查保护系统与装置时，需要精准识别故障，快速锁定故障位置并进行隐患排查与处置。对于没有达到设计标准的保护装置，及时与工程人员联系，优化设计图纸，保证电气设备不会在电力系统运行中出现问题，以保障船舶安全运行的保障。

4 电气自动化技术在电力系统中的发展方向

在我国科学技术高速发展下，自动化技术水平得到较大的提升，在我国电力系统中也有出色的表现。按照各个领域对自动化技术的应用需要，不断进行创新与优化，在此过程电力系统依托自动化技术朝着自动化与智能化方向转型。我国电力系统在发展期间，电力传输与发电等工作均得到较大的发展，已经趋于世界水平。我国电气自动化技术已得到巨大的提升，但是从技术在应用中的表现发现，我国电气自动化技术体系仍存在缺陷。因此，需要在未来一段时间，加大对电气自动化技术应用的研发力度，逐渐拥有成熟的技术体系，为我国电力系统运行服务。

我国相关部门在发展中，结合国内研究成果，完善电气自动化技术，使其具备较高的实用性。在电气自动化技术应用中，需要解决电气自动化技术在连接方面的不足，还需要由开放状态转变为闭合状态。在发电方式调整时，需要寻找一种完成发电任务的方法，在提高发电工作效率同时，保证工作方法有较高的节能性与环保性。电气自动化系统在设备结构日益复杂的过程中，使用较为科学的方式替代人力进行管理。使用智能化设备与智能操控系统，进行设备管理与故障维修，保障工作人员人身安全，还可以使工作效率大幅度提升，更好地掌握电气设备运行情况，及时发现电力系统在运行中存在的问题，快速采取手段进行控制。船舶电力系统在未来一段时间需要推进电气自动化系统更新工作，合理应用电气自动化技术，使电气自动化系统在应用中一直处于稳定状态，使船舶业良好的发展。

5 结语

在我国船舶行业快速发展中，对自动化技术的引入程度逐渐加大。电气自动化系统已成为船舶不可或缺的组成部分，使工作高效进行。当下需要根据船舶应用需要，进一步加大自动化技术的引入力度，建立完备的监控系统，使电气自动化设备得到有效的应用，满足社会发展需求。船舶电气自动化系统在应用中，需要明确自动化设备故障排除的方式，比较排除方法的优势与缺点，不断优化检修工作的开展方式，由此提高电气自动化系统运行的可靠性，满足船舶业发展需求。