Када бродови раде на мору, поузданост напајања целог пловила је директно повезана са безбедношћу операција и квалитетом извршења задатка. Као основни извор енергије за сву бродску опрему, стабилан рад бродске електране игра одлучујућу улогу. Одређени брод је опремљен са 5 савремених ХФЦ дизел агрегата снаге 770кВ. Он усваја Конгсберг ДЦ-20 аутоматски систем управљања електраном (ПМС), који је одговоран за праћење статуса електричне мреже и аутоматску контролу електране. Може постићи аутоматску регулацију покретања, заустављања, повезивања на мрежу и искључења агрегата.
Брод има високе захтеве за поузданост напајања у својим операцијама на мору. Током редовног рада, усваја мрежни-режим рада са три јединице, а рад електране је подешен на полу-полуаутоматски. Укупно оптерећење пловила остаје стабилно на око 1.400 кВ. Електрана има три режима рада: У ручном режиму,-дежурно особље ручно довршава повезивање на мрежу и искључивање јединица на основу оптерећења мреже и статуса јединица. У полу-аутоматском режиму, ПМС прати укупну снагу електричне мреже у реалном времену. Када је оптерећење ненормално, издаје аларм. Након што-дежурно особље донесе одлуку, издаје упутства, а ПМС аутоматски завршава наредне операције. У аутоматском режиму, све операције електране су у потпуности контролисане од стране ПМС-а. Однос напајања брода приказан је на слици 1.
На слици 1 приказан је однос напајања бродова
И. Феномен грешке
Током путовања брода, генераторски сетови Но. 2, Но. 4 и Но. 5 били су повезани на мрежу за рад, док су генераторски сетови Но. 1 и Но. 3 били у даљински-контролисаном стању хладног приправности. Електрана је била у -полуаутоматском режиму. Укупно оптерећење целог брода било је приближно 1.400 кВ, са јединичним оптерећењем-од око 57%. Без икаквих упутстава за рад коју је издало-дежурно особље, феномени квара су се јављали један за другим: у 17:11:03, генераторски сет Но{18}} се аутоматски покренуо и одмах је био прикључен на мрежу ради рада. У 17:11:14, ПМС је издао аларм за низак притисак горива за агрегат бр.1 (притисак у време аларма је био 0,1 МПа). У 17:12:10 аларм је ресетован (притисак у тренутку ресетовања био је 0,16МПа). Након тога,-дежурно особље је раставило агрегат бр.{32}} у полуаутоматском режиму{33}}и одмах пријавило релевантну ситуацију-дежурном инжењеру. Овај квар није проузроковао да цео брод изгуби струју, али је аутоматско покретање-покретање и повезивање на мрежу агрегата Но{37}} без упутстава ненормално стање. Неопходно је темељно истраживање узрока како би се осигурала сигурност напајања.
ИИ. Анализа механизма кварова
На основу принципа рада система аутоматског надзора електране овог пловила, потенцијални разлози за хитно аутоматско прикључење на мрежу резервног агрегата бр.{0}} се углавном сврставају у следеће три категорије, а све су повезане са основним принципом управљања ПМС-ом: „Обезбеђивање да је капацитет прикључка на мрежу генераторског агрегата већи од оптерећења на мрежу и спречавање целог брода да дође до напајања“.
1. Ненормалан рад агрегата
Ако један агрегат на мрежи доживи ненормалну брзину ротације (пад, прекорачење), низак притисак уља за подмазивање, низак притисак лож уља, превисоку излазну температуру воде, или ако напон и фреквенција одступају од стандардног опсега и активирају аларм, то може довести до искључивања генераторског склопа, што доводи до изненадног смањења напајања електричном енергијом у мрежи и представља ризик од губитка енергије читавог пловила. У овом тренутку, ПМС ће аутоматски покренути стандби јединицу и брзо се повезати на мрежу како би осигурао стабилно напајање мреже.
2. Неправилан рад главног прекидача
Ако главни прекидач једног агрегата на мрежи доживи ненормално окидање током паралелног рада, искључења или нормалног рада, како би се спречило да цео брод изгуби снагу, ПМС ће аутоматски покренути јединицу у стању приправности и довршити повезивање на мрежу. Било је случајева таквих аномалија: Током одређене операције на мору, када је јединица Но. 1 била искључена у полуаутоматском режиму рада, дошло је до квара главног прекидача. Иако то није изазвало нестанак струје за цео брод, резервна јединица број. 5 је и даље аутоматски покренута и повезана на мрежу.
3. Нагло смањење напајања из електричне мреже или нагло повећање оптерећења
Када се оптерећење електричне мреже на целом броду нагло повећа или напајање из -мрежних производних јединица изненада падне, ПМС ће аутоматски покренути резервне јединице како би се уверио да укупан капацитет јединица-повезаних са мрежом задовољава потребе за оптерећењем. Бродовласничка сабирница је подељена на два дела, А и Б, чиме се може постићи сегментирано напајање. Две секције сабирнице се независно контролишу, а њихова управљачка логика је у складу са напајањем целе секције. Ако дође до наглог смањења напајања или наглог повећања оптерећења у било којој секцији, то ће покренути резервну јединицу те секције да се покрене и повеже на мрежу.
ИИИ. Дијагностика кварова и руковање
1. Свеобухватно решавање проблема
Техничари су прегледали потенцијалне узроке горенаведених{0}}поменутих грешака један по један, од једноставних до сложених, и постепено елиминисали небитне факторе. Специфичан процес инспекције је следећи:
• Истражите факторе рада особља: у потпуности комуницирајте са-дежурним особљем да бисте потврдили да нема грешке особља у раду; Што се тиче аларма ниског притиска горива блока 1, анализирано је да је до њега дошло услед брзе дистрибуције оптерећења након брзог прикључења агрегата на мрежу, што је резултирало привременим недостатком снабдевања горивом у пумпи за довод горива блока. Након тога, када је јединица 1 поново покренута у складу са нормалном процедуром, овај аларм се више није појавио, што потврђује рационалност ове анализе.
• Проверите статус ин-мрежних јединица: Извршите детаљну верификацију основних радних параметара (радни напон, струја, фреквенција, притисак горива, притисак уља за подмазивање, висока-температура воде на излазу, итд.) 2#, 4# и 5# ин-мрежних јединица. Сви параметри задовољавају стандарде, а искључена је могућност да ПМС грешком покрене стандби јединице због абнормалности у-мрежним јединицама.
• Преглед управљачког кола блока 1: Извршена је свеобухватна провера компоненти, модула и стартног кола електричног управљачког кола блока 1, са фокусом на проверу међурелеја и управљачких модула у стартном колу. Нису нађена никаква оштећења или кварови, а искључен је и утицај ненормалних управљачких кола самог уређаја.
• Прегледајте компоненте система за надзор: проверите струјни трансформатор Конгсберг система за надзор и аларм, дохватите историјске записе система, потврдите да нема значајне флуктуације укупне струје главне сабирнице и искључите могућност лошег рада система узрокованог девијацијом детекције струјног трансформатора.
• Истражите утицај оптерећења мреже: Контактирајте сваку позицију да бисте верификовали покретање и заустављање опреме велике{0}}опреме током периода квара, потврдили да се ниједна-опрема велике снаге не покреће или зауставља током овог периода и искључите могућност покретања система за хитне случајеве изазване ударом оптерећења.
2. Локација квара и руковање
Након што су елиминисали горе наведене уобичајене факторе, техничари су даље анализирали у комбинацији са распоредом напајања у то време: Када је дошло до квара, једна јединица сабирнице А секције је прикључена на мрежу, а две јединице сабирнице Б секције су повезане на мрежу. Струја од 700 А је текла од Б секције ка А секцији кроз прекидач за везивање. Ако прекидач за везивање ради ненормално или је искључен, сабирница А-секције ће доживети ситуацију у којој „оптерећење струје премашује капацитет напајања јединице“. У овом тренутку, ПМС покреће приправну јединицу 1 А-секције да се повеже на мрежу, што је у складу са његовим принципом управљања.
Извршена је инспекција прекидача за везивање и установљено је да његова логичка контролна јединица (Сцхнеидер МИЦ 5.0) има очигледне абнормалности: унутрашња батерија је била недовољна, а приказ трофазне струје је био нестабилан и испрекидан. Основна функција ове контролне јединице је да прими тренутни сигнал који уноси сензор прекидача, донесе одлуку и затим пошаље упутства актуатору (завојница за затварање, калем за отварање, итд.) како би се постигла контрола дејства прекидача. Његова абнормалност узрокује да ПМС погрешно процени да је главној дистрибутивној плочи потребно сегментирано напајање, а затим покрене Јединицу 1.
Техничко особље је утврдило да је план одлагања замена контролне јединице спојнице. Конкретни кораци су следећи: Током целог процеса, приоритет ће бити дат обезбеђивању стабилног напајања за цео брод и заштити безбедности опреме
(1) Регулација оптерећења и јединице: Искључите не-критична оптерећења, искључите агрегат бр.{2}}, координирајте и регулишите расподелу оптерећења целог брода и капацитет напајања јединица, смањите струју која тече кроз прекидач за везивање на мање од 10% номиналне вредности (3200А) и искључите струјни прекидач испод 10 А када струја падне испод 10 А.
(2) Замена контролне јединице: Извуците прекидач за везивање из разводне плоче, уклоните предњи поклопац прекидача, одспојите траку за повезивање између контролне јединице и прекидача, замените неисправну контролну јединицу и подесите вредност подешавања заштите релеја и време подешавања нове контролне јединице преко точкића.
(3) Обнављање система: Поново поставите прекидач за везивање и протресите га у разводну плочу. Затворите прекидач за везивање и цео брод ће наставити нормално напајање.
После недељу дана праћења{0}}, више није дошло до ненормалног затварања или отварања агрегата, што потврђује да је квар потпуно отклоњен. Након што је брод привезан на пристаништу, контактиран је произвођач да користи Сцхнеидеров наменски инструмент за тестирање и калибрацију јединице за контролу грешке. Утврђено је да је интерна батерија покварила (са назначеним радним веком од 5 година, али заправо у употреби 8 година), и дошло је до одступања од 20А у вредности подешавања. Ово је додатно потврдило основни узрок грешке.
ИВ. Закључци и предлози
На основу отклањања кварова, процеса руковања овом грешком и накнадних резултата верификације, извучени су следећи закључци и практични предлози да би се обезбедила референца за сигуран рад бродских електрана:
1. Руковање кваровима мора бити научно и ригорозно: након што је дошло до ове грешке, техничари су мирно управљали целокупним теретом брода и статусом јединица. Кроз приступ решавања проблема „од једноставног ка сложеном“, они су постепено идентификовали основни узрок квара, ефикасно спречавајући ненормално проширење напајања и обезбеђујући безбедност бродске пловидбе.
2. Мере предострожности треба предузети при руковању прекидачем за везивање: Пре замене контролне јединице прекидача за везивање, неопходно је прво одвојити прекидач за везивање. Да би се заштитио разводни уређај, неопходно је координирати расподелу оптерећења и снагу јединице како би се прекидач за везивање искључио у условима ниске струје, истовремено осигуравајући континуирано и поуздано напајање на целом броду.
3. Одржавање контролне јединице захтева пажњу на детаље: Контролна јединица прекидача за везу је интегрисани модуларни уређај високе поузданости, али лоше могућности одржавања. Након квара, обично га треба заменити у целини, а процес замене је релативно једноставан. Треба напоменути да "Х1" чип испод ове контролне јединице треба посебно да испоручи Сцхнеидер. Резервне делове треба припремити унапред.
4. Постоје алтернативни планови за одговор на поморске ванредне ситуације: Током поморских операција, ако се контролна јединица не може благовремено заменити или поправити, могу се усвојити две хитне мере: Једна је коришћење сегментираног режима напајања. -Дежурно особље треба да пажљиво прати промене оптерећења на сабирницама А и Б и да буде добро-припремљено за хитне операције. Други је да ручно закључате прекидач за везивање након што га затворите (прекидач има уграђену-функцију закључавања) да бисте спречили неочекивано окидање прекидача за везивање.
5. Оптимизујте режим напајања да бисте смањили скривене опасности: Постоји више електричних уређаја у одељку А, а мање у одељку Б. Препоручује се да се усвоји режим напајања-повезан са мрежом „2 јединице у секцији А и 1 јединица у секцији Б“ током критичних периода као што су операције на мору, навигација у уским пловним путевима и пристајање и искрцавање. У овом режиму, иако је прекидач за везивање у затвореном стању, струја која тече кроз њега је релативно мала. Чак и ако прекидач за везивање поквари, он и даље може да обезбеди непрекидно напајање за цео брод, минимизирајући ризике напајања и вероватноћу нестанка струје за цео брод у највећој мери.