應(yīng)急發(fā)電機(jī)自啟動裝置在躉船的應(yīng)用

1、應(yīng)急發(fā)電機(jī)自啟動裝置在躉船的應(yīng)用武漢航道船廠 二一四年一月 應(yīng)急發(fā)電機(jī)自啟動裝置在躉船的應(yīng)用 覃 冕 武漢航道船廠一、 概況隨著航運(yùn)事業(yè)的不斷發(fā)展，船舶機(jī)艙無人化、自動化已成為主流趨勢。船舶電站自動化程度是是無人化機(jī)艙的重要一環(huán)。它包括：安全保護(hù)系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和自動檢測報警系統(tǒng)。其自動控制系統(tǒng)就是對船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣分析后做出的反饋動作。本報告主要介紹了通過與主配電板、發(fā)電機(jī)有效電氣連接形成的一整套自動控制系統(tǒng)的自啟動裝置。二、 選題理由1、 地理位置我廠承接的長江公安（太倉）65米工作躉船，地處太倉市七丫口，為太倉市郊區(qū)。此處靠近長江河口，有季節(jié)明顯，分布不均，年際變化大等特點(diǎn)，受到潮

2、汐、臺風(fēng)等影響嚴(yán)重。停電現(xiàn)象時有發(fā)生，而停電可能導(dǎo)致辦公數(shù)據(jù)丟失，甚至可能影響正常的工作、生活。2、 方便安全加裝發(fā)電機(jī)自啟動裝置后，可以在第一時間自動恢復(fù)辦公、生活等基本用電，而在岸電恢復(fù)時，可自動轉(zhuǎn)換到岸電繼續(xù)使用，并且自動停止發(fā)電機(jī)。整個過程無需船員操作，這也很大程度上保障了船員的安全。3、 規(guī)范要求根據(jù)鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范（2009）版，第四章第1節(jié) 關(guān)于“應(yīng)急電源 ”中明確要求： 1、應(yīng)急電源應(yīng)選用獨(dú)立的蓄電池組或發(fā)電機(jī)組 2、 當(dāng)應(yīng)急電源為發(fā)電機(jī)組時，在主電源失效的情況下，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組應(yīng)能自動啟動、自動投入電網(wǎng)供電?；谝陨先c(diǎn)，最終選擇以ASM18G模塊為基礎(chǔ)制作發(fā)電機(jī)自啟動裝置

3、。三、 基本工作原理 如下圖1該系統(tǒng)的基本原理是當(dāng)岸電斷電（即停電）時，由主配電板輸出失電信號給自動控制裝置（即自動控制柜，后面用控制柜代替），控制柜接收信號并處理輸出發(fā)電機(jī)啟動信號至發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)接收信號好后自啟動并反饋控制柜，控制柜輸出發(fā)電機(jī)主開關(guān)合閘信號完成送電?？刂乒竦淖饔镁秃帽纫粋€中轉(zhuǎn)站，將接收的信息經(jīng)過處理輸出到另一個設(shè)備，并對其進(jìn)行控制。 岸電失電 輸出啟動信號 主配電板 自動控制柜 發(fā)電機(jī) 主開關(guān)合閘 發(fā)電機(jī)啟動完成信號 基本原理圖1四、 系統(tǒng)構(gòu)成1、 系統(tǒng)基本構(gòu)成與連接該系統(tǒng)由主配電板、發(fā)電機(jī)以及自動控制柜組成。下圖2所示既為自動控制柜與主配電板、發(fā)電機(jī)布線示意圖?？刂乒裢ㄟ^

4、對信號的采集、處理最后輸出動作指令。2、自動控制柜設(shè)計該控制柜帶有兩塊電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，如圖3，分別可測量岸電圖2380V和發(fā)電機(jī)400V三相電壓。啟動和急停開關(guān)分別是保證啟動柜在自動位置和安全保護(hù)作用。并選擇ASM18G模塊搭載在該控制柜，如圖4。此模塊是發(fā)電機(jī)組的自動控制和安全保護(hù)模塊。如圖7內(nèi)部安裝五路繼電器（K1K5）輸出，輔助觸點(diǎn)六個，其中四個為常開觸點(diǎn)。 圖 3（自動控制柜） 圖 4（ASM18G模塊）2、主配電板如圖5在岸電失電時，要提供給自啟動控制器啟動信號。當(dāng)發(fā)電機(jī)啟動完畢并接受到合閘信號時，完成主開關(guān)合閘，為全船供電。當(dāng)岸電恢復(fù)時，發(fā)電機(jī)開關(guān)分閘，岸電主開關(guān)完成合閘。為滿足

5、以上動作，要求主配電板廠家在發(fā)電機(jī)主開關(guān)、岸電主開關(guān)上做出相應(yīng)調(diào)整，引出外接端子，以供自動控制柜連接使用。 圖5 （主配電板）3、發(fā)電機(jī)：本船發(fā)電機(jī)采用17.5MDKBR康明斯奧南無刷勵磁發(fā)電機(jī)組，輸出電壓400V，頻率50HZ，功率17.5KW，轉(zhuǎn)數(shù)1500r，啟動方式為機(jī)旁啟動和遠(yuǎn)程啟動。該發(fā)電機(jī)組可從冷車啟動即可到最高轉(zhuǎn)數(shù)1500r，無怠速過程，可減少啟動發(fā)電機(jī)時間。需要引出到控制柜的信號有：三項電源(UVW)+零線（N）；啟動信號；停機(jī)信號。 圖6 （發(fā)電機(jī)）五、自動控制柜運(yùn)行原理： 圖 7 （自動控制柜電氣圖）此系統(tǒng)需要發(fā)電機(jī)與岸電主開關(guān)之間進(jìn)行連鎖，并安裝有自動-手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)打

6、自動檔位時，且自動控制柜電源在打開狀態(tài)。如圖7岸電主開關(guān)由于失電脫扣，通過輔助觸點(diǎn)外圍電路（281、282）給自動啟動控制柜（12、13號）啟動信號，自啟動柜K5得電吸合形成閉合回路，發(fā)電機(jī)自動啟動。在時間繼電器的作用下，待發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定后，K3動作，合閘信號（7、8號）輸出，主開關(guān)完成合閘動作。當(dāng)岸電來電時，主配電板輸出“岸電回復(fù)停機(jī)信號”（283、284），使控制柜中的K4動作，常閉觸點(diǎn)斷開，使發(fā)電機(jī)主開關(guān)脫閘，岸電主開關(guān)自動合閘，發(fā)電機(jī)自動停止。圖8 （自動控制柜） 圖9（發(fā)電機(jī)主開關(guān)） 圖10（主配電板發(fā)電機(jī)屏）六、與其他應(yīng)急系統(tǒng)比較發(fā)電機(jī)帶自啟動發(fā)電機(jī)不帶自啟動蓄電池優(yōu)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)岸電失電迅速自動啟動發(fā)電完成合閘投入供電，穩(wěn)定性好，能保證工正常辦公且人員安全可保證正常辦公用電成本低廉缺點(diǎn)成本相對較高，控制柜不能顯示發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù) 斷電后啟動發(fā)電機(jī)過程繁瑣，操作人員不安全且不滿足規(guī)范要求不能保證正常照明，電量有限綜上所述：選擇發(fā)電機(jī)帶自啟動裝置雖然成本相對較高但方便船員使用，同時減少安全事故隱患，而且在滿足規(guī)范要求的情況下，穩(wěn)定性、安全性、實(shí)用性都相對較強(qiáng)。六、應(yīng)用情況及效果太倉公安65米躉船通過增加自動啟動裝置，可在岸電失電后13秒內(nèi)完成發(fā)電機(jī)自動啟動并合閘供電，為該躉船提供正常照明、辦公、部分空調(diào)以及消防等負(fù)載用電。當(dāng)岸電恢復(fù)時