船舶发电机调试及试验工艺流程

郁松华 姚琪

摘 要：发电机是船舶电力系统的核心，其调试工作是整个造船系泊试验的首要任务。调试在系泊试验期间进行，整个调试工作由船舶制造商与船东和验船师一起进行。本文将结合我公司为中交二航局建造的一条10000吨举力半潜驳船的电站的调试方法与工艺流程作进一步介绍。

关键词：发电机;配电板;调试;试验

中图分类号：u673.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0057-02

1 系统介绍

10000吨半潜驳使用康明斯的三台800千瓦发电机，转速为900转/分钟，6缸柴油发动机，三相电压AC400V，电流1443A，频率50Hz，功率因素0.8。

2 调试前的准备工作

（1）柴油发电机组安装报验合格，为其服务的油水气系统安装报验合格;（2）油箱中装满足够的轻柴油，油底壳注入足够的润滑油，注入足够的冷却液;（3）电气电缆接线正确;（4）三台发电机屏与组合起动屏分离，拆除连接排，两边400V组合起动屏临时接2根3×95mm2的电缆，这样调试发电机时使用设备互不干扰;（5）主配电板岸电供电拆除发电机连锁，主配电板初次送岸电，首先检查主配电板接线可靠性、正确性，接入岸电，检查相序;（6）测量柴油机的冷态曲轴甩档;（7）用直流500V兆欧表测量发电机定子和转子绕组及空间加热器冷态绝缘电阻;（8）准备三台电阻箱，三只隔离开关，负载期间使用。

3 发电机调试

（1）发电机温度传感器试验，当温度模拟器设置在0℃时，查看集控室远程监测显示器是否也为0℃，线路长短会影响监测报警显示器的值，适当调整偏差電阻修正值。校准并测试每个温度传感器报警点;（2）发电机压力传感器试验，关闭压力传感器入口阀并将手动压力泵调节到0位置，查看集控室远程监测显示器是否也为0位，校正并测试每一个压力传感器报警点;（3）柴油机盘车装置安全连锁试验;（4）当单台发电机的所有报警点都处于正常状态后，本地起动发电机，发电机第一次起动正常后，用相序表测量发电机相序必须为正序，并检查主配电板发电机加热器开关是否自动切断，检查各参数值是否正确;（5）在主配电板上调速开关控制加速、减速与发电机频率变化是否一致。当发电机转速校正到900r/min时，频率应为50Hz，调节调压电位器并将电压值校正至400V;（6）在主配电板上遥控起动、停止发电机一次;（7）发电机高温淡水温度过高停车试验，将温度传感器放入试验炉中加热至95℃，起动发电机并将温度传感器加热至106℃，发电机先报警后停车;（8）发电机滑油压力过低停车试验，将滑油压力传感器进口阀关闭，手动压力泵接头连接至压力传感器测试接头处，手动压力泵加压至正常值后，起动发电机，手动压力泵压力缓慢释放至0.08Mpa，发电机先报警后停车;（9）发电机超速停车试验，开启发电机，用配电板上的调速开关调整1725r/min，发电机先报警后停车;（10）发电机就地紧急停车试验，直接按下发电机就地控制板上的emergency stop按钮，发电机停车;（11）发电机冷起动试验，将空气充气至3.0Mpa，三台发电机连续冷态起动、停车，直到空气瓶空气用完为止。记录起动次数和最低起动压力。

4 主开关保护试验

根据规范要求，主要检查以下保护项目：

（1）选择性卸载试验，当主配电板母排电流达到1443×1.2×0.92=1593.5A，互感器为1600/5A，模拟测试电流为4.97A时，主开关延时10±2秒卸载负荷并报警，卸载负荷有舱室加热器、厨房设备、空调、制淡装置、舱室风机、机修设备;（2）主开关长延时脱扣试验，当主配电板汇流排电流达到1443×1.1×1.2=1905.3A，互感器为1600/5A，模拟测试电流为5.95A时，主开关延时20±2秒主开关脱扣并报警;（3）主开关短延时脱扣试验，当主配电板汇流排电流达到1443×3×1.5=6495.3A，互感器为1600/5A，模拟测试电流为20.29A时，主开关延时400毫秒主开关脱扣并报警;（4）主开关欠压保护试验，当发电机开起正常后手动合闸，然后将发电机手动控制油门杆缓缓拉到停车，发电机电压由400V下降至315～157V时，主开关自动脱扣并报警;（5）主开关逆功率保护试验，发电机双台并车运行后，加负荷至100kw，将其中一台手动调速器减速，正在减速的发电机将负载转移到另一台发电机。当发电机减速到逆功率至额定功率的10%为-90kw时，主开关延时在10秒内脱扣并报警。

5 发电机负载试验

5.1 发电机负荷试验

试验时记录电流、电压、频率、绕组温度、功率，记录柴油机各种参数，在做100%负荷试验测爆压两次。

5.2 稳态调压特性试验

在负荷试验后，首先负荷调整到900kw，频率为50Hz，主配电板发电机控制手自动模式选择开关放到手动位置，试验负荷按下列程序变化：负荷100%→75%→50%→25%→0%→25%→50%→75%→100%，记录各种负荷状态下，电压、电流、频率。在上述测量中，电压变化率不应超过±2.5%，功率因素应稳定在0.8。

5.3 调速特性试验

（1）突卸：在试验之前，第一个负载的功率调到900kw的40%，第二个负载的功率调到900kw的30%，第三个负载的功率调到900kw的30%负荷，负荷100%→0，三个负载筒同时分闸。（2）突加：负荷0%→40%第一个负载合闸，40%→70%第二个负载筒合闸，70%→100%第三个负载合闸。记录瞬时和稳定状态时电压、频率值、转速以及它们稳定所需时间。稳态负载频率变化不超过±5%，建立时间不大于5秒。瞬态负载频率变化不超过±10%稳态负载电压变化±2.5%，瞬态负载电压变化-15%至+20%，稳定时间不超过2秒。（3）1号～3号主发电机组任何一台单运行状态下，对本船任何一台首尾锚绞车进行启动效用试验，此时检查运行中交流电动机是否失步、停转和电器自行脱扣现象，用仪表测量发电机电压、电流变化情况。可对组装式中央空调作效用试验，检查运行中交流电动机是否失步、停转和电器自行脱扣现象，用仪表测量发电机电压、电流变化情况。

6 发电机并联运行试验

发电机并联运行时先将功率设置为75%，主配电板发电机控制模式设为手动模式，负载按75%→100%→75%→50%→25%→50%→75%→100%顺序进行试验，在各种负载条件下记录电压、电流和功率。每个负载点并行时间为3分钟。有功功率分配差值不应超过额定功率的±15%。在发电机并联运行试验时，加、减载负荷时必须缓缓的增加、减少，当二台发电机有一台达到规定值时，立即停止加载、减载，稳定后即可记录。运行顺序依次为1和2、2和3、3和1。手动并联发电机，起动1号发电机并合闸，将2号发电机运行模型选择开关设为手动模式，将发电机同步选择开关设为2号发电机，如果同步表显示正向旋转，则表示线下发电机频率高于电网上的发电机频率，需要调整2号发电机的速度控制开关，使线下发电机减速，同步表指针旋转变慢，指针转速以3～5秒转一周，当指针将到达12点时合闸待并发电机主开关。同时关闭同步选擇开关。此时再将两台发电机的负载调均匀，完成二台发电机的手动并车。手动退出1号发电机，首先降低1号发电机转速，将负载转移到2号发电机，将2号发电机的转速提高到50赫兹，1号发电机负荷降至50kw以下时，按动分闸按扭，1号发电机退出电网。

7 机组的自动起动、停止试验

7.1 备用发电机的自动启动并联入电网

设置自动启动程序后，备用发电机应在以下条件自动启动并联入电网。

（1）运行发电机组发生以下故障之一：滑油进机压力过低、缸套水出机温度过高、发电机超速、发电机组停止，则备用发电机应自动启动并联入电网。（2）母排出现以下故障之一：母排频率低至47.5Hz、高至52.5Hz，电压低至360V、高至440V，在网发电机将报警，延时5秒后备用发电机组应启动，运行发电机退出电网，备用发电机联入电网。设置第一备用机组起动故障（也可以设置A、B中任何故障之一），使第二备用机组起动并自动接入汇流排。

7.2 自动功率控制

（1）当单台发电机功率大于90%额定功率时，备用发电机10秒后自动启动，自动同步并入电网，并平均分配负载，两台发电机并联运行。当两台发电机的并联运行功率大于额定功率的90%时，第3台发电机延时10秒后自动启动，自动同步并入电网，并平均分配负载，三台发电机并联运行。（2）当三台发电机并联运行功率小于单台发电机额定功率的30%额定功率时，第二备用发电机在1分钟延时后自动将载卸至5%时，发电机主开关分闸退出电网并在1分钟后停车。当两台发电机并联运行时，当单台发电机负载小于额定功率的30%，第一备用发电机在1分钟延时后自动将负载卸至5%，发电机主开关分闸退出电网并在1分钟后停车。

在完成发电机各项试验后，用直流500V兆欧表测量发电机定子和转子绕组和空间加热器热态绝缘电阻。并测量柴油机热态曲轴温度和甩档。

8 结语

合理安排发电机的调试报验流程可缩短整个调试报验周期，节省能源消耗，降低成本。发电机的调试报验工作完成后，全船的其它设备的调试工作就可以全面开展了，如克令吊、艏侧推等的大功率的设备必须在这个试验完成后进行。这个试验的顺利与否将左右着整个项目的各个节点是船舶系泊试验的重中之重。

参考文献

[1] 林华峰，等.船舶电站及电力拖动[M].哈尔滨工程大学出版社，2005.

[2] 覃杰.船舶电站调试方法和策略[J].城市建设理论研究，2014（12）：1.