顧建偉 李瑞 蔣林

摘? ?要：海上某平臺應(yīng)急發(fā)電機隨平臺建立而配套使用，已經(jīng)使用10多年，因設(shè)備故障等原因?qū)ζ淇刂票P進行過多次線路改動，存在控制盤實際接線與電氣圖紙不符的問題，導(dǎo)致出現(xiàn)故障后現(xiàn)場無法有效排查故障。同時盤內(nèi)控制方式為老式控制模式，元件繁雜，使用年限較長，陸續(xù)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致故障率高，并且很多元件已經(jīng)更新?lián)Q代，采購困難。因此，該平臺應(yīng)急發(fā)電機控制系統(tǒng)進行了改造升級，在解決當前使用問題的基礎(chǔ)上，增加了相關(guān)的通訊接口預(yù)留給海上設(shè)備智能化管理。

關(guān)鍵詞：機組控制? 勵磁調(diào)節(jié)? 可編程邏輯

中圖分類號：TM341? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0039-02

1? 應(yīng)急發(fā)電機參數(shù)

應(yīng)急發(fā)電機組本體安裝在無人平臺上層甲板的應(yīng)急發(fā)電機電機間，機組配電系統(tǒng)則安裝在應(yīng)急開關(guān)間。機組采用了重慶康明斯生產(chǎn)的NTA855-G1柴油機與無錫斯坦福生產(chǎn)的HCM434C1 船用發(fā)電機配套組成。機組整體參數(shù)如下：

型號：CCFJYZ150-1500HL

額定功率：170kW

額定電壓：AC400V

額定轉(zhuǎn)數(shù)：1500 rpm

額定電流：308A

相數(shù)和接法：三相三線制

額定功率因數(shù)：0.8（滯后）

現(xiàn)場控制盤與機組分開安裝，它為機組的監(jiān)測和控制的中心，安裝于應(yīng)急發(fā)電機房旁邊的低壓開關(guān)間。

2? 主控制器升級

為盡量縮短現(xiàn)場改造時間，根據(jù)原機組控制盤尺寸和功能，重新設(shè)計新控制盤，陸地功能調(diào)試完成后發(fā)往現(xiàn)場進行整體更換。原機組主控制器為Woodward easygen1000控制器，升級改造為Basler DGC2020ES控制器。

新控制器具有以下功能特點：

（1）發(fā)電機控制;

（2）發(fā)動機及發(fā)電機保護;

（3）自動檢測發(fā)電機配置 ;

（4）極其牢靠完全塑封設(shè)計;

（5）7個可編程輸入接點;

（6）可編程模擬發(fā)動機傳送器 ;

（7）事件記錄（非易失性存儲器可存30組事件）;

（8）啟動、運行、預(yù)啟動繼電器和4個可編程輸出。

3? 勵磁調(diào)節(jié)器升級

原發(fā)電機組使用Stamford MX321模擬量勵磁調(diào)節(jié)器安裝于機組電球接線箱內(nèi)，只能實現(xiàn)簡單的調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度較慢，在復(fù)雜的電力系統(tǒng)中會顯得力不從心。

升級后使用的是Basler DECS-150數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器，并將其集成于機組控制盤內(nèi)，避免振動過高造成元器件損壞。

新的勵磁調(diào)節(jié)器具有以下優(yōu)勢：

（1）智能化：數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器擁有各類通訊接口，非常方便與PMS等電源管理系統(tǒng)實現(xiàn)智能化電網(wǎng);

（2）擴展性能強：軟件配置可以靈活配置調(diào)節(jié)器參數(shù)，使得勵磁系統(tǒng)能方便擴展功能和產(chǎn)品系列化實現(xiàn)，而模擬量勵磁調(diào)節(jié)器要擴展功能需要增加硬線;

（3）響應(yīng)性能：數(shù)字式勵磁采用的是微機處理方式，其響應(yīng)性能遠優(yōu)于模擬式調(diào)節(jié)器，并且靈活的PID設(shè)置，可根據(jù)實際應(yīng)用優(yōu)化;

（4）可靠性：帶自檢測功能，直接開關(guān)量進行外部調(diào)節(jié)，無需電動電位器，不會造成勵磁輸出越變故障，進一步提高了整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

（5）維護性：其通用的標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可方便實現(xiàn)遠程監(jiān)控，同時事件記錄和故障錄波功能也極大便利對系統(tǒng)的監(jiān)控和維護;

（6）保護功能：數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有完整的保護功能，包含發(fā)電機端電壓、發(fā)電機頻率、勵磁機電流限制、勵磁機二極管監(jiān)測、PT斷線檢測等。

4? 進排風百葉窗控制改造

原百葉窗控制全部用繼電器線路進行，線路較多。升級后，部分百葉窗控制邏輯由主控制器可編程邏輯塊實現(xiàn)，減少繼電器數(shù)量以及布線。

此外，新系統(tǒng)中增加百葉窗故障檢測和關(guān)機延時關(guān)窗功能。

5? 其他功能改造

電壓微調(diào)：因原勵磁調(diào)節(jié)器為模擬量式，外部電壓微調(diào)只能為電阻調(diào)節(jié);升級改造后DECS-150勵磁調(diào)節(jié)器電壓微調(diào)信號為開關(guān)量調(diào)節(jié)。原位于低壓盤上的電壓微調(diào)旋鈕需要更改為三位旋鈕開關(guān)。

電池充電器：電池充電器更換為國產(chǎn)的Smartgen BACM2420浮充電板，小巧輕便同時三段式浮充充電方式對蓄電池的使用壽命有進一步提升。

報警及參數(shù)顯示：新控制系統(tǒng)幾乎所有的報警及機組參數(shù)都接入到控制器里面，方便實現(xiàn)遠程監(jiān)控，大部分報警和參數(shù)可通過控制器LED屏顯示。

遠程通信：DGC-2020ES控制器預(yù)留有Modbus 485接口，DECS-150勵磁調(diào)節(jié)器具有Modbus TCP和Modbus 485接口，第三方設(shè)備可方便監(jiān)控機組和勵磁參數(shù)。

操作：機組操作與原系統(tǒng)保持一致，方便操作人員快速上手。

6? 結(jié)語

某平臺應(yīng)急發(fā)電機組控制系統(tǒng)升級改造后，采用更先進和智能化的產(chǎn)品，解決了原控制系統(tǒng)故障排查時間長，元件老化和部分停產(chǎn)無法采購的問題，保障了海上電力供應(yīng)的可靠性、穩(wěn)定性。

此外，系統(tǒng)增加的通用第三方通訊接口為海上平臺設(shè)備智能化提供了基礎(chǔ)。

參考文獻

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