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摘要：本文针对WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组负荷不能均分原因进行了排查和分析，并提出了应对方法，对提高船舶运行的安全性具有重要意义。
关键词： 发电机组 控制系统
0 引言
某轮发电机组为WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC型，某航次刚上船交接不久，航行时值班轮机员开启NO.3发电机组与NO.2发电机组并电供电时，在正常情况下发电机原动机起动后，值班轮机员按下AUTO SYNCHRO START（自动负荷分配）按钮后，电源管理模块JACOM-22根据监测到的输入信号自动并车然后进行负荷均分，负荷均分过程中JACOM-22检测电网和已并车发电机的电压电流信号，控制原动机调速器增减油门，该信号送到自动启动控制箱AUXPAC W2002的启动控制模块（MCM），由MCM输出信号控制调试器动作，使两台发电机负荷均分。然而自动并车后值班轮机员发现NO.3副机负荷自动分配至130kW时负荷自动下降，值班轮机员及时将NO.3机组解列，引起NO.3副机飞车保护动作自停;在负荷分配的整个过程中，原动机自动启动控制箱AUXPAC W2002 、JACOM-22无报警、机舱报警监测均无报警。同电机员一起下机舱检查，副机空车运行正常，并车正常，但负荷不能均分的故障依旧。
1 WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组概况
某轮发电机组是WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC机型，采用的是目前世界上最先进的控制系统。在原动机后侧有自动启动控制箱（AUXPACW2002），其中包括应急控制模块（ECM）主要是控制辅机的安全保护功能，启动控制模块（MCM）主要是监测辅机运行参数和控制调速器动作，电源模块（PDM）是为各模块提供电源。该轮发电机是中船重工电机科技股份有限公司生产的TFJ6 566-8SA83 1310VA 同步无刷发电机，是旋转交流整流励磁系统，该系统由自动电压调整器（AVR）根据发电机的电压偏差和电流变化自动的调整交流励磁机励磁电流以保证发电机的电压恒定。发电机组在配电板上各有一块电源管理模块（JACOM-22），该模块是日本JRCS公司生产的全新概念的智能全分布式发电机配电板控制监视系统，它可以实现对发电机、电网、主开关的一站式监测和控制功能，它可以依据电网负荷或管理人员的控制指令实现电站的自动启动、并电、负荷分配和解列操作到停机的全自动控制功能。
2 引起发电机组负荷不能均分原因
发电机负荷不能均分原因可以有两方面造成，一方面为发电机方面，另一方面为原动机方面。这次发电机负荷不能均分现象我们首先认为可能与发电机电源管理模块和励磁系统工况不正常有关，如果电源管理模块输入、输出信号错误，引起原动机电子调速器动作不正确，则会造成发电机负荷不能均分;如果励磁系统工况不正常，并车后当发电机组增加到一定负荷时，励磁电流不再增加，发电机与原动机失步，与此同时再增加柴油机油门，由于励磁电流不再增加，发电机的电功率不会随柴油机功率的增加而增加，反而会减少，解列后引起柴油机超速。这种情况还有可能与发电机的原动机有关，如果原动机运行工况不好，并车后当发电机组增加到一定负荷时，因为原动机运行工况不好功率发不足，而需求负荷依旧存在，导致原动机油门一直增加，油门增加进一步引起燃烧恶化， 造成原动机的功率继续减少，无法与需求的负荷匹配，使原动机与发电机失步，解列后引起柴油机超速。
3 故障排除过程
3.1设计上特点
根据设计上的特点首先检查了配电板上电源管理模块JACOM-22，该模块的功能包括自动并车、负荷自动均分和自动负荷转移卸载等。如电源管理模块输出信号错误，可能引起原动机电子调速器动作不正确，使原动机在130kW时油门减少，引起功率下降。为此，打开NO.3机组配电板面板检查电源管理模块，并电后手动调整负荷到130kW，再增加负荷时电源管理模块输出信号是增加的，电子调速器油门同步增加， 手动调整减少时电源管理模块输出信号是减少的， 电子调速器油门同步减少;证明了配电板上电源管理模块给出信号是正确的。如果电源管理模块内部故障，负荷自动转移时输入电源管理模块的负荷信号会被错误处理，一直给出最大到130kW时的输入信号，则电源管理模块会认为负荷没有均分，为达到均分电源管理模块会不断的输出加油门信号，通过实际观察油门也是不断增加，于是就更换了JACOM-22电源管理模块，试车故障依旧。对JACOM-22电源管理模块的输入电流信号进行对比测试，首先测量电流互感器正常，然后对比发现3号发电机的互感器电流信号明显比1号、2号发电机的电源管理模块的输入电流信号要小，这样就完全排除了电源管理模块的问题。
3.2发电机方面
3.2.1 AVR板及功率组件模块
AVR通过检测发电机电流电压的合成信号，产生控制发电机励磁机的励磁电流大小的信号，这个信号控制功率组件为励磁机提供励磁电流，励磁机与转子在同一轴上，随转子同步旋转，励磁机产生的交流电通过旋转硅整流模块整流后送到发电机的励磁线圈用来产生磁场，原动机带动励磁磁场旋转，切割定子线圈即可产生交流电。在3号发电机功率达到130kW再增加柴油机功率时，电压正常、电流减小和功率因数表指示偏小;如发电机内AVR板及整流模块工况不正常，并车后3号发电机负荷增加到130kW左右，AVR板不再增加励磁电流的信号，励磁电流不再增加，发电机与柴油机失步，此时再增加柴油机油门，发电机的电功率不会随柴油机油门的增加而增加，反而会减少，为此更换了AVR板及功率组件模块，试车故障依旧。证明故障不是由于AVR板及功率组件模块引起的。
3.2.2旋转硅整流元件和压敏模块
旋转硅整流元件的作用是将励磁机产生的交流电通过旋转硅整流模块整流后送到发电机的励磁线圈用来产生磁场，原动机带动励磁线圈旋转切割定子线圈即可产生交流电。另外整流电路后一般都会并联压敏模块防止高压损坏线圈，如旋转硅整流元件和压敏模块工况不正常造成励磁电流不能正常整流后供给励磁线圈，也会引起负荷吃不上去，为此更换旋转硅整流元件和压敏模块后，试车故障依旧，由此证明故障不是由于旋转硅整流元件和压敏模块引起的。 3.2.3主开关
主开关是连接发电机和电网的主要部件，由于之前此台发电机有过多次跳电的情况，进而考虑到会不会主触头接触不良造成不能加载负荷。然后对主开关的触头解体检查，清洁，触头上并未发现烧蚀和接触不良的情况;也排除了主开关的原因。在所有电气方面的原因都检查过后，故障还是没有解决。因此我们考虑从原动机方面着手再找原因。
3.3 原动机方面
如原动机活塞环、排气阀和油头状态不佳导致燃烧不良，引起原动机功率不足;NO.3机空车运行各工况正常，并车后机舱报警监测无报警，说明原动机各缸工况正常。NO.3副机增压器转速表损坏（已申请了备件）无转速指示可观察，故怀疑是不是由于增压器工作不正常引起的，当拆开增压器进气壳用手盘压气端叶轮，发现有严重卡阻现象。问题终于找到了，由于增压器故障，导致原动机负荷增加时增压器转速上不去，致使增压器运行时供气量不足，在低负荷时工况尚可，增加到一定负荷油门再增加时，因空气量严重不足使原动机各缸燃烧严重恶化，原动机的功率跟不上发电机功率需求增加而增加反而会减少，使原动机与发电机失步。而电站管理模块检测到的是负荷太低没有均分，所以不断给出调速器加油门信号，力图达到负荷均分，造成解列后因调速器油门大太而引起柴油机超速。随后对增压器进行了拆检，解体增压器后发现排气壳处因结碳太多而使转子叶轮产生严重卡阻，清洁各部件并更换气油封后增压器装复，发电机组运行工况正常。
4. 管理
1.副机增压器转速表损坏使其运行时无转速指示，致使排除故障时走了弯路。
副机空载时运行正常，而加负荷时因时间短还来不及发现增压器工况不正常，为了防止付机发生飞车就马上将NO3发电机组解列;再则机舱报警监测无报警，说明各缸工况一样，单缸无异常工况。
建议船上备重要设备指示仪表备件。
2.查记录，该增压器拆检后运行只有410小时而发生严重卡阻现象。
当时也是由于原动机运行时各缸排温偏高超限，按排人员晚上加班拆检作业，可能由于时间太紧张，增压器各部件清洁工作没有做到位及增压器油封未及时更换有关 。
3.根本原因是维护保养不到位
主管轮机员同我一起上船接班，检查发现增压器冲洗水流量计指示水管太脏看不清，水流量可能没有达到说明书要求;增压器上水冲洗喷嘴不通畅，水管接头损坏说明平时不按时冲洗，冲洗了也达不到说明书要求。
按说明书规定，原动机增压器在运行100小时必须进行冲洗，水量达到流量计浮球指示8;增压器一般使用3000小时后喷嘴环可能发生睹塞，需拆检增压器清洁喷嘴环。为此清洁了冲洗水流量计指示水管，申请了增压器上水冲洗喷嘴及水管接头，强调二管轮必须按说明书要求按时冲洗增压器。
5 结束语
综上所述，因我司船舶原来较长时间使用MAN 型发电机组，WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组同以前MAN 型发电机组有诸多不同;对于大多数轮机管理人员来说是一种全新的机型。因此船舶轮机管理人员要不断加强新知识学习和经验积累;平时要认真研读说明书，按说明书要求做好维护保养工作，不断提高自身业务技术水平;处理故障时要考滤全面，才能确保发电机组高效长时间安全运行。
参考资料
WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组说明书
关键词： 发电机组 控制系统
0 引言
某轮发电机组为WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC型，某航次刚上船交接不久，航行时值班轮机员开启NO.3发电机组与NO.2发电机组并电供电时，在正常情况下发电机原动机起动后，值班轮机员按下AUTO SYNCHRO START（自动负荷分配）按钮后，电源管理模块JACOM-22根据监测到的输入信号自动并车然后进行负荷均分，负荷均分过程中JACOM-22检测电网和已并车发电机的电压电流信号，控制原动机调速器增减油门，该信号送到自动启动控制箱AUXPAC W2002的启动控制模块（MCM），由MCM输出信号控制调试器动作，使两台发电机负荷均分。然而自动并车后值班轮机员发现NO.3副机负荷自动分配至130kW时负荷自动下降，值班轮机员及时将NO.3机组解列，引起NO.3副机飞车保护动作自停;在负荷分配的整个过程中，原动机自动启动控制箱AUXPAC W2002 、JACOM-22无报警、机舱报警监测均无报警。同电机员一起下机舱检查，副机空车运行正常，并车正常，但负荷不能均分的故障依旧。
1 WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组概况
某轮发电机组是WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC机型，采用的是目前世界上最先进的控制系统。在原动机后侧有自动启动控制箱（AUXPACW2002），其中包括应急控制模块（ECM）主要是控制辅机的安全保护功能，启动控制模块（MCM）主要是监测辅机运行参数和控制调速器动作，电源模块（PDM）是为各模块提供电源。该轮发电机是中船重工电机科技股份有限公司生产的TFJ6 566-8SA83 1310VA 同步无刷发电机，是旋转交流整流励磁系统，该系统由自动电压调整器（AVR）根据发电机的电压偏差和电流变化自动的调整交流励磁机励磁电流以保证发电机的电压恒定。发电机组在配电板上各有一块电源管理模块（JACOM-22），该模块是日本JRCS公司生产的全新概念的智能全分布式发电机配电板控制监视系统，它可以实现对发电机、电网、主开关的一站式监测和控制功能，它可以依据电网负荷或管理人员的控制指令实现电站的自动启动、并电、负荷分配和解列操作到停机的全自动控制功能。
2 引起发电机组负荷不能均分原因
发电机负荷不能均分原因可以有两方面造成，一方面为发电机方面，另一方面为原动机方面。这次发电机负荷不能均分现象我们首先认为可能与发电机电源管理模块和励磁系统工况不正常有关，如果电源管理模块输入、输出信号错误，引起原动机电子调速器动作不正确，则会造成发电机负荷不能均分;如果励磁系统工况不正常，并车后当发电机组增加到一定负荷时，励磁电流不再增加，发电机与原动机失步，与此同时再增加柴油机油门，由于励磁电流不再增加，发电机的电功率不会随柴油机功率的增加而增加，反而会减少，解列后引起柴油机超速。这种情况还有可能与发电机的原动机有关，如果原动机运行工况不好，并车后当发电机组增加到一定负荷时，因为原动机运行工况不好功率发不足，而需求负荷依旧存在，导致原动机油门一直增加，油门增加进一步引起燃烧恶化， 造成原动机的功率继续减少，无法与需求的负荷匹配，使原动机与发电机失步，解列后引起柴油机超速。
3 故障排除过程
3.1设计上特点
根据设计上的特点首先检查了配电板上电源管理模块JACOM-22，该模块的功能包括自动并车、负荷自动均分和自动负荷转移卸载等。如电源管理模块输出信号错误，可能引起原动机电子调速器动作不正确，使原动机在130kW时油门减少，引起功率下降。为此，打开NO.3机组配电板面板检查电源管理模块，并电后手动调整负荷到130kW，再增加负荷时电源管理模块输出信号是增加的，电子调速器油门同步增加， 手动调整减少时电源管理模块输出信号是减少的， 电子调速器油门同步减少;证明了配电板上电源管理模块给出信号是正确的。如果电源管理模块内部故障，负荷自动转移时输入电源管理模块的负荷信号会被错误处理，一直给出最大到130kW时的输入信号，则电源管理模块会认为负荷没有均分，为达到均分电源管理模块会不断的输出加油门信号，通过实际观察油门也是不断增加，于是就更换了JACOM-22电源管理模块，试车故障依旧。对JACOM-22电源管理模块的输入电流信号进行对比测试，首先测量电流互感器正常，然后对比发现3号发电机的互感器电流信号明显比1号、2号发电机的电源管理模块的输入电流信号要小，这样就完全排除了电源管理模块的问题。
3.2发电机方面
3.2.1 AVR板及功率组件模块
AVR通过检测发电机电流电压的合成信号，产生控制发电机励磁机的励磁电流大小的信号，这个信号控制功率组件为励磁机提供励磁电流，励磁机与转子在同一轴上，随转子同步旋转，励磁机产生的交流电通过旋转硅整流模块整流后送到发电机的励磁线圈用来产生磁场，原动机带动励磁磁场旋转，切割定子线圈即可产生交流电。在3号发电机功率达到130kW再增加柴油机功率时，电压正常、电流减小和功率因数表指示偏小;如发电机内AVR板及整流模块工况不正常，并车后3号发电机负荷增加到130kW左右，AVR板不再增加励磁电流的信号，励磁电流不再增加，发电机与柴油机失步，此时再增加柴油机油门，发电机的电功率不会随柴油机油门的增加而增加，反而会减少，为此更换了AVR板及功率组件模块，试车故障依旧。证明故障不是由于AVR板及功率组件模块引起的。
3.2.2旋转硅整流元件和压敏模块
旋转硅整流元件的作用是将励磁机产生的交流电通过旋转硅整流模块整流后送到发电机的励磁线圈用来产生磁场，原动机带动励磁线圈旋转切割定子线圈即可产生交流电。另外整流电路后一般都会并联压敏模块防止高压损坏线圈，如旋转硅整流元件和压敏模块工况不正常造成励磁电流不能正常整流后供给励磁线圈，也会引起负荷吃不上去，为此更换旋转硅整流元件和压敏模块后，试车故障依旧，由此证明故障不是由于旋转硅整流元件和压敏模块引起的。 3.2.3主开关
主开关是连接发电机和电网的主要部件，由于之前此台发电机有过多次跳电的情况，进而考虑到会不会主触头接触不良造成不能加载负荷。然后对主开关的触头解体检查，清洁，触头上并未发现烧蚀和接触不良的情况;也排除了主开关的原因。在所有电气方面的原因都检查过后，故障还是没有解决。因此我们考虑从原动机方面着手再找原因。
3.3 原动机方面
如原动机活塞环、排气阀和油头状态不佳导致燃烧不良，引起原动机功率不足;NO.3机空车运行各工况正常，并车后机舱报警监测无报警，说明原动机各缸工况正常。NO.3副机增压器转速表损坏（已申请了备件）无转速指示可观察，故怀疑是不是由于增压器工作不正常引起的，当拆开增压器进气壳用手盘压气端叶轮，发现有严重卡阻现象。问题终于找到了，由于增压器故障，导致原动机负荷增加时增压器转速上不去，致使增压器运行时供气量不足，在低负荷时工况尚可，增加到一定负荷油门再增加时，因空气量严重不足使原动机各缸燃烧严重恶化，原动机的功率跟不上发电机功率需求增加而增加反而会减少，使原动机与发电机失步。而电站管理模块检测到的是负荷太低没有均分，所以不断给出调速器加油门信号，力图达到负荷均分，造成解列后因调速器油门大太而引起柴油机超速。随后对增压器进行了拆检，解体增压器后发现排气壳处因结碳太多而使转子叶轮产生严重卡阻，清洁各部件并更换气油封后增压器装复，发电机组运行工况正常。
4. 管理
1.副机增压器转速表损坏使其运行时无转速指示，致使排除故障时走了弯路。
副机空载时运行正常，而加负荷时因时间短还来不及发现增压器工况不正常，为了防止付机发生飞车就马上将NO3发电机组解列;再则机舱报警监测无报警，说明各缸工况一样，单缸无异常工况。
建议船上备重要设备指示仪表备件。
2.查记录，该增压器拆检后运行只有410小时而发生严重卡阻现象。
当时也是由于原动机运行时各缸排温偏高超限，按排人员晚上加班拆检作业，可能由于时间太紧张，增压器各部件清洁工作没有做到位及增压器油封未及时更换有关 。
3.根本原因是维护保养不到位
主管轮机员同我一起上船接班，检查发现增压器冲洗水流量计指示水管太脏看不清，水流量可能没有达到说明书要求;增压器上水冲洗喷嘴不通畅，水管接头损坏说明平时不按时冲洗，冲洗了也达不到说明书要求。
按说明书规定，原动机增压器在运行100小时必须进行冲洗，水量达到流量计浮球指示8;增压器一般使用3000小时后喷嘴环可能发生睹塞，需拆检增压器清洁喷嘴环。为此清洁了冲洗水流量计指示水管，申请了增压器上水冲洗喷嘴及水管接头，强调二管轮必须按说明书要求按时冲洗增压器。
5 结束语
综上所述，因我司船舶原来较长时间使用MAN 型发电机组，WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组同以前MAN 型发电机组有诸多不同;对于大多数轮机管理人员来说是一种全新的机型。因此船舶轮机管理人员要不断加强新知识学习和经验积累;平时要认真研读说明书，按说明书要求做好维护保养工作，不断提高自身业务技术水平;处理故障时要考滤全面，才能确保发电机组高效长时间安全运行。
参考资料
WARTSILA 1050W6L20AUXIPAC发电机组说明书