CN114062723B - 一种用于轴带发电机测试的连接结构及其调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于轴带发电机测试的连接结构及其调试方法，包括：所述干式负载箱通过多组负载电缆连接至主电网；每一组所述负载电缆上均设置有负载断路器；负载屏包括第一负载屏和第二负载屏；所述第一负载屏和所述第二负载屏之间通过临时跨接开关连接，所述第一负载屏和所述第二负载屏串联至所述主电网；所述主电网上依次连接有第三发电机、第二发电机、第一发电机以及轴带发电机；所述第一负载屏和所述轴带发电机之间设有可拆卸的连接铜排；所述轴带发电机的配电模块连接泵部控制屏。本发明通过新的实验方法可将轴带发电机实验的整个调试周期前移部分至码头试验，大大节省航行试验周期，可减少至6～8天，减少支出比例高达40％左右。

Description

一种用于轴带发电机测试的连接结构及其调试方法

技术领域

本发明涉及一种定距桨抱轴式的轴带发电机的技术领域，特别是涉及一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法的技术领域。

背景技术

对船舶运输中的节能来说，其包括船舶电站的节能和船舶用电负载的节能，在当前是以船舶电站的节能为主要研究方向。采用主机轴带发电，早在直流电制时代各国在中小型船舶上就已应用。随着电力电子技术的发展，轴带发电机装置作为节约运行费用及改善机舱管理运行条件的有效手段，以其特有的优越性引起了各国造船界和航运界的重视。

主轴转速的变化对轴带发电机工作带来的影响是轴带发电机的一个主要技术关键问题，在变距桨船舶上工作的轴带发电机由于主机转速基本恒定而不存在这个问题，国内原来大多使用的都是变距桨轴带发电机，且大多为小型船只，相对成本较低，由于主机转速恒定，大部分试验可以在码头阶段完成。

推进器为定距桨时，船速是通过改变主机转速来控制的，在这种情况下，要获得频率恒定的交流电源，就必须设置带有转速或频率补偿的轴带发电机。使用定距桨轴带发电机的超大型液化气船，减少成本消耗的同时满足了新的国际规范要求下船舶的尾气排放限制，其轴带发电机要求工况为71rpm-88.3rpm，该转速范围内通过变频设备使频率稳定。

目前，超大型液化气船使用定距桨轴带发电机，首先，其要求工况为71rpm-88.3rpm，但由于码头阶段主机转速最高只能到40rpm左右，除轴带发电机部分静态报警，试验基本无法在码头阶段展开，如果全部在试航阶段试验，将大大延长试航周期，而每加长一天试航天数，成本的消耗都急剧增长。

其次，发电机单机负荷及并车实验需在海上进行，原计划通过断开配电板同步屏联络开关只使用半屏正常供电、另半屏进行试验的方法来进行相关轴发试验，后通过方案讨论和预演发现部分设备(锅炉、轴带发电机本身等)无法在只有半屏供电的情况下保持正常使用和满足航行需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，用于解决现有技术中定距桨轴带发电机试验都在试验阶段进行所造成的试验周期延长以及成本增加的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于轴带发电机测试的连接结构，其特征在于，包括：

干式负载箱，所述干式负载箱通过多组负载电缆连接至主电网；每一组所述负载电缆上均设置有负载断路器；

主配电板，所述主配电板包括负载屏，发电机屏及同步屏；所述负载屏包括第一负载屏和第二负载屏；所述第一负载屏和所述第二负载屏之间通过临时跨接开关连接，所述第一负载屏和所述第二负载屏串联至所述主电网；所述发电机屏依次连接有第三发电机、第二发电机、第一发电机以及轴带发电机；所述第二发电机与所述第一发电机之间设有同步屏，所述同步屏设有配电联络开关；所述第一负载屏和所述轴带发电机之间设有可拆卸的连接铜排；所述轴带发电机的配电板侧控制模块连接泵部控制屏。

优选地：所述干式负载箱通过集装箱箱脚固定在二氧化碳间上方，所述干式负载箱的功率为4800kw。

优选地：所述负载电缆共三组，每一组所述负载电缆包括4根电缆线；三组所述负载电缆分别连接至所述第一发电机、所述第二发电机和所述轴带发电机。

优选地：所述第二发电机分别通过第一开关和第二开关连接至所述主电网。

上述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于，所述调试方法包括：

步骤一、进行码头系泊试验，完成所述轴带发动机的静态报警点测试；

步骤二、开始所述轴带发动机的实验准备工作；

步骤三、进行所述轴带发电机的码头试验；

步骤四、进行所述轴带发电机的航行实验。

上述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法：所述步骤二中实验准备工作：

步骤一、测试所述负载断路器，以及所述负载箱遥控可行性；

步骤二、测试临时跨接开关：将所述可拆卸连接铜排拆除，将所述临时跨接开关合闸；同时将所述配电联络开关分闸，从而使得所述轴带发电机、所述第一发电机与所述主电网分离；

步骤三、将所述轴带发电机相关控制回路连接至泵部控制屏，保证主机转速未达标下所述轴带发电机控制功能能正常使用。

上述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法：所述轴带发电机的码头试验：

步骤一、检查所述轴带发电机的电源供给正常，并且相连接的所述主机保持转速在40rpm；

步骤二、启动所述轴带发电机的变频控制系统，观察各项参数和数据，在所述主配电板对所述轴发电机频率调节，确认无异常；

步骤三、进行所述轴带发电机的所述负载断路器相关功能及报警试验；

步骤四、进行对所述轴带发电机的负荷加载试验；

步骤五、进行对所述轴带发电机的负荷突加、突卸试验；完成所述轴带发电机的码头试验，并拆卸所述轴带发电机的控制回路与所述泵部控制屏的连接。

上述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法：所述航行试验：

步骤一、所述主机转速稳定在71～88.3rpm之间，确认所述临时跨接开关合闸、所述配电联络开关分闸、所述可拆卸铜排已拆除以及所述轴带发电机、所述第一发电机及相关试验所配载的负载与所述主电网分离；

步骤二、对所述轴带发电机进行负荷试验，大负载分、合闸试验，记录数据并检查是否在允许范围内；

步骤三、所述配电联络开关分闸，进行所述轴带发电机同所述第一发电机和所述第二发电机的并联运行实验；

步骤四、对所述轴带发电机进行同步并车试验，此时将所述配电联络开关合闸，并且所述主电网与所述轴带发电机同时在线；

步骤五、所述配电联络开关合闸，进行所述轴带发电机的备用柴油发电机自动启动试验；

步骤六、进行所述轴带发电机相关报警试验。

如上所述，本发明的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构，具有以下有益效果：

本发明通过新的实验方法可将轴带发电机实验的整个调试周期前移部分至码头试验，大大节省航行试验周期，可减少至6～8天，减少支出比例高达40％左右。

附图说明

图1显示为本发明的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的示意图；

图2显示为本发明的一种定距桨抱轴式轴带发电机的控制电路和泵部控制屏的连接线路图；

图3显示为本发明的一种定距桨抱轴式轴带发电机的干式负载箱和负载断路器屏的连接线路图。

元件标号说明

1 第二负载屏

2 临时电缆

3 负载断路器

4 负载电缆

5 配电联络开关

6 临时跨接开关

7 干式负载箱

8 第一负载屏

9 第三发电机

10 第二发电机

10-1 第一开关

10-2 第二开关

11 第一发点机

12 轴向发电机

13 连接铜排

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种用于轴带发电机测试的连接结构，包括：

干式负载箱7，干式负载箱7通过多组负载电缆4连接至主电网；每一组负载电缆4上均设置有负载断路器3；

主配电板，所述主配电板包括负载屏，发电机屏及同步屏，负载屏包括第一负载屏8和第二负载屏1；第一负载屏8和第二负载屏1之间通过临时电缆2连接，该临时电缆2上设置有临时跨接开关6；第一负载屏8和第二负载屏1串联至主电网；发电机屏依次连接有第三发电机9、第二发电机10、第一发电机11以及轴带发电机12；第一负载屏8和轴带发电机12之间设有可拆卸的连接铜排13；第二发电机10与第一发电机11之间的同步屏设有配电联络开关5：轴带发电机12的配电板侧控制模块连接泵部控制屏。

本发明通过设置干式负载箱7用于轴发实验用负荷的加减，并且设置负载断路器3负责轴带发电机12的实验的负荷通断；另外，本发明通过第一负载屏8和轴带发电机12之间设有可拆卸的连接铜排13，用于在轴带发电机12或第一负载屏8故障维修时候进行分屏隔离；本发明设置的临时跨接开关6用于第一负载屏8和第二负载屏1临时跨接的分断，配合可拆卸的连接铜排13和配电联络开关5，从而使得主电网的正常使用与轴带发电机实验互不干扰，保证码头实验阶段和航行实验阶段轴带发电机实验的效率和稳定；另外，通过将轴带发电机12的配电板侧控制模块连接至泵部控制屏，满足轴带发电机的控制回路需要的电压，使得码头实验阶段能完成近半的轴带发电机的实验，减少航行阶段轴带发电机的实验，减少成本。

由于试航过程中需要长时间使用，因此干式负载箱7的固定有较高要求；具体的，干式负载箱7使用集装箱箱脚固定在二氧化碳间上方，该集装箱箱脚作为永久舾装件，防止航行试验时由于风浪大引起安全事故，并且干式负载箱7的总功率要大于一台发电机和轴带发电机的功率总和，现船上1台发电机与轴带发电机功率总和为4130KW，干式负载箱为4800KW，功率计算全部使用0.8功率因数。

另外，为了实现对轴发实验的负荷通断，负载断路器3可为空气断路器，具体为三个2500A的断路器，连接敷设电缆至第一发电机11、第二发电机10和轴带发电机12，各连接12根240mm²电缆(每相4根)。

为了增加安全性，航行实验中电缆腾空敷设安全隐患较高，可设置支架与电缆附近，并且搭建风雨棚，并且需要注意负载断路器3和负载电缆4的电流总量大于1台发电机和轴带发电机的电流容量总和。

为了实现在正常航行过程中始终有两台发电机可用，即轴带发电机12及其配电板汇流排将独立于配电板航行正常使用之外；具体的，在第二发电机10和第一发电机11之间设有配电联络开关5；当进行轴带发电机实验时候，可手动断开配电联络开关5，此时第一发电机11将不再投入至日常航行使用，从而实现轴带发电机12实验和正常航行互不影响。

由于轴带发电机实验时主电网可能存在用电不足的情况，因此可通过对第二发电机10的线路切换，使得第二发电机10能够投入正常使用或投入轴带发电机实验中；具体的第二发电机10可通过选择使用第一开关10-1或第二开关10-2连接至主电网或轴带发电机侧；因此，第二发电机10可通过靠近第三发电机9侧的第一开关10-1投入主电网正常使用。

当不进行轴带发电机12实验时，可手动合上配电联络开关5，保证三台发电机的可用。

为了保证轴带发电机12的实验与主电网互不影响，需在码头实验前，将三台发电机、第一负载屏8和第二负载屏1断电，拆除连接铜排13。另外，当合上临时跨界开关6时，需要保证第一负载屏8和轴带发电机12的连接铜排13已经拆卸，第一负载屏8和其相连的相关负载能够正常供电使用。

为了能在轴发实验时保证第一负载屏8的正常使用，将第一负载屏8和第二负载屏1连接的临时电缆2接通，并且注意该临时跨接开关6的电流容量需要大于等于第一负载屏8正常航行需要负载的额定电流之和。

由于码头阶段主机最大转速只能达到40rpm，轴带发电机12的电压则230～250v左右，无法达到控制回路正常的工作电压要求，需要对控制回路进行更改。具体的，从泵部控制屏取正常控制电压(450V-460V)通过跨屏连接线与轴带发电机12的控制回路连接，如图2所示；从而使得在主机转速未达标的情况下也能正常使用并进行轴带发电机12的变频系统的调试、配电板频率控制、合闸分闸、小负荷(0-400KW)加载及突加突卸等功能的试验，并且能完成大部分报警功能的调试与报验。

除上述实施例外，本发明的调试方法如下：

步骤一、进行码头系泊试验，完成所述轴带发动机的静态报警点测试；

具体的，在主机动车前完成轴带发电机12的静态报警点测试；

步骤二、在主机系泊试验结束后，进行轴带发电机12试验前需完成以下准备工作；

准备工作具体如下：

1、安装完干式负载箱7、负载电缆4以及负载断路器3；试验负载断路器3分合功能可用，与干式负载箱7电连接集控室遥控操作电脑可用；

2、临时电缆2、临时跨接开关6、连接铜排13以及配电联络开关5安装及拆除完成，临时跨接开关6合闸，配电联络开关5分闸，连接铜排13拆除，从而使轴带发电机屏12、第一发电机屏11及相关试验所配载的负载与主电网分离

3、将轴带发电机12相关控制回路更改完毕，连接至泵部控制屏，保证其在主机转速未达标的情况下也能正常使用。

步骤三、进行所述轴带发电机12的码头试验；码头实验具体步骤如下：

1)检查轴带发电机12的各电源供给正常，无异常报警；且主机运行并且保持转速稳定在40rpm左右；

2)在轴带发电机12的变频器配电板操作面板手动启动轴带发电机变频控制系统，观察各项参数及轴发运行情况对数据进行调整，在配电板对轴发系统频率进行调节，确认配电板调频功能无异常，保证系统输出频率60HZ，电压240V左右，数据稳定无明显波动。

3)在轴带发电机12变频器配电板操作面板手动控制负载断路器3的合闸、分闸，检查断路器动作情况，检查合闸后配电板及负载箱遥控电脑显示相关参数与轴发控制系统一致。

4)进行轴带发电机断路器相关报警试验；

5)在集控室遥控操作进行负荷加载实验，从而0逐渐慢慢加至1200kw(功率因数0.8)，观察相关参数并检查轴带发电机的运行情况。

6)在集控室负载箱遥控操作电脑进行负荷突加、突卸实验，从而1突加至400kw，从400kw突加至800kw，从800kw突加至1200kw，从1200kw突卸至0.，观察相关参数并检查轴带发电机12运行情况。轴带发电机码头阶段实验结束后，可将轴带发电机12的控制回路回复至正常，为航行阶段准备。

步骤四、进行轴带发电机的航行阶段的试验；具体实验步骤如下：

①主机转速稳定在71～88.3rpm之间，确认临时跨接开关6合闸，配电联络开关5分闸，轴带发电机12、第一发电机11及相关试验所配载的负载与主电网分离。

②根据原有的轴带发电机实验大纲(20946033GB)对轴带发电机12进行负荷试验，大负载分、合闸试验，记录数据并检查是否在允许范围内；

③根据原有的轴带发电机实验大纲对轴带发电机12进行同步并车试验，此时将，配电联络开关5合闸，正常电网与轴发同时在线。

④根据原有的轴带发电机实验大纲对轴带发电机12进行并联运行试验，配电板选择手动模式，配电联络开关5分闸，第一发电机11、第二发电机10与轴带发电机12的并联运行试验在轴带发电机12、第一发电机11及相关试验所配载的负载与主电网分离的情况下进行，避免了船舶正常航行时电网功率波动对试验造成的影响，保证了并联运行试验的稳定性，第三发电机9与轴带发电机12并联运行试验时将配电联络开关5合闸，在正常电网与轴带发电机12同时在线时进行试验，试验数据相对不稳定，并联运行试验以第一发电机11、第二发电机10与轴带发电机12的并联运行为主，第三发电机9与轴带发电机12并联运行作为参考。

⑤根据原有的轴带发电机实验大纲对轴带发电机12进行备用柴油发电机自动起动试验，此时配电联络开关5合闸。

⑥根据原有的轴带发电机实验大纲进行剩余轴带发电机12的相关报警试验

综上所述，本发明通过新的实验方法可将轴带发电机实验的整个调试周期前移部分至码头试验，大大节省航行试验周期，可减少至6～8天，减少支出比例高达40％左右。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于，

所述连接结构包括：

干式负载箱，所述干式负载箱通过多组负载电缆连接至主电网；每一组所述负载电缆上均设置有负载断路器；

主配电板，所述主配电板包括负载屏、发电机屏及同步屏；所述负载屏包括第一负载屏和第二负载屏，所述第一负载屏和所述第二负载屏之间通过临时跨接开关连接，所述第一负载屏和所述第二负载屏串联至所述主电网；所述发电机屏依次连接有第三发电机、第二发电机、第一发电机以及轴带发电机；所述第二发电机与所述第一发电机之间设有所述同步屏，所述同步屏设有配电联络开关；所述第一负载屏和所述轴带发电机之间设有可拆卸的连接铜排；所述轴带发电机的配电板侧控制模块连接泵部控制屏；

所述调试方法包括：

步骤一、进行码头系泊试验，完成所述轴带发电机的静态报警点测试；

步骤二、开始所述轴带发电机的实验准备工作；

步骤三、进行所述轴带发电机的码头试验；

步骤四、进行所述轴带发电机的航行实验；

所述步骤三中轴带发电机的码头试验包括：

S31、检查所述轴带发电机的电源供给正常，并且相连接的主机保持转速在40rpm；

S32、启动所述轴带发电机的变频控制系统，观察各项参数和数据，在所述主配电板对所述轴带发电机的频率进行调节，确认无异常；

S33、进行所述轴带发电机的所述负载断路器的相关功能及报警试验；

S34、进行对所述轴带发电机的负荷加载试验；

S35、进行对所述轴带发电机的负荷突加、突卸试验；完成所述轴带发电机的码头试验，并拆卸所述轴带发电机的控制回路与所述泵部控制屏的连接。

2.根据权利要求1所述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于：所述步骤二中轴带发电机的实验准备工作包括：

S21、测试所述负载断路器，以及所述干式负载箱的遥控可行性；

S22、测试所述临时跨接开关：将可拆卸的所述连接铜排拆除，将所述临时跨接开关合闸，同时将所述配电联络开关分闸，从而使得所述轴带发电机、所述第一发电机与所述主电网分离；

S23、将所述轴带发电机的相关控制回路连接至所述泵部控制屏，保证主机转速未达标下所述轴带发电机的控制功能能正常使用。

3.根据权利要求1所述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于：所述步骤四中轴带发电机的航行试验包括：

S41、所述主机转速稳定在71～88.3rpm之间，确认所述临时跨接开关合闸、所述配电联络开关分闸、可拆卸的所述连接铜排已拆除以及所述轴带发电机、所述第一发电机及相关试验所配载的负载与所述主电网分离；

S42、对所述轴带发电机进行负荷试验和大负载分、合闸试验，记录数据并检查是否在允许范围内；

S43、所述配电联络开关分闸，进行所述轴带发电机同所述第一发电机和所述第二发电机的并联运行实验；

S44、对所述轴带发电机进行同步并车试验，此时将所述配电联络开关合闸，并且所述主电网与所述轴带发电机同时在线；

S45、所述配电联络开关合闸，进行所述轴带发电机的备用柴油发电机自动启动试验；

S46、进行所述轴带发电机的相关报警试验。

4.根据权利要求1所述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于：所述干式负载箱通过集装箱箱脚固定在二氧化碳间上方，所述干式负载箱的功率为4800kw。

5.根据权利要求1所述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于：所述负载电缆共三组，每一组所述负载电缆包括4根电缆线；三组所述负载电缆分别连接至所述第一发电机、所述第二发电机和所述轴带发电机。

6.根据权利要求1所述的一种定距桨抱轴式轴带发电机的连接结构的调试方法，其特征在于：所述第二发电机分别通过第一开关和第二开关连接至所述主电网。