Gemiler denizde çalışırken, geminin tamamındaki güç kaynağının güvenilirliği, operasyonların güvenliği ve görevin tamamlanma kalitesiyle doğrudan ilişkilidir. Tüm gemi ekipmanlarının temel güç kaynağı olan gemi güç istasyonunun istikrarlı çalışması belirleyici bir rol oynamaktadır. Belirli bir gemi, 770kW'lık 5 adet modern HFC dizel jeneratör seti ile donatılmıştır. Elektrik şebekesi durumunun izlenmesinden ve elektrik santralinin otomatik olarak kontrol edilmesinden sorumlu olan Kongsberg DC-20 otomatik elektrik santrali yönetim sistemini (PMS) benimser. Jeneratör setlerinin başlatılması, durdurulması, şebeke bağlantısı ve bağlantısının kesilmesinin otomatik olarak düzenlenmesini sağlayabilir.
Geminin açık deniz operasyonlarında güç kaynağı güvenilirliği konusunda yüksek gereksinimleri var. Normal işlemler sırasında, üç üniteli şebekeye-bağlı çalışma modunu benimser ve elektrik santralinin çalışması yarı-otomatik olarak ayarlanır. Geminin toplam yükü 1.400 kW civarında sabit kalıyor. Elektrik santralinin üç çalışma modu vardır: Manuel modda,-görevli personel, şebeke yüküne ve ünitelerin durumuna bağlı olarak ünitelerin şebeke bağlantısını ve bağlantı kesme işlemlerini manuel olarak tamamlar. Yarı-otomatik modda PMS, elektrik şebekesinin toplam gücünü gerçek zamanlı olarak izler. Yük anormal olduğunda alarm verir. Görevli personel bir karar verdikten sonra talimatlar verir ve PMS sonraki işlemleri otomatik olarak tamamlar. Otomatik modda, elektrik santralinin tüm işlemleri tamamen PMS tarafından kontrol edilir. Geminin güç kaynağı ilişkisi Şekil 1'de gösterilmektedir.
Şekil 1, gemilerin güç kaynağı ilişkisini göstermektedir
I. Arıza Olgusu
Geminin yolculuğu sırasında Hayır. 2, Hayır. 4 ve Hayır. 5 jeneratör setleri çalışmak üzere şebekeye bağlanırken Hayır. 1 ve Hayır. 3 jeneratör setleri uzaktan-kontrollü soğuk bekleme durumundaydı. Elektrik santrali yarı-otomatik moddaydı. Tüm geminin toplam yükü yaklaşık 1.400 kW idi ve tek birim yükün oranı yaklaşık %57'ydi. Görevli personel tarafından herhangi bir çalıştırma talimatı verilmeden-arıza olayları birbiri ardına meydana geldi: 17:11:03'te No. 1 jeneratör seti otomatik olarak çalıştırıldı ve çalıştırılmak üzere hemen şebekeye bağlandı. 17:11:14'te PMS, 1 No'lu jeneratör seti için düşük yakıt basıncı alarmı verdi (alarm anında basınç 0,1 MPa idi). 17:12:10'da alarm sıfırlandı (sıfırlama anındaki basınç 0,16MPa idi). Daha sonra, görevli personel, No. 1 jeneratör setini yarı otomatik modda söktü ve ilgili durumu derhal görevli mühendise bildirdi. Bu arıza tüm geminin gücünü kaybetmesine neden olmadı, ancak No. 1 jeneratör setinin talimatlar olmadan otomatik olarak çalıştırılması ve şebekeye bağlanması anormal bir durumdur. Güç kaynağı güvenliğini sağlamak için nedeninin kapsamlı bir şekilde araştırılması gerekir.
II. Arıza Mekanizması Analizi
Bu geminin otomatik güç istasyonu izleme sisteminin çalışma prensibine dayanarak, No. 1 yedek jeneratör setinin acil otomatik şebeke bağlantısının potansiyel nedenleri temel olarak aşağıdaki üç kategoriye girmektedir ve bunların tümü PMS'nin temel kontrol prensibi ile ilgilidir: "Jeneratör setinin şebeke bağlantı kapasitesinin şebeke yükünden daha büyük olmasını sağlamak ve tüm geminin güç kaybetmesinin önlenmesi."
1. Jeneratör setinin anormal çalışması
Şebekedeki tek bir jeneratör setinde anormal dönüş hızı (düşme, aşırı hız), düşük yağlama yağı basıncı, düşük akaryakıt basıncı, aşırı yüksek su çıkış sıcaklığı yaşanırsa veya voltaj ve frekans standart aralıktan saparak bir alarmı tetiklerse, bu durum jeneratör setinin kapanmasına neden olabilir, bu da şebekeye giden güç beslemesinde ani bir azalmaya neden olabilir ve tüm gemi için güç kaybı riski oluşturabilir. Bu noktada PMS otomatik olarak bekleme ünitesini başlatacak ve şebekeye istikrarlı güç beslemesi sağlamak için hızlı bir şekilde şebekeye bağlanacaktır.
2. Ana şalterin anormal çalışması
Şebekedeki tek bir jeneratör setinin ana şalterinde paralelleme, bağlantı kesilmesi veya normal çalışma sırasında anormal açma meydana gelirse, tüm geminin güç kaybetmesini önlemek için PMS otomatik olarak yedek üniteyi çalıştıracak ve şebeke bağlantısını tamamlayacaktır. Bu tür anormalliklerin görüldüğü durumlar olmuştur: Belirli bir açık deniz operasyonu sırasında, No. 1 ünitesi yarı-otomatik modda devre dışı bırakıldığında, ana şalter kontrol ünitesi arızalandı. Geminin tamamında elektrik kesintisine neden olmamasına rağmen, yedek No. 5 ünitesi yine de otomatik olarak başlatıldı ve şebekeye bağlandı.
3. Elektrik şebekesinden gelen güç kaynağında ani azalma veya yükte ani artış
Tüm geminin elektrik şebekesi yükü aniden arttığında veya şebekeye bağlı üretim birimlerinden gelen güç kaynağı aniden azaldığında, PMS, şebekeye bağlı ünitelerin toplam kapasitesinin yük talebini karşıladığından emin olmak için yedek üniteleri otomatik olarak-başlatacaktır. Gemi sahibinin barası, bölümlenmiş güç kaynağı sağlayabilecek şekilde A ve B olmak üzere iki bölüme ayrılmıştır. Baranın iki bölümü bağımsız olarak kontrol edilir ve kontrol mantığı tüm bölümün güç kaynağıyla tutarlıdır. Herhangi bir bölümde güç kaynağında ani bir azalma veya yükün ani bir şekilde artması durumunda, o bölümün yedek ünitesinin çalışmaya başlamasını ve şebekeye bağlanmasını tetikleyecektir.
III. Arıza Teşhisi ve İşleme
1. Kapsamlı sorun giderme
Teknisyenler, yukarıda-belirtilen hataların potansiyel nedenlerini basitten karmaşığa doğru tek tek inceleyerek alakasız faktörleri yavaş yavaş ortadan kaldırdı. Spesifik denetim süreci aşağıdaki gibidir:
• Personel operasyon faktörlerini araştırın: Operasyonda hiçbir personel hatası olmadığını doğrulamak için-görevli personelle tam iletişim kurun; Ünite 1'in düşük yakıt basıncı alarmıyla ilgili olarak, ünitenin hızlı bir şekilde şebekeye bağlanmasından sonra hızlı yük dağılımından kaynaklandığı ve bunun sonucunda ünitenin yakıt besleme pompasında geçici yakıt beslemesi kesintisine yol açtığı analiz edildi. Daha sonra Ünite 1 normal prosedüre göre yeniden başlatıldığında bu alarmın tekrar oluşmaması, bu analizin rasyonelliğini doğrulamaktadır.
• Ağ birimlerinin-durumunu kontrol edin: Ağ birimlerindeki 2#, 4# ve 5#'nin temel çalışma parametrelerinin (çalışma voltajı, akım, frekans, yakıt basıncı, yağlama yağı basıncı, yüksek-su çıkış sıcaklığı vb.) ayrıntılı bir doğrulamasını yapın-. Tüm parametreler standartlara uygundur ve ağ birimlerindeki anormallikler nedeniyle PMS'nin yanlışlıkla bekleme birimlerini başlatması{8}}olasılığı ortadan kaldırılmıştır.
• Ünite 1'in kontrol devresinin incelenmesi: Başlatma devresindeki ara rölelerin ve kontrol modüllerinin kontrol edilmesine odaklanılarak, Ünite 1'in elektrik kontrol devresinin bileşenleri, modülleri ve başlatma devresinin kapsamlı bir incelemesi gerçekleştirildi. Hiçbir hasar veya arıza bulunmadı ve ünitenin kendi anormal kontrol devrelerinin etkisi göz ardı edildi.
• İzleme sisteminin bileşenlerini inceleyin: Kongsberg izleme ve alarm sisteminin akım transformatörünü kontrol edin, sistemin geçmiş kayıtlarını alın, ana baranın toplam akımında önemli bir dalgalanma olmadığını doğrulayın ve akım transformatörünün algılama sapmasından kaynaklanan sistem hatalı çalışma olasılığını ortadan kaldırın.
• Şebeke yükünün etkisini araştırın: Arıza süresi boyunca yüksek-güçlü ekipmanın başlatılıp durdurulduğunu doğrulamak için her pozisyonla iletişime geçin, bu süre zarfında hiçbir yüksek-güçlü ekipmanın başlatılmadığını veya durmadığını doğrulayın ve yük etkisinden kaynaklanan acil durum sistemi başlatma olasılığını dışlayın.
2. Arıza Tespiti ve İşleme
Yukarıdaki ortak faktörleri ortadan kaldırdıktan sonra, teknisyenler o zamanki güç kaynağı düzeniyle birlikte daha ayrıntılı analiz yaptılar: Arıza oluştuğunda, A bölümü barasının bir ünitesi şebekeye bağlandı ve B bölümü barasının iki ünitesi şebekeye bağlandı. B kısmından A kısmına bağlantı anahtarından yaklaşık 700A akım akıyordu. Bağlantı anahtarı anormal şekilde çalışırsa veya bağlantısı kesilirse, A-bölümü barası "güç yükünün ünitenin güç kaynağı kapasitesini aştığı" bir durumla karşılaşacaktır. Bu noktada PMS, kontrol prensibine uygun olarak A-bölümü yedek ünitesi 1'in şebekeye bağlanmasını başlatır.
Bağlantı anahtarı üzerinde bir inceleme yapıldı ve mantıksal kontrol ünitesinde (Schneider MIC 5.0) bariz anormallikler olduğu tespit edildi: dahili pil gücü yetersizdi ve üç-fazlı akım ekranı dengesiz ve kesintiliydi. Bu kontrol ünitesinin temel işlevi, devre kesici sensöründen gelen akım sinyalini almak, bir karar vermek ve ardından anahtarlama eylemi kontrolünü sağlamak için aktüatöre talimatlar (kapatma bobini, açma bobini, vb.) göndermektir. Bu anormallik, PMS'nin ana dağıtım panosunun bölünmüş güç kaynağına ihtiyaç duyduğu konusunda yanlış karar vermesine ve ardından Ünite 1'i başlatmasına neden olur.
Teknik personel, bertaraf planının bağlantı anahtarının kontrol ünitesinin değiştirilmesi olduğunu belirledi. Spesifik adımlar aşağıdaki gibidir: Süreç boyunca, geminin tamamı için istikrarlı güç kaynağının sağlanmasına ve ekipmanın güvenliğinin korunmasına öncelik verilecektir.
(1) Yük ve ünite düzenlemesi: Kritik olmayan yüklerin bağlantısını kesin, No. 4 jeneratör setinin bağlantısını kesin, tüm geminin yük dağıtımını ve birimlerin güç kaynağı kapasitesini koordine edin ve düzenleyin, bağlantı anahtarından akan akımı nominal değerin (3200A) %10'undan daha azına düşürün ve akım 150A'nın altına düştüğünde bağlantı anahtarını ayırın.
(2) Kontrol ünitesinin değiştirilmesi: Bağlantı anahtarını dağıtım panosundan çıkarın, devre kesicinin ön kapağını çıkarın, kontrol ünitesi ile devre kesici arasındaki bağlantı şeridini çıkarın, arızalı kontrol ünitesini değiştirin ve kadran aracılığıyla yeni kontrol ünitesinin röle koruma ayar değerini ve ayar süresini ayarlayın.
(3) Sistemin onarılması: Bağlantı anahtarını yeniden takın ve dağıtım panosuna doğru sallayın. Bağlantı anahtarını kapattığınızda tüm gemi normal güç beslemesine devam edecektir.
Bir haftalık takip çalışmasından sonra-jeneratör setinde tekrar anormal bir kapanma veya açılma meydana gelmemesi, arızanın tamamen ortadan kaldırıldığını doğruladı. Gemi rıhtıma yanaştıktan sonra, arıza kontrol ünitesini test etmek ve kalibre etmek amacıyla Schneider'in özel cihazını kullanması için üreticiyle temasa geçildi. Dahili pilin arızalandığı (nominal servis ömrü 5 yıl olan ancak gerçekte 8 yıldır kullanımda olan) ve ayar değerinde 20A'lik bir sapma olduğu tespit edildi. Bu, arızanın temel nedenini daha da doğruladı.
IV. Sonuç ve Öneriler
Bu arızanın giderilmesi, ele alınması süreci ve müteakip doğrulama sonuçlarına dayanarak, gemi güç istasyonlarının güvenli bir şekilde çalıştırılması için bir referans sağlamak üzere aşağıdaki sonuçlar ve pratik öneriler çıkarılmıştır:
1. Arıza yönetimi bilimsel ve titiz olmalıdır: Bu arıza meydana geldikten sonra teknisyenler sakin bir şekilde tüm geminin yükünü ve ünitelerin durumunu yönetti. "Basitten karmaşığa" sorun giderme yaklaşımıyla, yavaş yavaş arızanın temel nedenini belirlediler, güç kaynağının anormal genişlemesini etkili bir şekilde önlediler ve geminin seyir güvenliğini sağladılar.
2. Bağlantı anahtarı çalıştırılırken dikkat edilmelidir: Bağlantı anahtarının kontrol ünitesini değiştirmeden önce, bağlantı anahtarının bağlantısını kesmek gerekir. Şalt donanımını korumak için, gemi genelinde sürekli ve güvenilir güç kaynağı sağlarken, düşük akım koşullarında bağlantı anahtarı bağlantısını kesecek şekilde yük dağılımını ve ünitenin gücünü koordine etmek gerekir.
3. Kontrol ünitesinin bakımı ayrıntılara dikkat edilmesini gerektirir: İrtibat anahtarının kontrol ünitesi yüksek güvenilirliğe sahip ancak bakımı zayıf olan entegre bir modüler cihazdır. Bir arızadan sonra genellikle bir bütün olarak değiştirilmesi gerekir ve değiştirme işlemi nispeten basittir. Bu kontrol ünitesinin altındaki "H1" çipinin Schneider tarafından ayrı olarak sağlanması gerektiğine dikkat edilmelidir. Yedek parçalar önceden hazırlanmalıdır.
4. Denizcilikte acil durum müdahalesine yönelik alternatif planlar mevcuttur: Denizcilik operasyonları sırasında, kontrol ünitesi zamanında değiştirilemez veya onarılamazsa, iki acil durum önlemi benimsenebilir: Bunlardan biri, bölümlenmiş güç kaynağı modunun kullanılmasıdır. Görevli personelin-A ve B baralarının yük değişikliklerini yakından izlemesi ve-acil durum operasyonlarına iyi hazırlıklı olması gerekir. İkincisi, bağlantı anahtarının beklenmedik bir şekilde açılmasını önlemek için bağlantı anahtarını kapattıktan sonra manuel olarak kilitlemektir (devre kesicinin yerleşik bir-kilitleme işlevi vardır).
5. Gizli tehlikeleri azaltmak için güç kaynağı modunu optimize edin: A bölümünde daha fazla, B bölümünde daha az elektrikli cihaz vardır. Deniz operasyonları, dar su yollarında navigasyon ve iskeleye yanaşma ve ayrılma gibi kritik dönemlerde "Bölüm A'da 2 ünite ve B bölümünde 1 ünite" şeklindeki şebekeye bağlı güç kaynağı modunun benimsenmesi önerilir. Bu modda bağlantı anahtarı kapalı durumda olmasına rağmen içinden geçen akım nispeten küçüktür. Bağlantı anahtarı arızalansa bile, tüm gemiye sürekli güç beslemesi sağlayabilir, böylece güç kaynağı risklerini ve tüm gemi için elektrik kesintisi olasılığını en aza indirir.