检查逆功率保护继电器工作和接线是否正常、整定值是否正确，如发现问题必须及时进行处理。
4 某船电站逆功率故障实例分析
4.1 某船电站基本情况及逆功率故障现象
某船电站系统由两台发电机组、1套主配电板、1套发电机控制板等设备组成：发电机的额定功率为120 kW、额定电流228.2 A、额定电压390 V、额定频率50 Hz、额定功率因素0.8（滞后）;发电机采用柴油机作为原动机，柴油机为双列、四冲程、水冷、直喷式柴油机。
电站逆功率故障发生前状态：两台发电机双机并列运行稳定，电站总功率51 kW（左机25.7 kW，左机25.3 kW）;船舶航速17.3 kn。
该船在航行过程中左发电机逆功率解列甩负荷至零，电站负荷全部转至右发电机，主配电板和发电机控制板均触发左机逆功率声光报警。发电机逆功率发生前后功率分配，如图1所示。
4.2 故障原因分析及排除
左发电机组发生逆功率解列后，技术人员认真分析故障现象并积极进行故障排查。该电站发电机逆功率保护的整定值为额定功率的8%～15%、延时3～8 s，发电机的额定功率为120 kW，即逆功率整定值为-9.6 至-18 kW。通过查询电站历史参数和报警记录，发现发生逆功率的左发电机功率最低到了-13.3 kW左右，并持续了近6 s后逆功率保护动作发电机解列。这说明逆功率保护动作正常，排除了保护误动的可能。那么导致发生逆功率的原因是什么呢？通过进一步排查，发现左发电机转速在1 500～1 282 r/min时发生间断波动，而正常运行的右发电机转速基本稳定于额定转速。
根据以往电站运行经验，发电机转速波动很可能是燃油系统故障引起。但通过对燃油系统进行排查，并未发现系统漏油和存在空气，清洗燃油滤器后转速波动现象依然存在，所以燃油系统不是引起发电机逆功率的原因。
通过外接监控器监控PPU和PLC的运行，并施加相应的模拟信号进行测试，发现模块的相关监测、控制和保护功能均正常，这也排除了PPU和PLC存在故障的可能。
并列運行发电机组调速特性差异大也会引起逆功率保护动作，但这只是针对多台并列运行发电机组而言的，发电机组单机运行功率和转速在稳态下仍然波动一般是不会发生的。
那么，极有可能的原因是发电机调速系统发生故障，导致转速波动进而导致逆功率故障的发生。该电站原动机的调速系统是广泛应用的电子调速系统，故对该电子调速系统进行详细的分析。
电子调速系统的主要部件有：电子调速器、转速传感器、电磁执行器和控制开关等，其结构组成如图2所示。
电子调速系统的工作原理：柴油机的实际转速由磁电式转速传感器探测，转速指令由电子调速器上的转速设定电位器和外部遥控电位器设定;指令值与设定值比较后得到转速偏差信号;该偏差信号经PID调节器放大后得出柴油机燃油供给量油门，该油门指令与当前电磁执行器实际输出位置比较后得出油门偏差量，从而精准地控制执行器的输出位置也就是精准控制了柴油机的供油量，使柴油机在所设定的转速下稳定运行。
电子调速系统作为一个闭环控制的自动控制系统，其任何一个部件故障均会导致转速失控，进而导致发电机组逆功率的发生。调速系统的转速传感器是比较容易发生故障的，经对传感器安装的角度、距离、清洁程度以及接线进行检查均未发现异常，更换传感器也并未消除逆功故障;对调两台发电机组的电子调速器和电磁执行器后重新启动，发电机组逆功率故障并未转移，这就排除了因转速传感器、电子调速器和电磁执行器故障导致逆功率的发生。
进一步对电子调速系统检查，发现发电机组机旁控制柜控制高速/低速转换的继电器存在接触不良的故障，继电器触头闭合正常情况下电阻应该是非常小的，若接触电阻较大就可能会发生转速失控故障。电子调速器通过电信号控制柴油机的高速和低速，高、低速继电器的触点之间存在几十欧姆的电阻且电阻值不断变化的接触，直接导致发电机组转速不稳定，最终导致逆功率故障的发生。通过更换故障的高、低速继电器后，右发电机组转速波动现象消失，双机并列运行稳定可靠，逆功率故障得到了根本的解除。
4.3 更换高、低速继电器后双机并列运行的效果
更换合格的高、低速继电器后并车运行功率曲线图，如图3所示。从图3可以看出电站总功率为50 kW左右，两台发电机组并列运行功率分配均匀稳定，功率差值很小，相差值基本在±2 kW范围内，达到了设计技术要求。发电机逆功率保护的整定值为额定功率的8%～15%，更换继电器后逆功率故障得到了根本解决。
5 结束语
船舶电站的安全稳定运行直接关系到船舶的安全稳定运行。由于船舶电站设备较多，控制系统也较复杂，其连续运行过程中难免会发生各种故障，逆功率就是电站常见的故障之一。引起发电机组逆功率故障的原因不仅局限于以上分析，电站管理人员必须熟悉电站的工作原理、设备组成和控制逻辑，这样在排除故障时才能准确到位。
参考文献
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