主變有載調(diào)壓控制回路異常分析與處理

摘? 要：針對MR有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)在調(diào)壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)控制電源空氣開關(guān)不明原因跳閘的情況，現(xiàn)提出研究一種二次回路監(jiān)視系統(tǒng)，以便實(shí)時監(jiān)測MR控制回路中各接點(diǎn)的變化情況。所研究的成果進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，為工作人員排除故障提供有力數(shù)據(jù)，幫助工作人員快速定位了故障。最后對此次回路故障進(jìn)行深層次原因分析并提出了預(yù)防控制措施。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓機(jī)構(gòu);控制回路;監(jiān)視系統(tǒng);控制措施

一、背景

某站#1主變壓器有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)電機(jī)電源空氣開關(guān)經(jīng)常跳閘，運(yùn)行人員在第一時間趕到現(xiàn)場后，現(xiàn)場檢查無異常后，一般會將控制電源的空氣開關(guān)重新合上，然后就地調(diào)壓和遠(yuǎn)方調(diào)壓又恢復(fù)正常。

由于設(shè)備帶電運(yùn)行無法檢查機(jī)構(gòu)內(nèi)部零件及回路，只在現(xiàn)場對有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行“遠(yuǎn)方”、“就地”升降檔位檢查，而且只能在運(yùn)行檔位附近升降一兩檔無法對所有檔位進(jìn)行檢查。工作人員就地升降檔位及運(yùn)行后臺升降檔位操作過程中空氣開關(guān)均無出現(xiàn)跳閘故障，因而無法明確應(yīng)更換或處理的零部件，需要停電進(jìn)一步檢查二次回路是否有異常。

通過深入分析，主要有以下兩點(diǎn)導(dǎo)致工作人員無法查找到問題的根源所在：

（1）工作人員在就地升降檔位及監(jiān)控后臺遠(yuǎn)程升降檔位操作過程中，電源空開Q1均不出現(xiàn)跳閘，因而無法明確應(yīng)更換或處理的零部件，需要停電進(jìn)一步檢查二次回路是否有異常。

（2）MR調(diào)壓機(jī)構(gòu)的控制回路是一個變化的回路，在控制電源空開Q1跳閘再恢復(fù)后，控制回路各接點(diǎn)的狀態(tài)往往已經(jīng)發(fā)生改變，以致工作人員無法查找及深入分析故障原因。

二、一種新的二次回路監(jiān)視系統(tǒng)的分析

基于上述現(xiàn)狀，我們決定研發(fā)一種二次回路監(jiān)視系統(tǒng)，以便實(shí)時監(jiān)測MR控制回路中各接點(diǎn)的變化情況，為工作人員排除故障提供有力數(shù)據(jù)。

該回路監(jiān)視系統(tǒng)主要包括相連接的時鐘模塊、檢測模塊和存儲模塊。所述時鐘模塊，用于記錄時間信息;所述檢測模塊，用于監(jiān)視各接點(diǎn)的點(diǎn)位通斷變化信息，并根據(jù)所述點(diǎn)位通斷變化信息和對應(yīng)的所述時間信息生成時序狀態(tài)信息;所述存儲模塊，用于將所述時序狀態(tài)信息進(jìn)行存儲。接下來將分別對時鐘模塊，存儲模塊，檢測模塊，液晶顯示模塊進(jìn)行分析。

2.1 時鐘模塊

采用的時鐘芯片為DS3231，其備用電源用的是由一個型號為CR1220的3V紐扣電池，它為監(jiān)視系統(tǒng)提供實(shí)時的時鐘參考，在斷開主電源后仍可保持精確計時，保證數(shù)據(jù)存儲時間的準(zhǔn)確性，便于工作人員作出數(shù)據(jù)分析。時鐘模塊會自動檢測電源故障，在斷電情況下可以自動切換到備用電源保證監(jiān)視正常，數(shù)據(jù)實(shí)時保存不丟失，待電源電壓恢復(fù)正常值之后輸出復(fù)位信號，使時鐘模塊恢復(fù)正常工作。

2.2檢測模塊

檢測模塊（檢測模塊原理圖如圖1所示）與有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)控制回路中待檢測的所述接點(diǎn)進(jìn)行并聯(lián)，所述檢測模塊與所述接點(diǎn)之間以高阻的形式連接。采用高阻不影響原回路正常運(yùn)行，不發(fā)生短路現(xiàn)象，有利于電路的穩(wěn)定運(yùn)行。

檢測模塊包括光電耦合器U3，所述光電耦合器U3的第一端通過電阻R13、電阻R12與接點(diǎn)的一端相連，接點(diǎn)的另一端與所述光電耦合器U3的第二端相連，所述光電耦合器U3的第三端分別與電阻R10的一端和電阻R14的一端相連，所述電阻R10的另一端接電源電壓信號，所述電阻R14的另一端與電容C8的一端相連并連接到CPU的63腳，所述電容C8的另一端接地，所述光電耦合器U3的第四端接地。

當(dāng)P3無壓的時候，光耦二極管不導(dǎo)通，Testing_1將是高電平。當(dāng)P3有壓的時候，光耦二極管將導(dǎo)通被點(diǎn)亮，Testing_1將是低電平，此時處理器檢測到電平有變化，將自動記錄變化的時刻，并將各接點(diǎn)變化情況存儲在SD卡上。通過所記錄的時刻，工作人員在有需要的時候可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦上，將接點(diǎn)的導(dǎo)通斷開時刻表與微動開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的時序圖對比，從而確定故障點(diǎn)。

檢測模塊主要的作用是監(jiān)視各接點(diǎn)的變化情況，在接點(diǎn)導(dǎo)通時刻，記錄導(dǎo)通的時間，在接點(diǎn)斷開的時候，記錄斷開的時間?？梢詫z測模塊并聯(lián)在MR控制回路中需要監(jiān)視的接點(diǎn)，比如 S1、S2微動開關(guān)C-NO、C-NC，S12、S14微動開關(guān)C-NO及S13A、S13B微動開關(guān)C-NO，目的是核對各接點(diǎn)的通斷組合是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，從而分析控制電源空開Q1跳閘的原因所在。

2.3 存儲模塊

存儲模塊模塊采用存儲芯片為DM3AT-SF-PEJM5，具體的，工作人員通過DM3AT-SF-PEJM5存儲的時序狀態(tài)信息導(dǎo)出到電腦上，在需要的時候可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦上，便于工作人員將各接點(diǎn)變化情況作對比分析，通過時序狀態(tài)信息得到時序狀態(tài)圖，再與標(biāo)準(zhǔn)時序狀態(tài)圖作對比分析，從圖中的不同點(diǎn)推出故障原因，有助于解決控制電源空開跳閘這一困擾難題。

檢測模塊的數(shù)量與待監(jiān)測接點(diǎn)的數(shù)量一致，設(shè)計包括可以同時測量九個不同點(diǎn)的實(shí)時狀態(tài)。檢測模塊同時監(jiān)測多個接點(diǎn)的點(diǎn)位通斷變化信息，根據(jù)微動開關(guān)的通斷變化信息和時鐘模塊提供的時間信息生成時序狀態(tài)信息：在接點(diǎn)導(dǎo)通時刻，記錄導(dǎo)通的時間，在接點(diǎn)斷開的時刻，記錄斷開的時間。檢測模塊通過檢測各個接點(diǎn)，核對各接點(diǎn)的通斷組合是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，從而分析控制電源空開跳閘的原因所在。

2.4 液晶模塊

液晶模塊為觸摸液晶屏，可以實(shí)時將記錄到所測支路各接點(diǎn)動作情況和動作時間，并顯示于液晶屏上，具備歷史查詢動作信息及翻頁功能。

成果具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）系統(tǒng)能實(shí)時同時監(jiān)測控制回路多個接點(diǎn)的點(diǎn)位通斷變化情況。2）測量連接線為高阻，不影響原回路正常運(yùn)行，不發(fā)生短路現(xiàn)象。3）數(shù)據(jù)實(shí)時保存，斷電不丟失數(shù)據(jù)。4）本系統(tǒng)可以監(jiān)視MR控制回路的接點(diǎn)包括但不限于S1、S2，S12、S14等微動開關(guān)，還可以監(jiān)視控制回路的其他任意接點(diǎn)。5）可實(shí)時觀察數(shù)據(jù)變化情況，方便繼保人員分析及維護(hù)。

三、實(shí)際應(yīng)用

將所研發(fā)的二次回路監(jiān)視系統(tǒng)接在微動開關(guān)S1/C-NOO、S1/C-NC、S2/C-NO、S2/C-NC接點(diǎn)上，現(xiàn)場通過升檔與降檔操作，液晶顯示可以實(shí)時顯示各微動開關(guān)的狀態(tài)信息（圖2所示）。以下記錄不正常的信息。

圖3表1所示為有載調(diào)壓開關(guān)凸輪組合行程開關(guān)通、斷標(biāo)準(zhǔn)時序圖，圖3表2所示為裝置記錄行程開關(guān)通斷的實(shí)際狀態(tài)。表中黑色粗體字“斷”表示實(shí)際測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)時序要求不一致，黑色粗體字表示符合標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果。由表1、表2對比得出S1微動開關(guān)的C-NO觸點(diǎn)的導(dǎo)通情況完全不符合標(biāo)準(zhǔn)時序要求，S2微動開關(guān)的C-NO觸點(diǎn)的導(dǎo)通情況也不符合時序要求。由此確定Q1空氣開關(guān)頻繁跳閘的原因是因為S1、S2微動開關(guān)C-NO觸點(diǎn)導(dǎo)通情況不符合標(biāo)準(zhǔn)時序。

有載調(diào)壓開關(guān)升降檔用電機(jī)為高速電機(jī)，在升降檔末段時間要靠施加反向電源制動停車。因為微動開關(guān)的通斷情況不符要求，所以會出現(xiàn)有載調(diào)壓開關(guān)在升降檔正向電源還沒斷開的情況下制動的反向電源同時輸入，導(dǎo)致正反向電源“碰電”使空氣開關(guān)Q1跳閘?，F(xiàn)場更換S1、S2微動開關(guān)后，調(diào)壓恢復(fù)正常。

四、深層次原因剖析及預(yù)防控制措施

4.1 深層次原因剖析

對S1、S2開關(guān)進(jìn)行解體，檢查S1內(nèi)部結(jié)構(gòu)并無發(fā)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電回路及接觸部位存在物理損傷或傳動失效問題;通過萬用表測量C觸點(diǎn)到NO觸點(diǎn)回路開路無法導(dǎo)通6、檢查NO觸點(diǎn)側(cè)動靜觸頭發(fā)現(xiàn)動觸頭側(cè)機(jī)械壓痕導(dǎo)致接觸面不光滑，靜觸頭側(cè)有電弧燒傷點(diǎn)，測量燒傷點(diǎn)處的導(dǎo)通性時，萬用表上顯示是開路。

因此可以確定，微動開關(guān)動觸頭在出廠前由于工藝不當(dāng)導(dǎo)致接觸面毛糙，引起動靜觸頭間出現(xiàn)電弧燒損生成高阻態(tài)物質(zhì)使C-NO觸點(diǎn)回路經(jīng)常處于開路狀態(tài)，最終導(dǎo)致S1、S2微動開關(guān)的導(dǎo)通組合不符合標(biāo)準(zhǔn)要求而引起Q1空氣開關(guān)頻繁跳閘故障。

4.2 預(yù)防控制措施

（1）工程驗收時應(yīng)仔細(xì)檢查各接觸器的接線端子是否有隱性的潮汽和水跡、手動推合接觸器檢查其動作順暢性，觀察接觸器的吸合、復(fù)位時間節(jié)點(diǎn)是否符合圖紙中的邏輯序列。復(fù)核S1、S2等凸輪動作開關(guān)的C-NO、C-NC觸點(diǎn)的開斷邏輯是否符合圖紙要求;

（2）日常巡視時應(yīng)注意有載調(diào)壓開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的恒溫加熱器是否投入，調(diào)壓開關(guān)調(diào)檔到位后分接變換指示器指針是否在陰影區(qū)內(nèi)（無需正對12點(diǎn)位置，在陰影區(qū)內(nèi)即可），若有跳Q1的情況出現(xiàn)應(yīng)記錄的內(nèi)容有：1）升檔跳閘還是降檔跳閘，2）調(diào)檔前的運(yùn)行檔位和Q1跳閘時的檔位，3）Q1跳閘后分接變換指示器指針?biāo)傅奈恢茫?）Q1復(fù)位前拍下面板上兩指針位置的照片;

（3）日常維護(hù)和檢查時應(yīng)對有載開關(guān)做全檔位單向逐檔升檔、降檔檢查確保其能在工作范圍內(nèi)正常運(yùn)行，在主變停電時應(yīng)對有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，核查S1、S2等凸輪動作開關(guān)的C-NO、C-NC觸點(diǎn)的開斷邏輯是否符合圖紙要求，手動測試接觸器的動作順暢性，通電測試各接觸器的電氣性能確保其吸合復(fù)位無延時。

所研究的成果可以分析MR控制回路各接點(diǎn)通斷準(zhǔn)確性。其能夠?qū)R控制回路接點(diǎn)的通斷變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并將各接點(diǎn)變化情況存儲在SD卡上?？梢詫⑺涗浀男畔⑴c微動開關(guān)通斷的標(biāo)準(zhǔn)時序?qū)Ρ?，有助于工作人員進(jìn)行故障的快速定位，從而確定故障點(diǎn)，解決控制電源空開Q1不明原因跳閘這一困擾難題。

五、結(jié)語

綜上所述，通過研究的成果二次回路監(jiān)視系統(tǒng)，能夠?qū)Χ位芈方狱c(diǎn)通斷變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與記錄，有助于工作人員快速定位故障，提高了缺陷原因分析的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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