電氣檢修崗位“逐步逼近追蹤式排故技能”應用探討

黎庚榮

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學院，南寧 530007）

0 引言

如何進行電氣裝置故障分析？從哪里著手開始進行電氣裝置故障識別、排查？如何開展電氣裝置故障排查檢修工作？這些都是電氣檢修技術(shù)員面臨的常見問題，解決這些常見問題的相關(guān)技術(shù)技能也正是電氣檢修崗位的基本職業(yè)技能。2020 年12 月，香格里拉下只恩水電站進行了機組、電氣設備大檢修，筆者參加了檢修工作并為檢修項目提供技術(shù)服務，同時對水電站檢修部和運行部的技術(shù)員工進行了為期3天的電氣檢修崗位綜合技術(shù)技能的培訓。在檢修、培訓工作的過程中，結(jié)合現(xiàn)場的電氣裝置檢修案例，凝煉總結(jié)出電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”，并對電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”的綜合應用進行了深入的探討。

1 電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”

1.1 電氣裝置的構(gòu)成

電氣裝置的主要作用是對電氣設備或電力系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控、保護、調(diào)節(jié)等各種功能，以確保電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定地運行。下面從電氣設計的角度進行分析，來了解電氣裝置的原理構(gòu)成。

（1）元件。為實現(xiàn)相應的電氣控制、保護、調(diào)節(jié)等電氣功能，電氣裝置由繼電器、儀表、控制開關(guān)、指示燈等電氣元件構(gòu)成。

（2）支路。通常由電氣元件按照一定的接線方式科學、合理地連接構(gòu)成相應的功能支路，以實現(xiàn)起動、切斷、動作等各項功能。

（3）功能模塊。由若干個功能支路構(gòu)成能實現(xiàn)某個主要功能的功能模塊。

（4）電氣裝置。由若干個不同功能的功能模塊匯總構(gòu)成了整套電氣裝置。

由此可知，構(gòu)成電氣裝置的基本單元是各個功能支路。

1.2 電氣檢修崗位的基本職業(yè)崗位技能

電氣檢修崗位的基本職業(yè)崗位技能主要包括以下3個方面：①電氣檢修工作的基本思路；②電氣裝置的故障分析技能；③電氣裝置的故障排查技能。

明確電氣檢修工作的基本思路，逐項進行測試，根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行具體的分析，綜合運用科學合理的方法進行排查，往往能夠快速識別并排查電氣裝置故障。

1.3 電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”的內(nèi)涵

在元件眾多、支路繁多的電氣裝置中識別并排查故障，好比大海撈針，展開地毯式逐個搜查顯然費時費力難以奏效。理清電氣檢修工作的基本思路，從電氣裝置電源檢測著手，逐項測試電氣裝置的功能模塊，逐步甄別并進一步縮小排查范圍，追蹤疑是故障支路，直至最終準確識別、排查電氣裝置故障。

電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”的主要步驟為：第一步，電源著手，檢測確保裝置電源正常[1]。第二步，理清思路，逐項測試裝置模塊功能。第三步，故障分析，甄別追蹤疑是故障支路[2]。第四步，故障排查，徹底消除電氣裝置故障[3]。

1.3.1 電源著手，檢測確保裝置電源正常

電氣檢修工作的基本思路是理清頭緒，逐步進行科學、合理測試工作，分析，甄別，逐步縮小范圍，直至最終鎖定并識別、排查電氣故障。

作為一種用電設備，電源是電氣裝置的動力源泉。電氣裝置電源故障時，例如裝置電源消失或出現(xiàn)異常，往往會導致電氣元件無法動作或出現(xiàn)錯誤，電氣裝置各支路、各模塊均無法實現(xiàn)相應的功能。因此，電氣裝置故障的排查，首先應從電源著手進行。影響電氣元件正確動作的因素除了需要有電以外，還要達到相應的動作值。因此，電氣裝置的電源檢測僅檢查相應的電源指示燈發(fā)光是不夠的，還需要檢測電源電壓值的大小，用萬用表檢測電源的電壓是否達到正常的額定值。當檢測發(fā)現(xiàn)電源消失或者電源電壓達不到正常的額定值時，應恢復裝置電源的正常。

1.3.2 理清思路，逐項測試裝置模塊功能

功能測試可以作為故障判別的理論依據(jù)。電氣裝置由各個功能模塊構(gòu)成，每個功能模塊由若干個功能支路構(gòu)成。如何識別電氣裝置故障呢？電氣裝置的故障主要有電氣短路、接線錯誤、斷線、元件損壞等類型，形式多種多樣。每一種電氣故障的發(fā)生，均會直接導致相應的功能支路失去作用，影響相應的功能模塊的功能實現(xiàn)，最終導致整套電氣裝置無法正常工作甚至停運。

某項電氣裝置的功能能夠?qū)崿F(xiàn)，說明與該功能相關(guān)的支路是正常的，該部分電氣裝置支路不存在故障。某項電氣裝置的功能無法實現(xiàn)，說明與該功能相關(guān)的支路很可能存在故障。

以電氣裝置的各項功能作為主線，在確保電氣裝置電源正常的前提下，通過逐項檢測電氣裝置的各項主要功能模塊，可有效地將電氣故障鎖定在某個功能模塊的較小范圍內(nèi)。

1.3.3 故障分析，甄別追蹤疑是故障支路

故障分析的目標是識別疑是故障支路。為了進一步縮小查找故障的范圍，將故障目標鎖定在某個或若干個支路以內(nèi)，需要根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行分析。

疑是故障支路識別的常用口訣是：正?，F(xiàn)象先明了，異常情況作比較，鎖定目標查故障。電氣檢修技術(shù)員首先要熟悉電氣裝置的構(gòu)成原理和電氣裝置主要功能的動作過程以及現(xiàn)象，然后根據(jù)電氣裝置功能模塊測試過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象與正常的動作過程以及現(xiàn)象進行比較，通過對比分析初步鎖定疑是故障支路。

（1）直接相關(guān)。指示燈、儀表指示異常、繼電器動作錯誤等現(xiàn)象是電氣裝置功能模塊測試過程中出現(xiàn)的常見故障現(xiàn)象。電氣故障的發(fā)生往往與故障現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)，可以根據(jù)故障現(xiàn)象進行疑是故障支路的識別。出現(xiàn)故障現(xiàn)象的元件所在的支路，就是直接相關(guān)的疑是故障支路。直接相關(guān)的疑是故障支路應該作為重點排查的目標對象。

（2）間接相關(guān)。如果經(jīng)排查后，直接相關(guān)的疑是故障支路沒有發(fā)現(xiàn)電氣故障，那么，電氣故障很可能存在于間接相關(guān)的疑是故障支路中。電氣裝置往往通過邏輯控制達到各項電氣功能的實現(xiàn)，邏輯控制由驅(qū)動部分（如繼電器的線圈）和執(zhí)行部分（如繼電器的觸點）構(gòu)成，當驅(qū)動部分所在支路存在故障時，往往會影響執(zhí)行部分所在支路的功能實現(xiàn)。識別間接相關(guān)的疑是故障支路的關(guān)鍵，在于識別直接相關(guān)的疑是故障支路中是否存在邏輯控制的執(zhí)行部分。直接相關(guān)的疑是故障支路中執(zhí)行部分對應的驅(qū)動部分所在的支路，就是間接相關(guān)的疑是故障支路。對一些隱蔽的電氣故障，往往也需要對間接相關(guān)的疑是故障支路進行排查識別。

1.3.4 故障排查，徹底消除電氣裝置故障

通過綜合運用外觀檢查法、導通法、電壓降法等常用的故障排查技術(shù)對疑是故障支路逐個進行識別排查，最終徹底消除電氣裝置故障。一般來說，電源正常，接線正確，元件完好，支路功能就可以正常實現(xiàn)。因此，對疑是故障支路主要進行以下3個方面的識別排查：①檢查支路接線是否正確，有無斷線、短路等情況；②檢測支路上的電氣元件是否完好；③檢測支路電源是否為正常的額定值。

2 電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”的綜合應用

2020 年12 月，下只恩水電站電氣設備檢修過程中，電氣檢修技術(shù)員在測試備用電源自動投入裝置功能的時候，發(fā)現(xiàn)備用進線斷路器始終無法成功合閘，備用電源無法成功投入，備用電源自動投入裝置出現(xiàn)了故障。為了迅速排查故障，盡快恢復線路的供電，下只恩水電站組織技術(shù)團隊開始了電氣裝置的故障排查。

2.1 備用電源自動投入裝置的作用

備用電源自動投入裝置的主要作用：當線路或用電設備發(fā)生故障時，能夠自動迅速、準確的把備用電源投入用電設備中或把設備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置，簡稱APD。一次電路接線示意圖如圖1所示。

圖1 一次電路接線示意圖

正常運行時，斷路器1QF 合閘，由工作電源進線對母線進行供電。斷路器2QF處在斷開狀態(tài)，備用電源進線處于備用狀態(tài)。當工作電源進線失去電壓時，備用電源自動投入裝置起動，先斷開斷路器1QF，退出工作電源；再合上斷路器2QF，投入備用電源進線，由備用電源對母線供電。

2.2 備用電源自動投入裝置的構(gòu)成

備用電源自動投入裝置原理構(gòu)成如圖2 所示，主要由以下3個功能模塊組成。

圖2 備用電源自動投入裝置原理構(gòu)成

2.2.1 低電壓起動退出工作電源功能模塊

（1）交流回路。交流回路由接于母線電壓互感器1 TV的二次側(cè)的低電壓繼電器1 KV、2 KV組成，用以監(jiān)視工作電源的電壓。正常運行時，低電壓繼電器1 KV、2 KV 處在動作的狀態(tài)。當工作進線失去電壓導致工作母線電壓消失時，低電壓繼電器1 KV、2 KV返回。

（2）帶時限的低電壓起動支路。由備用電源自動投入裝置的投退開關(guān)1SA的觸點1SA1、低電壓繼電器的動斷觸點1 KV、2 KV、時間繼電器KT、斷路器1QF的常開輔助觸點1QF3-5等元件組成。

（3）工作電源自動退出支路。由時間繼電器KT、信號繼電器KS、斷路器1QF 的跳閘線圈1YT 等元件組成。當工作母線電壓消失時，起動備用電源自動投入裝置，經(jīng)延時后跳開工作電源進線斷路器1QF。

2.2.2 備用電源自動投入功能模塊

（1）備用電源合閘支路。由投退開關(guān)1SA的觸點1SA2、斷路器1QF的常閉輔助觸點1QF4-6、斷路器2QF 的合閘線圈2YC、斷路器2QF 的常閉輔助觸點2QF4-6、轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點2SA5-8、斷路器2QF的跳閘位置繼電器2KTP等元件組成。當工作電源進線斷路器1QF 跳閘后，接通斷路器2QF 的合閘線圈2YC，斷路器2QF自動合閘。

（2）合閘位置紅燈指示支路。由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA觸點、斷路器2QF 的合閘位置繼電器觸點2KCP9-11、紅燈2HRd等元件組成。當紅燈亮時，表明斷路器2QF處在合閘的位置狀態(tài)。

2.2.3 備用電源跳閘功能模塊

（1）備用電源跳閘支路。由斷路器2QF的合閘位置繼電器2KCP、斷路器2QF 的跳閘線圈2YT、斷路器2QF 的常開輔助觸點2QF3-5、轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點2SA6-7、繼電保護裝置出口繼電器觸點KOU 等元件組成。備用電源跳閘回路可執(zhí)行斷路器2QF 的手動跳閘任務。在故障情況下，也可以通過繼電保護裝置出口繼電器觸點KOU 自動閉合執(zhí)行自動跳閘切除故障的任務。

（2）跳閘位置綠燈指示支路。由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA觸點、斷路器2QF 的跳閘位置繼電器觸點2KTP9-11、綠燈2HGn等元件組成。當綠燈亮時，表明斷路器2QF處在跳閘的位置狀態(tài)。

控制回路與信號回路電源電壓的額定值為直流220 V。

2.3 備用電源自動投入裝置的動作原理

水電站裝設專用的電源作為備用電源，為明備用方式。備用電源自動投入裝置的動作過程分析如下：

2.3.1 正常運行時的狀態(tài)及現(xiàn)象

正常運行時，母線由工作進線供電，斷路器1QF合閘。2QF 斷開，備用進線完全處于備用狀態(tài)。投入備用電源自動投入裝置的投退開關(guān)1SA，觸點1SA1、1SA2閉合。

（1）斷路器1QF 合閘，常開觸點1QF3-5 閉合，常閉觸點1QF4-6 斷開。低電壓繼電器1KV、2KV處在動作的狀態(tài)，常閉觸點1KV、2KV 斷開，低電壓起動回路沒有接通，備用電源自動投入裝置沒有起動。

（2）斷路器2QF 斷開，常開觸點2QF3-5 斷開，常閉觸點2QF4-6 閉合。如圖2（a）控制回路中，2KTP、2YC、2QF4-6 回路構(gòu)成通路，跳閘位置繼電器2KTP動作。如圖2（b）信號回路中，觸點2KTP9-11閉合。此時，斷路器2QF的控制開關(guān)手柄2SA處在“跳閘后”位置，觸點2SA10-11閉合。因而，跳閘位置指示燈綠燈發(fā)平光。

2.3.2 備用電源自動投入裝置的動作過程

（1）當工作電源失去電壓時，母線電壓下降為零。低電壓繼電器1KV、2KV 由于失電而返回，其常閉觸點1KV、2KV 閉合，接通了備用電源自動投入裝置的起動回路，時間繼電器KT起動。

（2）經(jīng)延時后，觸點KT 閉合，跳閘線圈1YT 動作，斷路器1QF 跳閘。同時，信號繼電器KS 動作，備用電源自動投入裝置起動。

（3）斷路器1QF 跳閘后，常開觸點1QF3-5 斷開，常閉觸點1QF4-6 閉合。斷路器2QF 的合閘線圈2YC通電動作，斷路器2QF自動合閘。

（4）斷路器2QF 合閘后，常閉觸點2QF4-6 斷開，常開觸點2QF3-5 閉合。跳閘位置繼電器觸點2KTP失點返回，觸點2KTP9-11斷開，綠燈2HGn熄滅。合閘位置繼電器觸點2KCP 通電動作，觸點2KCP9-11 閉合，紅燈2HRd 平光，表明斷路器2QF成功合閘，備用電源成功投入。

2.4 備用電源自動投入裝置故障識別與排查

備用電源自動投入裝置備用進線斷路器始終無法成功合閘，備用電源無法成功投入，針對備用電源自動投入裝置出現(xiàn)的故障，應用“逐步逼近追蹤式排故技能”進行故障識別與排查：

2.4.1 電源著手，檢測確保裝置電源正常

應用萬用表的直流電壓檔檢測電氣裝置控制回路熔斷器1FU、2FU之間的電壓，為額定值220V。檢測電氣裝置信號回路熔斷器5FU、6FU 之間的電壓，為額定值220V。電氣裝置電源電壓正常。

2.4.2 理清思路，逐項測試裝置模塊功能

測試前，斷路器1QF 處于合閘狀態(tài)，對應的位置指示燈紅燈平光。斷路器2QF處于跳閘狀態(tài)，對應的位置指示燈綠燈平光。

（1）低電壓起動退出工作電源功能模塊檢測[4]。合上投退開關(guān)1SA，觸點1SA1、1SA2 閉合。①模擬操作，母線電壓下降為零。現(xiàn)場可觀察到低電壓繼電器1KV、2KV 失電而返回，其常閉觸點1KV、2KV閉合，接通了備用電源自動投入裝置的起動回路，時間繼電器KT起動；②經(jīng)延時后，觸點KT閉合，跳閘線圈1YT 動作，斷路器1QF 跳閘，斷路器1QF 的位置指示燈綠燈平光。同時，觀察到信號繼電器KS動作，備用電源自動投入裝置起動。

（2）備用電源自動投入功能模塊測試。觀察到斷路器2QF 對應的位置指示燈紅燈熄滅，綠燈平光，斷路器2QF 仍處于跳閘狀戊，沒有執(zhí)行合閘任務?？膳卸?，備用電源自動投入功能模塊存在電氣故障。

2.4.3 故障分析，甄別追蹤疑是故障支路[5]

（1）初步識別疑是故障支路。正常現(xiàn)象先明了，異常情況作比較，鎖定目標查故障。電氣裝置正常動作的情況下，斷路器2QF的位置指示燈紅燈平光，綠燈熄滅，斷路器2QF 處在合閘位置。通過對比分析，凡是與正常動作過程及現(xiàn)象不一致的，均為故障現(xiàn)象。故障現(xiàn)象為紅燈熄滅，綠燈平光，顯示故障現(xiàn)象的元件為紅燈2HRd、綠燈2HGn。因此，可識別疑是故障支路。①直接相關(guān)疑是故障支路：紅燈2HRd所在的支路，綠燈2HGn所在的支路；②間接相關(guān)疑是故障支路：邏輯執(zhí)行部分分別為觸點2KTP9-11和觸點2KCP9-11，所以間接相關(guān)疑是故障支路為邏輯控制部分線圈2KTP 和2KCP 所在的合閘控制支路和分閘控制支路。

（2）逐步甄別鎖定目標故障支路。對故障現(xiàn)象深入分析，進一步進行甄別。①綠燈平光：說明綠燈支路功能正常，一般可以認為該支路不存在接線錯誤、元件損壞等故障。同時，執(zhí)行部分觸點2KTP9-11 能夠可靠動作，說明控制部分線圈2KTP動作正常，線圈2KTP、合閘線圈2YC、觸點2QF6-4構(gòu)成的支路完好。②紅燈熄滅：斷路器2QF未能成功合閘，觸點2QF3-5 斷開，合閘位置繼電器2KCP不動作，因而觸點2KCP9-11 斷開，紅燈熄滅。因此，故障支路鎖定為合閘控制回路，而且為觸點1SA2與觸點1QF4-6連接的部分。

2.4.4 故障排查，徹底消除電氣裝置故障

在電氣裝置停電的情況下，先斷開觸點1QF-4端子的接線，應用萬用表的歐姆檔測試觸點1SA2與觸點1QF4-6 連接的部分支路的電阻，讀數(shù)為無窮大。說明該部分支路存在斷線現(xiàn)象。進一步仔細檢查，發(fā)現(xiàn)1QF-6端子的接線產(chǎn)生松動導致接觸不良。對1QF-6端子重新進行正確接線，排除斷線故障。重新對備用電源自動投入裝置進行通電測試，各項功能恢復正常，電氣裝置故障徹底消除。

3 結(jié)語

電氣裝置故障排查的關(guān)鍵在于故障分析，逐漸縮小范圍，進一步逼近目標是電氣裝置故障排查的基本思路。電氣檢修崗位“逐步逼近追蹤式排故技能”，是在熟悉電氣裝置功能模塊構(gòu)成的基礎上，通過逐項對各個模塊進行測試，將故障目標鎖定在某個功能模塊，進而追蹤至某個支路，最終精準識別、排查電氣裝置故障。熟練掌握電氣檢修崗位的“逐步逼近追蹤式排故技能”的應用，有助于電氣檢修技術(shù)員理清電氣檢測的工作思路，提高故障分析能力和故障識別、排查能力，從而快速提升電氣檢修技術(shù)員的崗位職業(yè)技能。