主變有載調壓控制回路異常分析與處理

摘? 要：針對MR有載調壓機構在調壓過程中經常出現控制電源空氣開關不明原因跳閘的情況，現提出研究一種二次回路監視系統，以便實時監測MR控制回路中各接點的變化情況。所研究的成果進行實際應用，為工作人員排除故障提供有力數據，幫助工作人員快速定位了故障。最后對此次回路故障進行深層次原因分析并提出了預防控制措施。

關鍵詞：調壓機構;控制回路;監視系統;控制措施

一、背景

某站#1主變壓器有載調壓機構電機電源空氣開關經常跳閘，運行人員在第一時間趕到現場后，現場檢查無異常后，一般會將控制電源的空氣開關重新合上，然后就地調壓和遠方調壓又恢復正常。

由于設備帶電運行無法檢查機構內部零件及回路，只在現場對有載調壓開關進行“遠方”、“就地”升降檔位檢查，而且只能在運行檔位附近升降一兩檔無法對所有檔位進行檢查。工作人員就地升降檔位及運行后臺升降檔位操作過程中空氣開關均無出現跳閘故障，因而無法明確應更換或處理的零部件，需要停電進一步檢查二次回路是否有異常。

通過深入分析，主要有以下兩點導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控后臺遠程升降檔位操作過程中，電源空開Q1均不出現跳閘，因而無法明確應更換或處理的零部件，需要停電進一步檢查二次回路是否有異常。

（2）MR調壓機構的控制回路是一個變化的回路，在控制電源空開Q1跳閘再恢復后，控制回路各接點的狀態往往已經發生改變，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視系統的分析

基于上述現狀，我們決定研發一種二次回路監視系統，以便實時監測MR控制回路中各接點的變化情況，為工作人員排除故障提供有力數據。

該回路監視系統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，用于監視各接點的點位通斷變化信息，并根據所述點位通斷變化信息和對應的所述時間信息生成時序狀態信息;所述存儲模塊，用于將所述時序狀態信息進行存儲。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，它為監視系統提供實時的時鐘參考，在斷開主電源后仍可保持精確計時，保證數據存儲時間的準確性，便于工作人員作出數據分析。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視正常，數據實時保存不丟失，待電源電壓恢復正常值之后輸出復位信號，使時鐘模塊恢復正常工作。

2.2檢測模塊

檢測模塊（檢測模塊原理圖如圖1所示）與有載調壓機構控制回路中待檢測的所述接點進行并聯，所述檢測模塊與所述接點之間以高阻的形式連接。采用高阻不影響原回路正常運行，不發生短路現象，有利于電路的穩定運行。

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與接點的一端相連，接點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P3無壓的時候，光耦二極管不導通，Testing_1將是高電平。當P3有壓的時候，光耦二極管將導通被點亮，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據導出到電腦上，將接點的導通斷開時刻表與微動開關標準的時序圖對比，從而確定故障點。

檢測模塊主要的作用是監視各接點的變化情況，在接點導通時刻，記錄導通的時間，在接點斷開的時候，記錄斷開的時間。可以將檢測模塊并聯在MR控制回路中需要監視的接點，比如 S1、S2微動開關C-NO、C-NC，S12、S14微動開關C-NO及S13A、S13B微動開關C-NO，目的是核對各接點的通斷組合是否滿足標準要求，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存儲的時序狀態信息導出到電腦上，在需要的時候可以將數據導出到電腦上，便于工作人員將各接點變化情況作對比分析，通過時序狀態信息得到時序狀態圖，再與標準時序狀態圖作對比分析，從圖中的不同點推出故障原因，有助于解決控制電源空開跳閘這一困擾難題。

檢測模塊的數量與待監測接點的數量一致，設計包括可以同時測量九個不同點的實時狀態。檢測模塊同時監測多個接點的點位通斷變化信息，根據微動開關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信息：在接點導通時刻，記錄導通的時間，在接點斷開的時刻，記錄斷開的時間。檢測模塊通過檢測各個接點，核對各接點的通斷組合是否滿足標準要求，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，可以實時將記錄到所測支路各接點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。

成果具有以下優點：1）系統能實時同時監測控制回路多個接點的點位通斷變化情況。2）測量連接線為高阻，不影響原回路正常運行，不發生短路現象。3）數據實時保存，斷電不丟失數據。4）本系統可以監視MR控制回路的接點包括但不限于S1、S2，S12、S14等微動開關，還可以監視控制回路的其他任意接點。5）可實時觀察數據變化情況，方便繼保人員分析及維護。

三、實際應用

將所研發的二次回路監視系統接在微動開關S1/C-NOO、S1/C-NC、S2/C-NO、S2/C-NC接點上，現場通過升檔與降檔操作，液晶顯示可以實時顯示各微動開關的狀態信息（圖2所示）。以下記錄不正常的信息。

圖3表1所示為有載調壓開關凸輪組合行程開關通、斷標準時序圖，圖3表2所示為裝置記錄行程開關通斷的實際狀態。表中黑色粗體字“斷”表示實際測量結果與標準時序要求不一致，黑色粗體字表示符合標準的結果。由表1、表2對比得出S1微動開關的C-NO觸點的導通情況完全不符合標準時序要求，S2微動開關的C-NO觸點的導通情況也不符合時序要求。由此確定Q1空氣開關頻繁跳閘的原因是因為S1、S2微動開關C-NO觸點導通情況不符合標準時序。

有載調壓開關升降檔用電機為高速電機，在升降檔末段時間要靠施加反向電源制動停車。因為微動開關的通斷情況不符要求，所以會出現有載調壓開關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，導致正反向電源“碰電”使空氣開關Q1跳閘。現場更換S1、S2微動開關后，調壓恢復正常。

四、深層次原因剖析及預防控制措施

4.1 深層次原因剖析

對S1、S2開關進行解體，檢查S1內部結構并無發現機械結構、導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觸點到NO觸點回路開路無法導通6、檢查NO觸點側動靜觸頭發現動觸頭側機械壓痕導致接觸面不光滑，靜觸頭側有電弧燒傷點，測量燒傷點處的導通性時，萬用表上顯示是開路。

因此可以確定，微動開關動觸頭在出廠前由于工藝不當導致接觸面毛糙，引起動靜觸頭間出現電弧燒損生成高阻態物質使C-NO觸點回路經常處于開路狀態，最終導致S1、S2微動開關的導通組合不符合標準要求而引起Q1空氣開關頻繁跳閘故障。

4.2 預防控制措施

（1）工程驗收時應仔細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、復位時間節點是否符合圖紙中的邏輯序列。復核S1、S2等凸輪動作開關的C-NO、C-NC觸點的開斷邏輯是否符合圖紙要求;

（2）日常巡視時應注意有載調壓開關機構箱內的恒溫加熱器是否投入，調壓開關調檔到位后分接變換指示器指針是否在陰影區內（無需正對12點位置，在陰影區內即可），若有跳Q1的情況出現應記錄的內容有：1）升檔跳閘還是降檔跳閘，2）調檔前的運行檔位和Q1跳閘時的檔位，3）Q1跳閘后分接變換指示器指針所指的位置，4）Q1復位前拍下面板上兩指針位置的照片;

（3）日常維護和檢查時應對有載開關做全檔位單向逐檔升檔、降檔檢查確保其能在工作范圍內正常運行，在主變停電時應對有載調壓機構進行檢查，核查S1、S2等凸輪動作開關的C-NO、C-NC觸點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位無延時。

所研究的成果可以分析MR控制回路各接點通斷準確性。其能夠對MR控制回路接點的通斷變化情況進行實時監測，并將各接點變化情況存儲在SD卡上。可以將所記錄的信息與微動開關通斷的標準時序對比，有助于工作人員進行故障的快速定位，從而確定故障點，解決控制電源空開Q1不明原因跳閘這一困擾難題。

五、結語

綜上所述，通過研究的成果二次回路監視系統，能夠對二次回路接點通斷變化情況進行實時監測與記錄，有助于工作人員快速定位故障，提高了缺陷原因分析的準確性。

參考文獻

[1]徐騰，劉瑤章，楊剛，陳桂平，陳默.基于有載調壓開關的遙控調檔機構技術的探討[J].裝備維修技術，2019（04）：36.

[2]翟立軍.某220 kV有載調壓機構拒動事故分析[J].北京工業職業技術學院學報，2018，17（02）：118-121+126.