電氣檢修崗位“逐步逼近追蹤式排故技能”應(yīng)用探討

黎庚榮

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧 530007）

0 引言

如何進(jìn)行電氣裝置故障分析？從哪里著手開始進(jìn)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(jìn)行了機(jī)組、電氣設(shè)備大檢修，筆者參加了檢修工作并為檢修項(xiàng)目提供技術(shù)服務(wù)，同時(shí)對水電站檢修部和運(yùn)行部的技術(shù)員工進(jìn)行了為期3天的電氣檢修崗位綜合技術(shù)技能的培訓(xùn)。在檢修、培訓(xùn)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(yīng)用進(jìn)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(shè)備或電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、保護(hù)、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(yùn)行。下面從電氣設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行分析，來了解電氣裝置的原理構(gòu)成。

（1）元件。為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電氣控制、保護(hù)、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(xué)、合理地連接構(gòu)成相應(yīng)的功能支路，以實(shí)現(xiàn)起動、切斷、動作等各項(xiàng)功能。

（3）功能模塊。由若干個(gè)功能支路構(gòu)成能實(shí)現(xiàn)某個(gè)主要功能的功能模塊。

（4）電氣裝置。由若干個(gè)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(gè)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(gè)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(xiàng)進(jìn)行測試，根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行具體的分析，綜合運(yùn)用科學(xué)合理的方法進(jìn)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(gè)搜查顯然費(fèi)時(shí)費(fèi)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(xiàng)測試電氣裝置的功能模塊，逐步甄別并進(jìn)一步縮小排查范圍，追蹤疑是故障支路，直至最終準(zhǔn)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(xiàng)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(jìn)行科學(xué)、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(shè)備，電源是電氣裝置的動力源泉。電氣裝置電源故障時(shí)，例如裝置電源消失或出現(xiàn)異常，往往會導(dǎo)致電氣元件無法動作或出現(xiàn)錯(cuò)誤，電氣裝置各支路、各模塊均無法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此，電氣裝置故障的排查，首先應(yīng)從電源著手進(jìn)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(dá)到相應(yīng)的動作值。因此，電氣裝置的電源檢測僅檢查相應(yīng)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(dá)到正常的額定值。當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)電源消失或者電源電壓達(dá)不到正常的額定值時(shí)，應(yīng)恢復(fù)裝置電源的正常。

1.3.2 理清思路，逐項(xiàng)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(gè)功能模塊構(gòu)成，每個(gè)功能模塊由若干個(gè)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(cuò)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(dǎo)致相應(yīng)的功能支路失去作用，影響相應(yīng)的功能模塊的功能實(shí)現(xiàn)，最終導(dǎo)致整套電氣裝置無法正常工作甚至停運(yùn)。

某項(xiàng)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(xiàng)電氣裝置的功能無法實(shí)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(xiàng)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(xiàng)檢測電氣裝置的各項(xiàng)主要功能模塊，可有效地將電氣故障鎖定在某個(gè)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(biāo)是識別疑是故障支路。為了進(jìn)一步縮小查找故障的范圍，將故障目標(biāo)鎖定在某個(gè)或若干個(gè)支路以內(nèi)，需要根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析。

疑是故障支路識別的常用口訣是：正常現(xiàn)象先明了，異常情況作比較，鎖定目標(biāo)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(jìn)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(cuò)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(jìn)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(yīng)該作為重點(diǎn)排查的目標(biāo)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(dá)到各項(xiàng)電氣功能的實(shí)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(diǎn)）構(gòu)成，當(dāng)驅(qū)動部分所在支路存在故障時(shí)，往往會影響執(zhí)行部分所在支路的功能實(shí)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(yīng)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(jìn)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(yùn)用外觀檢查法、導(dǎo)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(gè)進(jìn)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(shí)現(xiàn)。因此，對疑是故障支路主要進(jìn)行以下3個(gè)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(yīng)用

2020 年12 月，下只恩水電站電氣設(shè)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(shí)候，發(fā)現(xiàn)備用進(jìn)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(fù)線路的供電，下只恩水電站組織技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)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(yùn)行時(shí)，斷路器1QF 合閘，由工作電源進(jìn)線對母線進(jìn)行供電。斷路器2QF處在斷開狀態(tài)，備用電源進(jìn)線處于備用狀態(tài)。當(dāng)工作電源進(jìn)線失去電壓時(shí)，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(jìn)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(gè)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(yùn)行時(shí)，低電壓繼電器1 KV、2 KV 處在動作的狀態(tài)。當(dāng)工作進(jìn)線失去電壓導(dǎo)致工作母線電壓消失時(shí)，低電壓繼電器1 KV、2 KV返回。

（2）帶時(shí)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(diǎn)1SA1、低電壓繼電器的動斷觸點(diǎn)1 KV、2 KV、時(shí)間繼電器KT、斷路器1QF的常開輔助觸點(diǎn)1QF3-5等元件組成。

（3）工作電源自動退出支路。由時(shí)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(dāng)工作母線電壓消失時(shí)，起動備用電源自動投入裝置，經(jīng)延時(shí)后跳開工作電源進(jìn)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(diǎn)1SA2、斷路器1QF的常閉輔助觸點(diǎn)1QF4-6、斷路器2QF 的合閘線圈2YC、斷路器2QF 的常閉輔助觸點(diǎn)2QF4-6、轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)2SA5-8、斷路器2QF的跳閘位置繼電器2KTP等元件組成。當(dāng)工作電源進(jìn)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(diǎn)、斷路器2QF 的合閘位置繼電器觸點(diǎn)2KCP9-11、紅燈2HRd等元件組成。當(dāng)紅燈亮?xí)r，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(diǎn)2QF3-5、轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)2SA6-7、繼電保護(hù)裝置出口繼電器觸點(diǎn)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(wù)。在故障情況下，也可以通過繼電保護(hù)裝置出口繼電器觸點(diǎn)KOU 自動閉合執(zhí)行自動跳閘切除故障的任務(wù)。

（2）跳閘位置綠燈指示支路。由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA觸點(diǎn)、斷路器2QF 的跳閘位置繼電器觸點(diǎn)2KTP9-11、綠燈2HGn等元件組成。當(dāng)綠燈亮?xí)r，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(shè)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(yùn)行時(shí)的狀態(tài)及現(xiàn)象

正常運(yùn)行時(shí)，母線由工作進(jìn)線供電，斷路器1QF合閘。2QF 斷開，備用進(jìn)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(diǎn)1SA1、1SA2閉合。

（1）斷路器1QF 合閘，常開觸點(diǎn)1QF3-5 閉合，常閉觸點(diǎn)1QF4-6 斷開。低電壓繼電器1KV、2KV處在動作的狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)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(diǎn)2QF3-5 斷開，常閉觸點(diǎn)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(diǎn)2KTP9-11閉合。此時(shí)，斷路器2QF的控制開關(guān)手柄2SA處在“跳閘后”位置，觸點(diǎn)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(dāng)工作電源失去電壓時(shí)，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(diǎn)1KV、2KV 閉合，接通了備用電源自動投入裝置的起動回路，時(shí)間繼電器KT起動。

（2）經(jīng)延時(shí)后，觸點(diǎn)KT 閉合，跳閘線圈1YT 動作，斷路器1QF 跳閘。同時(shí)，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(diǎn)1QF3-5 斷開，常閉觸點(diǎn)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(diǎn)2QF4-6 斷開，常開觸點(diǎn)2QF3-5 閉合。跳閘位置繼電器觸點(diǎn)2KTP失點(diǎn)返回，觸點(diǎn)2KTP9-11斷開，綠燈2HGn熄滅。合閘位置繼電器觸點(diǎn)2KCP 通電動作，觸點(diǎn)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(jìn)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(yīng)用“逐步逼近追蹤式排故技能”進(jìn)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(yīng)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(xiàng)測試裝置模塊功能

測試前，斷路器1QF 處于合閘狀態(tài)，對應(yīng)的位置指示燈紅燈平光。斷路器2QF處于跳閘狀態(tài)，對應(yīng)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(diǎn)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(diǎn)1KV、2KV閉合，接通了備用電源自動投入裝置的起動回路，時(shí)間繼電器KT起動；②經(jīng)延時(shí)后，觸點(diǎn)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(shí)，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(yīng)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(wù)。可判定，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(biāo)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(diǎn)2KTP9-11和觸點(diǎn)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(biāo)故障支路。對故障現(xiàn)象深入分析，進(jìn)一步進(jìn)行甄別。①綠燈平光：說明綠燈支路功能正常，一般可以認(rèn)為該支路不存在接線錯(cuò)誤、元件損壞等故障。同時(shí)，執(zhí)行部分觸點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)2QF3-5 斷開，合閘位置繼電器2KCP不動作，因而觸點(diǎn)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(diǎn)1SA2與觸點(diǎn)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(diǎn)1QF-4端子的接線，應(yīng)用萬用表的歐姆檔測試觸點(diǎn)1SA2與觸點(diǎn)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(jìn)一步仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)1QF-6端子的接線產(chǎn)生松動導(dǎo)致接觸不良。對1QF-6端子重新進(jìn)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(jìn)行通電測試，各項(xiàng)功能恢復(fù)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(jìn)一步逼近目標(biāo)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(chǔ)上，通過逐項(xiàng)對各個(gè)模塊進(jìn)行測試，將故障目標(biāo)鎖定在某個(gè)功能模塊，進(jìn)而追蹤至某個(gè)支路，最終精準(zhǔn)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(yīng)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。