主变有载调压控制回路异常分析与处理

摘  要：针对MR有载调压机构在调压过程中经常出现控制电源空气开关不明原因跳闸的情况，现提出研究一种二次回路监视系统，以便实时监测MR控制回路中各接点的变化情况。所研究的成果进行实际应用，为工作人员排除故障提供有力数据，帮助工作人员快速定位了故障。最后对此次回路故障进行深层次原因分析并提出了预防控制措施。

关键词：调压机构;控制回路;监视系统;控制措施

一、背景

某站#1主变压器有载调压机构电机电源空气开关经常跳闸，运行人员在第一时间赶到现场后，现场检查无异常后，一般会将控制电源的空气开关重新合上，然后就地调压和远方调压又恢复正常。

由于设备带电运行无法检查机构内部零件及回路，只在现场对有载调压开关进行“远方”、“就地”升降档位检查，而且只能在运行档位附近升降一两档无法对所有档位进行检查。工作人员就地升降档位及运行后台升降档位操作过程中空气开关均无出现跳闸故障，因而无法明确应更换或处理的零部件，需要停电进一步检查二次回路是否有异常。

通过深入分析，主要有以下两点导致工作人员无法查找到问题的根源所在：

（1）工作人员在就地升降档位及监控后台远程升降档位操作过程中，电源空开Q1均不出现跳闸，因而无法明确应更换或处理的零部件，需要停电进一步检查二次回路是否有异常。

（2）MR调压机构的控制回路是一个变化的回路，在控制电源空开Q1跳闸再恢复后，控制回路各接点的状态往往已经发生改变，以致工作人员无法查找及深入分析故障原因。

二、一种新的二次回路监视系统的分析

基于上述现状，我们决定研发一种二次回路监视系统，以便实时监测MR控制回路中各接点的变化情况，为工作人员排除故障提供有力数据。

该回路监视系统主要包括相连接的时钟模块、检测模块和存储模块。所述时钟模块，用于记录时间信息;所述检测模块，用于监视各接点的点位通断变化信息，并根据所述点位通断变化信息和对应的所述时间信息生成时序状态信息;所述存储模块，用于将所述时序状态信息进行存储。接下来将分别对时钟模块，存储模块，检测模块，液晶显示模块进行分析。

2.1 时钟模块

采用的时钟芯片为DS3231，其备用电源用的是由一个型號为CR1220的3V纽扣电池，它为监视系统提供实时的时钟参考，在断开主电源后仍可保持精确计时，保证数据存储时间的准确性，便于工作人员作出数据分析。时钟模块会自动检测电源故障，在断电情况下可以自动切换到备用电源保证监视正常，数据实时保存不丢失，待电源电压恢复正常值之后输出复位信号，使时钟模块恢复正常工作。

2.2检测模块

检测模块（检测模块原理图如图1所示）与有载调压机构控制回路中待检测的所述接点进行并联，所述检测模块与所述接点之间以高阻的形式连接。采用高阻不影响原回路正常运行，不发生短路现象，有利于电路的稳定运行。

检测模块包括光电耦合器U3，所述光电耦合器U3的第一端通过电阻R13、电阻R12与接点的一端相连，接点的另一端与所述光电耦合器U3的第二端相连，所述光电耦合器U3的第三端分别与电阻R10的一端和电阻R14的一端相连，所述电阻R10的另一端接电源电压信号，所述电阻R14的另一端与电容C8的一端相连并连接到CPU的63脚，所述电容C8的另一端接地，所述光电耦合器U3的第四端接地。

当P3无压的时候，光耦二极管不导通，Testing_1将是高电平。当P3有压的时候，光耦二极管将导通被点亮，Testing_1将是低电平，此时处理器检测到电平有变化，将自动记录变化的时刻，并将各接点变化情况存储在SD卡上。通过所记录的时刻，工作人员在有需要的时候可以将数据导出到电脑上，将接点的导通断开时刻表与微动开关标准的时序图对比，从而确定故障点。

检测模块主要的作用是监视各接点的变化情况，在接点导通时刻，记录导通的时间，在接点断开的时候，记录断开的时间。可以将检测模块并联在MR控制回路中需要监视的接点，比如 S1、S2微动开关C-NO、C-NC，S12、S14微动开关C-NO及S13A、S13B微动开关C-NO，目的是核对各接点的通断组合是否满足标准要求，从而分析控制电源空开Q1跳闸的原因所在。

2.3 存储模块

存储模块模块采用存储芯片为DM3AT-SF-PEJM5，具体的，工作人员通过DM3AT-SF-PEJM5存储的时序状态信息导出到电脑上，在需要的时候可以将数据导出到电脑上，便于工作人员将各接点变化情况作对比分析，通过时序状态信息得到时序状态图，再与标准时序状态图作对比分析，从图中的不同点推出故障原因，有助于解决控制电源空开跳闸这一困扰难题。

检测模块的数量与待监测接点的数量一致，设计包括可以同时测量九个不同点的实时状态。检测模块同时监测多个接点的点位通断变化信息，根据微动开关的通断变化信息和时钟模块提供的时间信息生成时序状态信息：在接点导通时刻，记录导通的时间，在接点断开的时刻，记录断开的时间。检测模块通过检测各个接点，核对各接点的通断组合是否满足标准要求，从而分析控制电源空开跳闸的原因所在。

2.4 液晶模块

液晶模块为触摸液晶屏，可以实时将记录到所测支路各接点动作情况和动作时间，并显示于液晶屏上，具备历史查询动作信息及翻页功能。

成果具有以下优点：1）系统能实时同时监测控制回路多个接点的点位通断变化情况。2）测量连接线为高阻，不影响原回路正常运行，不发生短路现象。3）数据实时保存，断电不丢失数据。4）本系统可以监视MR控制回路的接点包括但不限于S1、S2，S12、S14等微动开关，还可以监视控制回路的其他任意接点。5）可实时观察数据变化情况，方便继保人员分析及维护。

三、实际应用

将所研发的二次回路监视系统接在微动开关S1/C-NOO、S1/C-NC、S2/C-NO、S2/C-NC接点上，现场通过升档与降档操作，液晶显示可以实时显示各微动开关的状态信息（图2所示）。以下记录不正常的信息。

图3表1所示为有载调压开关凸轮组合行程开关通、断标准时序图，图3表2所示为装置记录行程开关通断的实际状态。表中黑色粗体字“断”表示实际测量结果与标准时序要求不一致，黑色粗体字表示符合标准的结果。由表1、表2对比得出S1微动开关的C-NO触点的导通情况完全不符合标准时序要求，S2微动开关的C-NO触点的导通情况也不符合时序要求。由此确定Q1空气开关频繁跳闸的原因是因为S1、S2微动开关C-NO触点导通情况不符合标准时序。

有载调压开关升降档用电机为高速电机，在升降档末段时间要靠施加反向电源制动停车。因为微动开关的通断情况不符要求，所以会出现有载调压开关在升降档正向电源还没断开的情况下制动的反向电源同时输入，导致正反向电源“碰电”使空气开关Q1跳闸。现场更换S1、S2微动开关后，调压恢复正常。

四、深层次原因剖析及预防控制措施

4.1 深层次原因剖析

对S1、S2开关进行解体，检查S1内部结构并无发现机械结构、导电回路及接触部位存在物理损伤或传动失效问题;通过万用表测量C触点到NO触点回路开路无法导通6、检查NO触点侧动静触头发现动触头侧机械压痕导致接触面不光滑，静触头侧有电弧烧伤点，测量烧伤点处的导通性时，万用表上顯示是开路。

因此可以确定，微动开关动触头在出厂前由于工艺不当导致接触面毛糙，引起动静触头间出现电弧烧损生成高阻态物质使C-NO触点回路经常处于开路状态，最终导致S1、S2微动开关的导通组合不符合标准要求而引起Q1空气开关频繁跳闸故障。

4.2 预防控制措施

（1）工程验收时应仔细检查各接触器的接线端子是否有隐性的潮汽和水迹、手动推合接触器检查其动作顺畅性，观察接触器的吸合、复位时间节点是否符合图纸中的逻辑序列。复核S1、S2等凸轮动作开关的C-NO、C-NC触点的开断逻辑是否符合图纸要求;

（2）日常巡视时应注意有载调压开关机构箱内的恒温加热器是否投入，调压开关调档到位后分接变换指示器指针是否在阴影区内（无需正对12点位置，在阴影区内即可），若有跳Q1的情况出现应记录的内容有：1）升档跳闸还是降档跳闸，2）调档前的运行档位和Q1跳闸时的档位，3）Q1跳闸后分接变换指示器指针所指的位置，4）Q1复位前拍下面板上两指针位置的照片;

（3）日常维护和检查时应对有载开关做全档位单向逐档升档、降档检查确保其能在工作范围内正常运行，在主变停电时应对有载调压机构进行检查，核查S1、S2等凸轮动作开关的C-NO、C-NC触点的开断逻辑是否符合图纸要求，手动测试接触器的动作顺畅性，通电测试各接触器的电气性能确保其吸合复位无延时。

所研究的成果可以分析MR控制回路各接点通断准确性。其能够对MR控制回路接点的通断变化情况进行实时监测，并将各接点变化情况存储在SD卡上。可以将所记录的信息与微动开关通断的标准时序对比，有助于工作人员进行故障的快速定位，从而确定故障点，解决控制电源空开Q1不明原因跳闸这一困扰难题。

五、结语

综上所述，通过研究的成果二次回路监视系统，能够对二次回路接点通断变化情况进行实时监测与记录，有助于工作人员快速定位故障，提高了缺陷原因分析的准确性。

参考文献

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