电气检修岗位“逐步逼近追踪式排故技能”应用探讨

黎庚荣

（广西电力职业技术学院，南宁 530007）

0 引言

如何进行电气装置故障分析？从哪里着手开始进行电气装置故障识别、排查？如何开展电气装置故障排查检修工作？这些都是电气检修技术员面临的常见问题，解决这些常见问题的相关技术技能也正是电气检修岗位的基本职业技能。2020 年12 月，香格里拉下只恩水电站进行了机组、电气设备大检修，笔者参加了检修工作并为检修项目提供技术服务，同时对水电站检修部和运行部的技术员工进行了为期3天的电气检修岗位综合技术技能的培训。在检修、培训工作的过程中，结合现场的电气装置检修案例，凝炼总结出电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”，并对电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”的综合应用进行了深入的探讨。

1 电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”

1.1 电气装置的构成

电气装置的主要作用是对电气设备或电力系统实现监控、保护、调节等各种功能，以确保电力系统的安全、可靠、稳定地运行。下面从电气设计的角度进行分析，来了解电气装置的原理构成。

（1）元件。为实现相应的电气控制、保护、调节等电气功能，电气装置由继电器、仪表、控制开关、指示灯等电气元件构成。

（2）支路。通常由电气元件按照一定的接线方式科学、合理地连接构成相应的功能支路，以实现起动、切断、动作等各项功能。

（3）功能模块。由若干个功能支路构成能实现某个主要功能的功能模块。

（4）电气装置。由若干个不同功能的功能模块汇总构成了整套电气装置。

由此可知，构成电气装置的基本单元是各个功能支路。

1.2 电气检修岗位的基本职业岗位技能

电气检修岗位的基本职业岗位技能主要包括以下3个方面：①电气检修工作的基本思路；②电气装置的故障分析技能；③电气装置的故障排查技能。

明确电气检修工作的基本思路，逐项进行测试，根据出现的故障现象进行具体的分析，综合运用科学合理的方法进行排查，往往能够快速识别并排查电气装置故障。

1.3 电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”的内涵

在元件众多、支路繁多的电气装置中识别并排查故障，好比大海捞针，展开地毯式逐个搜查显然费时费力难以奏效。理清电气检修工作的基本思路，从电气装置电源检测着手，逐项测试电气装置的功能模块，逐步甄别并进一步缩小排查范围，追踪疑是故障支路，直至最终准确识别、排查电气装置故障。

电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”的主要步骤为：第一步，电源着手，检测确保装置电源正常[1]。第二步，理清思路，逐项测试装置模块功能。第三步，故障分析，甄别追踪疑是故障支路[2]。第四步，故障排查，彻底消除电气装置故障[3]。

1.3.1 电源着手，检测确保装置电源正常

电气检修工作的基本思路是理清头绪，逐步进行科学、合理测试工作，分析，甄别，逐步缩小范围，直至最终锁定并识别、排查电气故障。

作为一种用电设备，电源是电气装置的动力源泉。电气装置电源故障时，例如装置电源消失或出现异常，往往会导致电气元件无法动作或出现错误，电气装置各支路、各模块均无法实现相应的功能。因此，电气装置故障的排查，首先应从电源着手进行。影响电气元件正确动作的因素除了需要有电以外，还要达到相应的动作值。因此，电气装置的电源检测仅检查相应的电源指示灯发光是不够的，还需要检测电源电压值的大小，用万用表检测电源的电压是否达到正常的额定值。当检测发现电源消失或者电源电压达不到正常的额定值时，应恢复装置电源的正常。

1.3.2 理清思路，逐项测试装置模块功能

功能测试可以作为故障判别的理论依据。电气装置由各个功能模块构成，每个功能模块由若干个功能支路构成。如何识别电气装置故障呢？电气装置的故障主要有电气短路、接线错误、断线、元件损坏等类型，形式多种多样。每一种电气故障的发生，均会直接导致相应的功能支路失去作用，影响相应的功能模块的功能实现，最终导致整套电气装置无法正常工作甚至停运。

某项电气装置的功能能够实现，说明与该功能相关的支路是正常的，该部分电气装置支路不存在故障。某项电气装置的功能无法实现，说明与该功能相关的支路很可能存在故障。

以电气装置的各项功能作为主线，在确保电气装置电源正常的前提下，通过逐项检测电气装置的各项主要功能模块，可有效地将电气故障锁定在某个功能模块的较小范围内。

1.3.3 故障分析，甄别追踪疑是故障支路

故障分析的目标是识别疑是故障支路。为了进一步缩小查找故障的范围，将故障目标锁定在某个或若干个支路以内，需要根据出现的故障现象进行分析。

疑是故障支路识别的常用口诀是：正常现象先明了，异常情况作比较，锁定目标查故障。电气检修技术员首先要熟悉电气装置的构成原理和电气装置主要功能的动作过程以及现象，然后根据电气装置功能模块测试过程中出现的故障现象与正常的动作过程以及现象进行比较，通过对比分析初步锁定疑是故障支路。

（1）直接相关。指示灯、仪表指示异常、继电器动作错误等现象是电气装置功能模块测试过程中出现的常见故障现象。电气故障的发生往往与故障现象相关联，可以根据故障现象进行疑是故障支路的识别。出现故障现象的元件所在的支路，就是直接相关的疑是故障支路。直接相关的疑是故障支路应该作为重点排查的目标对象。

（2）间接相关。如果经排查后，直接相关的疑是故障支路没有发现电气故障，那么，电气故障很可能存在于间接相关的疑是故障支路中。电气装置往往通过逻辑控制达到各项电气功能的实现，逻辑控制由驱动部分（如继电器的线圈）和执行部分（如继电器的触点）构成，当驱动部分所在支路存在故障时，往往会影响执行部分所在支路的功能实现。识别间接相关的疑是故障支路的关键，在于识别直接相关的疑是故障支路中是否存在逻辑控制的执行部分。直接相关的疑是故障支路中执行部分对应的驱动部分所在的支路，就是间接相关的疑是故障支路。对一些隐蔽的电气故障，往往也需要对间接相关的疑是故障支路进行排查识别。

1.3.4 故障排查，彻底消除电气装置故障

通过综合运用外观检查法、导通法、电压降法等常用的故障排查技术对疑是故障支路逐个进行识别排查，最终彻底消除电气装置故障。一般来说，电源正常，接线正确，元件完好，支路功能就可以正常实现。因此，对疑是故障支路主要进行以下3个方面的识别排查：①检查支路接线是否正确，有无断线、短路等情况；②检测支路上的电气元件是否完好；③检测支路电源是否为正常的额定值。

2 电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”的综合应用

2020 年12 月，下只恩水电站电气设备检修过程中，电气检修技术员在测试备用电源自动投入装置功能的时候，发现备用进线断路器始终无法成功合闸，备用电源无法成功投入，备用电源自动投入装置出现了故障。为了迅速排查故障，尽快恢复线路的供电，下只恩水电站组织技术团队开始了电气装置的故障排查。

2.1 备用电源自动投入装置的作用

备用电源自动投入装置的主要作用：当线路或用电设备发生故障时，能够自动迅速、准确的把备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上，不至于让用户断电的一种装置，简称APD。一次电路接线示意图如图1所示。

图1 一次电路接线示意图

正常运行时，断路器1QF 合闸，由工作电源进线对母线进行供电。断路器2QF处在断开状态，备用电源进线处于备用状态。当工作电源进线失去电压时，备用电源自动投入装置起动，先断开断路器1QF，退出工作电源；再合上断路器2QF，投入备用电源进线，由备用电源对母线供电。

2.2 备用电源自动投入装置的构成

备用电源自动投入装置原理构成如图2 所示，主要由以下3个功能模块组成。

图2 备用电源自动投入装置原理构成

2.2.1 低电压起动退出工作电源功能模块

（1）交流回路。交流回路由接于母线电压互感器1 TV的二次侧的低电压继电器1 KV、2 KV组成，用以监视工作电源的电压。正常运行时，低电压继电器1 KV、2 KV 处在动作的状态。当工作进线失去电压导致工作母线电压消失时，低电压继电器1 KV、2 KV返回。

（2）带时限的低电压起动支路。由备用电源自动投入装置的投退开关1SA的触点1SA1、低电压继电器的动断触点1 KV、2 KV、时间继电器KT、断路器1QF的常开辅助触点1QF3-5等元件组成。

（3）工作电源自动退出支路。由时间继电器KT、信号继电器KS、断路器1QF 的跳闸线圈1YT 等元件组成。当工作母线电压消失时，起动备用电源自动投入装置，经延时后跳开工作电源进线断路器1QF。

2.2.2 备用电源自动投入功能模块

（1）备用电源合闸支路。由投退开关1SA的触点1SA2、断路器1QF的常闭辅助触点1QF4-6、断路器2QF 的合闸线圈2YC、断路器2QF 的常闭辅助触点2QF4-6、转换开关触点2SA5-8、断路器2QF的跳闸位置继电器2KTP等元件组成。当工作电源进线断路器1QF 跳闸后，接通断路器2QF 的合闸线圈2YC，断路器2QF自动合闸。

（2）合闸位置红灯指示支路。由转换开关SA触点、断路器2QF 的合闸位置继电器触点2KCP9-11、红灯2HRd等元件组成。当红灯亮时，表明断路器2QF处在合闸的位置状态。

2.2.3 备用电源跳闸功能模块

（1）备用电源跳闸支路。由断路器2QF的合闸位置继电器2KCP、断路器2QF 的跳闸线圈2YT、断路器2QF 的常开辅助触点2QF3-5、转换开关触点2SA6-7、继电保护装置出口继电器触点KOU 等元件组成。备用电源跳闸回路可执行断路器2QF 的手动跳闸任务。在故障情况下，也可以通过继电保护装置出口继电器触点KOU 自动闭合执行自动跳闸切除故障的任务。

（2）跳闸位置绿灯指示支路。由转换开关SA触点、断路器2QF 的跳闸位置继电器触点2KTP9-11、绿灯2HGn等元件组成。当绿灯亮时，表明断路器2QF处在跳闸的位置状态。

控制回路与信号回路电源电压的额定值为直流220 V。

2.3 备用电源自动投入装置的动作原理

水电站装设专用的电源作为备用电源，为明备用方式。备用电源自动投入装置的动作过程分析如下：

2.3.1 正常运行时的状态及现象

正常运行时，母线由工作进线供电，断路器1QF合闸。2QF 断开，备用进线完全处于备用状态。投入备用电源自动投入装置的投退开关1SA，触点1SA1、1SA2闭合。

（1）断路器1QF 合闸，常开触点1QF3-5 闭合，常闭触点1QF4-6 断开。低电压继电器1KV、2KV处在动作的状态，常闭触点1KV、2KV 断开，低电压起动回路没有接通，备用电源自动投入装置没有起动。

（2）断路器2QF 断开，常开触点2QF3-5 断开，常闭触点2QF4-6 闭合。如图2（a）控制回路中，2KTP、2YC、2QF4-6 回路构成通路，跳闸位置继电器2KTP动作。如图2（b）信号回路中，触点2KTP9-11闭合。此时，断路器2QF的控制开关手柄2SA处在“跳闸后”位置，触点2SA10-11闭合。因而，跳闸位置指示灯绿灯发平光。

2.3.2 备用电源自动投入装置的动作过程

（1）当工作电源失去电压时，母线电压下降为零。低电压继电器1KV、2KV 由于失电而返回，其常闭触点1KV、2KV 闭合，接通了备用电源自动投入装置的起动回路，时间继电器KT起动。

（2）经延时后，触点KT 闭合，跳闸线圈1YT 动作，断路器1QF 跳闸。同时，信号继电器KS 动作，备用电源自动投入装置起动。

（3）断路器1QF 跳闸后，常开触点1QF3-5 断开，常闭触点1QF4-6 闭合。断路器2QF 的合闸线圈2YC通电动作，断路器2QF自动合闸。

（4）断路器2QF 合闸后，常闭触点2QF4-6 断开，常开触点2QF3-5 闭合。跳闸位置继电器触点2KTP失点返回，触点2KTP9-11断开，绿灯2HGn熄灭。合闸位置继电器触点2KCP 通电动作，触点2KCP9-11 闭合，红灯2HRd 平光，表明断路器2QF成功合闸，备用电源成功投入。

2.4 备用电源自动投入装置故障识别与排查

备用电源自动投入装置备用进线断路器始终无法成功合闸，备用电源无法成功投入，针对备用电源自动投入装置出现的故障，应用“逐步逼近追踪式排故技能”进行故障识别与排查：

2.4.1 电源着手，检测确保装置电源正常

应用万用表的直流电压档检测电气装置控制回路熔断器1FU、2FU之间的电压，为额定值220V。检测电气装置信号回路熔断器5FU、6FU 之间的电压，为额定值220V。电气装置电源电压正常。

2.4.2 理清思路，逐项测试装置模块功能

测试前，断路器1QF 处于合闸状态，对应的位置指示灯红灯平光。断路器2QF处于跳闸状态，对应的位置指示灯绿灯平光。

（1）低电压起动退出工作电源功能模块检测[4]。合上投退开关1SA，触点1SA1、1SA2 闭合。①模拟操作，母线电压下降为零。现场可观察到低电压继电器1KV、2KV 失电而返回，其常闭触点1KV、2KV闭合，接通了备用电源自动投入装置的起动回路，时间继电器KT起动；②经延时后，触点KT闭合，跳闸线圈1YT 动作，断路器1QF 跳闸，断路器1QF 的位置指示灯绿灯平光。同时，观察到信号继电器KS动作，备用电源自动投入装置起动。

（2）备用电源自动投入功能模块测试。观察到断路器2QF 对应的位置指示灯红灯熄灭，绿灯平光，断路器2QF 仍处于跳闸状戊，没有执行合闸任务。可判定，备用电源自动投入功能模块存在电气故障。

2.4.3 故障分析，甄别追踪疑是故障支路[5]

（1）初步识别疑是故障支路。正常现象先明了，异常情况作比较，锁定目标查故障。电气装置正常动作的情况下，断路器2QF的位置指示灯红灯平光，绿灯熄灭，断路器2QF 处在合闸位置。通过对比分析，凡是与正常动作过程及现象不一致的，均为故障现象。故障现象为红灯熄灭，绿灯平光，显示故障现象的元件为红灯2HRd、绿灯2HGn。因此，可识别疑是故障支路。①直接相关疑是故障支路：红灯2HRd所在的支路，绿灯2HGn所在的支路；②间接相关疑是故障支路：逻辑执行部分分别为触点2KTP9-11和触点2KCP9-11，所以间接相关疑是故障支路为逻辑控制部分线圈2KTP 和2KCP 所在的合闸控制支路和分闸控制支路。

（2）逐步甄别锁定目标故障支路。对故障现象深入分析，进一步进行甄别。①绿灯平光：说明绿灯支路功能正常，一般可以认为该支路不存在接线错误、元件损坏等故障。同时，执行部分触点2KTP9-11 能够可靠动作，说明控制部分线圈2KTP动作正常，线圈2KTP、合闸线圈2YC、触点2QF6-4构成的支路完好。②红灯熄灭：断路器2QF未能成功合闸，触点2QF3-5 断开，合闸位置继电器2KCP不动作，因而触点2KCP9-11 断开，红灯熄灭。因此，故障支路锁定为合闸控制回路，而且为触点1SA2与触点1QF4-6连接的部分。

2.4.4 故障排查，彻底消除电气装置故障

在电气装置停电的情况下，先断开触点1QF-4端子的接线，应用万用表的欧姆档测试触点1SA2与触点1QF4-6 连接的部分支路的电阻，读数为无穷大。说明该部分支路存在断线现象。进一步仔细检查，发现1QF-6端子的接线产生松动导致接触不良。对1QF-6端子重新进行正确接线，排除断线故障。重新对备用电源自动投入装置进行通电测试，各项功能恢复正常，电气装置故障彻底消除。

3 结语

电气装置故障排查的关键在于故障分析，逐渐缩小范围，进一步逼近目标是电气装置故障排查的基本思路。电气检修岗位“逐步逼近追踪式排故技能”，是在熟悉电气装置功能模块构成的基础上，通过逐项对各个模块进行测试，将故障目标锁定在某个功能模块，进而追踪至某个支路，最终精准识别、排查电气装置故障。熟练掌握电气检修岗位的“逐步逼近追踪式排故技能”的应用，有助于电气检修技术员理清电气检测的工作思路，提高故障分析能力和故障识别、排查能力，从而快速提升电气检修技术员的岗位职业技能。