一種開關(guān)柜新型二次試驗(yàn)儀研制

張慧　楊繼超　王黎　康正　胡薇

摘 要：目前開關(guān)柜內(nèi)二次回路的故障查找和試驗(yàn)方法為：將開關(guān)小車?yán)猎囼?yàn)位置，對(duì)二次回路進(jìn)行上電后，利用萬用表逐一測(cè)量各回路接線點(diǎn)的電位，從而判斷出二次回路故障部分是在開關(guān)本體內(nèi)部還是在開關(guān)外部二次回路，而對(duì)于開關(guān)輔助觸點(diǎn)則需要利用萬用表的通斷檔進(jìn)行通斷測(cè)量。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;新型;二次實(shí)驗(yàn)儀;研制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.130

1 選擇課題

目前開關(guān)柜內(nèi)二次回路的故障查找和試驗(yàn)方法為：將開關(guān)小車?yán)猎囼?yàn)位置，對(duì)二次回路進(jìn)行上電后，利用萬用表逐一測(cè)量各回路接線點(diǎn)的電位，從而判斷出二次回路故障部分是在開關(guān)本體內(nèi)部還是在開關(guān)外部二次回路，而對(duì)于開關(guān)輔助觸點(diǎn)則需要利用萬用表的通斷檔進(jìn)行通斷測(cè)量。此種方法，存在重復(fù)上電造成對(duì)開關(guān)柜內(nèi)二次回路的沖擊，造成二次回的短路，嚴(yán)重時(shí)損壞二次設(shè)備，且此種方法仍然不能判斷開關(guān)本體內(nèi)部輔助觸點(diǎn)是否已正確的斷開或閉合。

通過對(duì)2017年8月至2018年1月二次檢修一班負(fù)責(zé)的24次變電站開關(guān)柜二次回路故障處理工作，進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，調(diào)查數(shù)據(jù)，故障平均處理時(shí)間53.95分鐘。

小組成員將各個(gè)回路故障所用時(shí)間的最大值、最小值繪制成柱形圖，發(fā)現(xiàn)對(duì)于同一故障回路的處理，所用時(shí)間極差很大，即開關(guān)柜二次回路故障的處理時(shí)間差距很大。這說明開關(guān)柜故障處理工作過程效率較低，存在很大的改進(jìn)空間。小組決定研制集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀是符合實(shí)際且比較理想的解決辦法。

2 設(shè)定目標(biāo)

所研制的集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀可以同時(shí)對(duì)開關(guān)柜的19個(gè)回路進(jìn)行監(jiān)控、試驗(yàn)。快速檢驗(yàn)出開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)的跳閘、合閘、儲(chǔ)能、各輔助觸點(diǎn)等二次回路的性能，并能夠快速準(zhǔn)確查找出開關(guān)各回路的故障點(diǎn)，從而縮短故障查找時(shí)間和線路停電時(shí)間。

3 確定最佳方案和對(duì)策

小組研究了其各功能的組合方式，得出開關(guān)柜二次回路試驗(yàn)儀的整體結(jié)構(gòu)圖。對(duì)試驗(yàn)儀的各個(gè)單元進(jìn)行性能、試驗(yàn)、成本、體積、性及比等綜合對(duì)比，小組最終確定了最佳方案。根據(jù)確定的最佳方案，按照“5W1H”原則制定以下對(duì)策：

（1）控制回路模塊設(shè)計(jì)和電流繼電器的測(cè)試。目標(biāo)：設(shè)計(jì)出控制回路，測(cè)試電流繼電器的動(dòng)作電流大于0.5A，返回電流小于0.4A，按鈕的正確操作率為100%。措施：設(shè)計(jì)出分閘回路電路圖;設(shè)計(jì)出合閘回路電路圖;設(shè)計(jì)出儲(chǔ)能回路的電路圖;搭建回路，測(cè)試電流繼電器的動(dòng)作電流和返回電流。

（2）監(jiān)視回路模塊設(shè)計(jì)和測(cè)試。目標(biāo)：設(shè)計(jì)出監(jiān)視回路，正確區(qū)分回路狀態(tài)，測(cè)試輔助觸點(diǎn)的接觸電阻小于0.07Ω。措施：設(shè)計(jì)出監(jiān)視強(qiáng)電回路和觸點(diǎn)監(jiān)視回路;搭建回路并測(cè)量輔助觸點(diǎn)的接觸電阻。

（3）電源模塊設(shè)計(jì)。目標(biāo)：分別測(cè)試DC220V開關(guān)電源和DC24V開關(guān)電源的壓降<1%和紋波系數(shù)<2%。措施：搭建直流電源測(cè)試平臺(tái);使用示波器分別測(cè)試兩個(gè)開關(guān)電源的紋波系數(shù);使用萬用表分別測(cè)試兩個(gè)開關(guān)電源的輸出壓降。

（4）I/O模塊設(shè)計(jì)。目標(biāo)：設(shè)計(jì)出航空插頭和轉(zhuǎn)接口的接線，且測(cè)量各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接觸電阻<0.01Ω，正確連接率為100%，連接耗時(shí)小于10S。措施：獲取航空插頭的公頭和母頭;設(shè)計(jì)出航空插頭和轉(zhuǎn)接口的接線;測(cè)量各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接觸電阻。

（5）封裝集成模塊安裝。目標(biāo)：電路元件安裝，試驗(yàn)儀組裝成品，元件固定可靠，重量<3kg。措施：獲取試驗(yàn)儀外殼;測(cè)量安裝尺寸;整機(jī)安裝。

（6）集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀運(yùn)行及現(xiàn)場調(diào)試。能夠正確可靠連接到斷路器上，并能對(duì)它進(jìn)行試驗(yàn)，能進(jìn)行監(jiān)控和試驗(yàn)的回路大于19個(gè)，且控制回路的分合閘電流能有效滿足繼電器的動(dòng)作電流和返回電流。小組成員根據(jù)對(duì)策方案，完成了控制回路及弱點(diǎn)監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)。措施：做好試運(yùn)行前準(zhǔn)備;模擬現(xiàn)場工作環(huán)境進(jìn)行使用;現(xiàn)場與試驗(yàn)儀連調(diào)多次試驗(yàn);總結(jié)運(yùn)行結(jié)果。

根據(jù)上述方案小組成員共同完成了控制回路設(shè)計(jì)及弱點(diǎn)監(jiān)視模塊設(shè)計(jì)，并繼續(xù)開展整體調(diào)試工作。

4 效果檢查

集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀制作完成后，為測(cè)試其能否在變電站故障現(xiàn)場正常穩(wěn)定工作，2018年5月至2018年7月，經(jīng)公司生技處和安監(jiān)處同意，小組成員利用8次查找變電站開關(guān)柜故障的機(jī)會(huì)，應(yīng)用集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀進(jìn)行故障查找，可以快速檢驗(yàn)出開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)的跳閘、合閘、儲(chǔ)能、各輔助觸點(diǎn)等二次回路的性能，并能夠快速準(zhǔn)確查找出開關(guān)各回路的故障點(diǎn)，并記錄了其分合閘響應(yīng)時(shí)間。

在此期間集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀共處理了8次故障，處理故障時(shí)本試驗(yàn)儀對(duì)開關(guān)柜各個(gè)回路的監(jiān)視、分合閘操作情況、分合閘電流以及監(jiān)視回路總數(shù)的情況顯示：集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀能可靠、有效的對(duì)22個(gè)回路進(jìn)行監(jiān)視，從而快速準(zhǔn)確查找出開關(guān)各回路的故障點(diǎn)，分合閘時(shí)的電流均大于繼電器的動(dòng)作電流0.5A，達(dá)到活動(dòng)目標(biāo)要求。

5 效益分析

跟據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用本試驗(yàn)儀前，處理變電站開關(guān)柜故障需要先去資料室查找圖紙，逐個(gè)量回路節(jié)點(diǎn)電位和輔助觸點(diǎn)的通斷情況，過程繁瑣耗時(shí)，使用本試驗(yàn)儀后就可以省去以上步驟，能快速直觀的檢查出故障點(diǎn)。在進(jìn)行新站驗(yàn)收時(shí)，斷路器的數(shù)量較多，使用集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀可以簡單快速的對(duì)斷路器進(jìn)行試驗(yàn)。所以該試驗(yàn)儀為故障處理和新站驗(yàn)收節(jié)省了大量的時(shí)間，提高了工作效率。

在效果檢查期內(nèi)的8次故障處理中，平均用時(shí)22.63，較原來的平均用時(shí)縮短了近30分鐘。因此使用集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀可以為故障處理和新站驗(yàn)收節(jié)省了大量的時(shí)間，提高了工作效率。

6 標(biāo)準(zhǔn)化

為了使取得的成果得到有效鞏固，我們特制訂了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化措施：（1）將本試驗(yàn)儀命名為《ECJX-500型集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀》。（2）將此次QC活動(dòng)中所涉及到的資料編寫歸檔，（檔案號(hào)2018QC-1），交付天青島供電公司變電檢修室存檔，上報(bào)相關(guān)部門審核批準(zhǔn)，準(zhǔn)予投入使用。（3）編寫《ECJX-500集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀技術(shù)和使用說明書》，交付運(yùn)維檢修部申報(bào)批準(zhǔn)、執(zhí)行，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工作，對(duì)班組人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，以便推廣使用。（4）編制《ECJX-500型集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀使用規(guī)程》，規(guī)范了集成插頭式變電站開關(guān)柜二次試驗(yàn)儀的使用操作，確保試驗(yàn)儀正常穩(wěn)定運(yùn)行。

作者簡介：張慧（1972-），女，山東青島人，碩士，工程師，研究方向：繼電保護(hù)整定技術(shù)、變電二次設(shè)計(jì)技術(shù)。