电动开关故障分析

黄世超

（雅砻江流域水电开发有限公司四川省成都市610000）

摘要：介绍了某水电厂的一起由PLC装置控制的备自投开关故障导致系统送电异常现象，阐述了故障原理及处理措施，并进行总结，为同类设备故障分析、处理提供案例参考。

关键词：开关；备自投装置；分闸失灵；PLC

0概述

某水电厂的发电机辅助控制柜进线电源为两路，分别取自不同的400V抽屉开关，控制柜内为双母线结构，控制柜内负荷全部取自母线。双母线既可以采用分段运行模式，也可以使用联络运行模式。接线如图1。

图1辅助控制柜接线图

由上图可知，控制柜内共3个电动开关，型号为，其中2个为进线电源开关，分别连接#1进线电源和IM，#2进线电源和IIM，另一个为联络开关，起到连接IM和IIM的作用。

1故障现象

因机组停电检修，控制柜内设备保持着停电前的状态。#1进线电源开关处于合闸位置，联络开关处于合闸位置，#2进线电源开关处于分闸位置。#1、#2进线电源上级抽屉开关处于分闸状态并被拉至检修位置。IM和IIM处于联络运行状态，无电压。

上电试运行时，投入#2进线电源上级抽屉开关，检查联络开关合闸正常，#1进线电源开关、#2进线电源开关分闸正常，IM和IIM联络运行，无电压。

再投入#1进线电源上级抽屉开关，检查发现#1进线电源开关、联络开关、不断出现分闸、合闸动作。#2进线电源开关始终保持合闸状态。IM不断的得电、失电。IIM带电运行正常。

为确保故障不扩大，现场操作人员迅速将#1、#2进线电源上级抽屉开关分闸并拉至检修位置。恢复设备检修状态。

2故障排查

2.1控制逻辑检查

调取PLC控制逻辑图。检查发现，PLC控制逻辑如下。

（1）上电前开关状态。#1进线电源开关、联络开关合闸；#2进线电源开关分闸。先投入#1进线电源上级抽屉开关，则#1进线电源开关、联络开关合闸正常，#2进线电源开关分闸正常。再投入#2进线电源上级抽屉开关，则联络开关先分闸，然后#2进线电源开关正常合闸。IM和IIM分段运行。

（2）上电前开关状态。#2进线电源开关、联络开关合闸；#1进线电源开关分闸。先投入#2进线电源上级抽屉开关，则#2进线电源开关、联络开关合闸正常，#1进线电源开关分闸正常。再投入#1进线电源上级抽屉开关，则联络开关先分闸，然后#1进线电源开关正常合闸。IM和IIM分段运行。

（3）上电前开关状态。#1进线电源开关、联络开关合闸；#2进线电源开关分闸。先投入#2进线电源上级抽屉开关，联络开关合闸正常，#1进线电源开关、#2进线电源开关分闸正常。。再投入#1进线电源上级抽屉开关，则联络开关先分闸，然后#1进线电源开关、#2进线电源开关正常合闸。IM和IIM分段运行。

（4）上电前开关状态。#2进线电源开关、联络开关合闸；#1进线电源开关分闸。先投入#1进线电源上级抽屉开关，联络开关合闸正常，#1进线电源开关、#2进线电源开关分闸正常。再投入#2进线电源上级抽屉开关，则联络开关先分闸，然后#1进线电源开关、#2进线电源开关正常合闸。IM和IIM分段运行。

由控制逻辑及故障现象可知，本次故障时，设备上电顺序为第3种，属于非常规上电顺序。为进一步排查设备异常原因，重新按正常上电顺序对设备上电。

上电前检查设备状态为，#1进线电源开关、联络开关处于合闸位置，#2进线电源开关处于分闸位置。IM和IIM联络运行，无电压。

先投入#1进线电源上级抽屉开关，检查#1进线电源开关、联络开关合闸正常，#2进线电源开关分闸正常。与PLC逻辑一致。

再投入#2进线电源上级抽屉开关，检查发现#2进线电源开关、联络开关、不断出现分闸、合闸动作。与原故障现象基本一致。排除PLC系统逻辑错误可能性。

结合故障现象，初步判断故障原因为联络开关故障导致分闸失灵，造成PLC在检测到进线有电的情况下发出联络开关分闸、进线电源开关合闸命令后检测联络开关未正常分闸，从而PLC发出进线电源开关分闸命令。造成联络开关和进线电源开关反复出现分、合闸动作的故障现象。

2.2电动操作机构及开关检查

拆除联络开关的电动操作机构及开关本体。如图2、图3。

图2开关本体图3电动操作机构

手动将开关扳至分闸位置（OFF档），检查开关在分闸位置，无异常。手动分、合闸6次，无异常。判断故障原因为电动操作机构内部故障。

将电动操作机构控制方式拨至手动档，手摇储能把手对操作机构进行手动储能，检查电动操作机构手动储能正常。按下分闸按钮（O），检查发现电动操作机构分闸失败，进一步检查发现故障原因为电动操作机构分闸档固定杆损坏，无法将电动操作机构固定在分闸档。

3故障处理及检查

将电动操作机构更换为同型号备品，手动对电动操作机构进行分、合闸试验，试验无异常。按原安装方式回装开关及电动操作机构。检查各接线已紧固。检查电动操作机构在分闸档，自动方式。

重新对发电机辅助控制柜两路电源进行送电操作，检查设备运行正常，故障现象消失。对控制柜两路电源反复进行停、送电操作，检查#1进线电源开关、联络开关、#2进线电源开关动作正常，设备已恢复正常运行状态。

4结语

此次故障原因为联络开关的电动操作机构分闸固定杆损坏导致的开关分闸失灵造成设备无法正常送电。由于设备采用了PLC控制方式，检查时应先排除PLC控制逻辑故障的可能性，再对设备进行拆解、检查。对损坏的元件进行更换，确保了设备的安全、可靠运行。

参考文献

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[2]毕宇辉.宝钢电厂1#机组公用400VP/C母线电源自动切换失败分析[J].冶金动力,2004(06):23-24+37.