"河源電廠6kV開關(guān)采用ABB公司生產(chǎn)的UniGearZS1開關(guān)柜共157臺,其中F-C柜74臺;其中#1機(jī)組有工作段和公用段2個配電站。工作段有F-C柜22臺,公用段有30臺,在08年7月30日部分開關(guān)柜陸續(xù)投運,先后共發(fā)現(xiàn)19臺VSC電源控制模塊故障:在工作位置拒分合,在試驗位置拒分合,同時顯示直流屏負(fù)極接地報警。我們通過細(xì)致的檢查檢測,發(fā)現(xiàn)電源輸入端負(fù)極壓敏電阻爆裂、損壞。
2故障模塊檢查
我廠燒毀的VSC電源控制模塊均為電源輸入端負(fù)極的共模干擾抑止壓敏申阻爆裂、短路。此為EPCOS生產(chǎn)的S10K150型壓敏電阻,其參數(shù)VRMS為150V,VDC為200V,大電流Imax(8/20us)為2500A,大能量Wmax(2ms)為24J。
進(jìn)一步對電路板上所有元件進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),除了壓敏電阻以外,大部分電路板的電源輸入端共模干擾抑止電感線圈負(fù)極已經(jīng)開路(線圈燒斷),僅剩一塊電路板上的電感線圈還完好。將燒毀的壓敏申阻去除并短接燒斷的線圈后,VSC即可正常分合間。
發(fā)生故障的兩個元件都位干VSC控制模塊的電源輸入端口,這兩個元件與其它臨近元件構(gòu)成了VSC控制模塊的入口EMC回路。通過查找圖紙,共模抑止電感線圈為L1A,負(fù)極共模抑止壓敏電阻為ZN5A。共模線圈型號為B82721-K2401-N21,額定電流0.4A.
3 現(xiàn)場檢查
針對故障發(fā)生的情況,我們對控制電源板進(jìn)行了深入細(xì)致的檢查,發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象全部表現(xiàn)為壓敏申阻相關(guān)元件燒毀,所以現(xiàn)場調(diào)查集中在過電壓可能產(chǎn)生的原因方面。
31VSC上電(合小母線空開)的瞬態(tài)過程
針對VSC的二次進(jìn)線空開進(jìn)行合閘(上電)操作,使用錄波儀對二次電壓監(jiān)視測量,未發(fā)現(xiàn)有任何過電壓產(chǎn)生。通過小母線負(fù)極對地電壓(-55V)的錄波圖,可以觀察到一個小的電壓尖峰,代表申壓在空開投入瞬間有一個電壓的瞬時跌落,此為VSC的瞬時充申電流造成。"
"按照設(shè)計,110V直流系統(tǒng)經(jīng)過一對100k的電阻虛接地,正負(fù)極對稱+55V/-55V電壓。此形式的直流系統(tǒng)中如果發(fā)生單側(cè)接地,接地白陰即為100k,接地自流僅為0.55mA,只有非常小的接地電流產(chǎn)生。只有當(dāng)正極與負(fù)極發(fā)生直接短接時,才具有真正的短路電流,但這種工況不可能發(fā)生。因此,目前我們使用的110V直流系統(tǒng)不可能提供高達(dá)數(shù)一安的接地自流的能力。
要提供短路接地電流,只有直接接地的電源系統(tǒng)才有可能。在我廠的二次日源系統(tǒng)中,只有220V交流電源系統(tǒng)采用了直接接地。電于VSC電源柜口220V交流與110V直流系統(tǒng)并存,因此存在將220V交流電源(火線)誤碰到到110V直流母線的可能。針對這種情況,我廠電氣工程師與ABB進(jìn)行了現(xiàn)場模擬,將柜內(nèi)的交流系統(tǒng)火線引入VSC的負(fù)極,觀察到ZN5壓敏白阻瞬時發(fā)生了燒毀爆炸,同時電感線圈燒斷,爆炸的現(xiàn)象和破壞程度與前期狀況完全吻合。
所有的直接資料表明,各種模式的操作過電壓在我廠的二次系統(tǒng)中都不存在,二次系統(tǒng)的設(shè)計是完善的;VSC控制電源板的元件不存在任何質(zhì)量問題,在經(jīng)大電阻接地的直流系統(tǒng)中。不可能由于無緣負(fù)載而產(chǎn)生超過系統(tǒng)設(shè)計的接地電流。從技術(shù)上分析,220V交流電源的呂入是的可能。"
電源模塊故障
一個工作正常的電源模塊,其上面的工作指示燈如&1dquo;AC&rdquo:、&1dquo:24VDC&rdquo:&1dquo:5VDC&rdquo:、&1dquo:BATT”等應(yīng)該是綠色長亮的,哪一個燈的顏色發(fā)生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問題。&ldauo;AC”燈表示PLC的交流總電源。“AC”燈不亮?xí)r多半無工作電源,整個PLC停止。這時就應(yīng)該檢查電源保險絲是否熔斷,更換熔絲是應(yīng)用同規(guī)格同型號的保險絲,無同型號的進(jìn)口熔絲時要用電流相同的快速熔絲代替。如重復(fù)燒保險絲說明電路板短路或損壞,更換整個電源。“5VDC&rdquo:、&ldauo:24VDC&rdauo:燈熄滅表示無相應(yīng)的直流電源輸出,當(dāng)電源偏差超出正常值5%時指示燈閃爍,此時雖然PLC仍能工作,但應(yīng)引起重視,必要時停機(jī)檢修。&1dauo:BATT&rdauo:變魚燈是后備電源指示燈,綠色正常,黃色電量低,紅色故障。黃燈亮?xí)r就應(yīng)該更換后備電池,手冊規(guī)定兩到三年更換鋰電池一次,當(dāng)紅燈亮?xí)r表示后備電源系統(tǒng)故障,也需要更換整個模塊。
I/0 模塊故障
輸入模塊一般由光電耦合電路組成:輸出模塊根據(jù)型號不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一點輸入輸出都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。有輸入信號但該點不亮或確定有輸出但輸出燈不亮?xí)r就應(yīng)該懷疑I/0模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個點,如果只是因頭一個點的損壞就更換整個模塊在經(jīng)濟(jì)上不合算。通常的做法是找備用點替代,然后在程序中"