雙電源切換故障的分析與解決

1、<p>　　雙電源切換故障的分析與解決</p><p>　　【摘要】雙電源雖然可以保障機械運轉(zhuǎn)的長時間持續(xù)性，但是也存在一些問題，為了解決這些問題，本文從雙電源的工作原理、信號電源的組成與故障分析、原因分析，以及解決措施這四個方面對雙電源切換故障的分析與解決進(jìn)行闡述。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】雙電源；切換；故障；解決措施 </p><p>　　中圖

2、分類號：TG434.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著電力的廣泛應(yīng)用，為了確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定和工作人員的安全，在許多的企業(yè)生產(chǎn)中都運用了雙電源技術(shù)，為了保證雙電源技術(shù)的穩(wěn)定，因此我們需要對其進(jìn)行分析、探討，進(jìn)而提高技術(shù)水平。 </p><p>　　二、雙電源的工作原理 </p&g

3、t;<p><b>　　1.電路的特點 </b></p><p>　　本電路利用可逆接觸器的結(jié)構(gòu)特點，與控制電路構(gòu)成機械與電氣的雙重互鎖，除了具有常規(guī)的失壓、欠壓、來電、過流和短路保護(hù)外，還具有缺相保護(hù)、逆送電保護(hù)和故障保護(hù)，本電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計注重安全性，操作方便，抗諧波干擾，不會因誤操作而導(dǎo)致電源切換事故。 </p><p><b>　　2

4、.電路的組成 </b></p><p>　　本電路的原理如下，如圖所示，圖l為主電路，圖2、圖3為控制電路。 </p><p>　　在圖1中，ACl為工作電源，AC2為應(yīng)急電源，CBl為工作電源的進(jìn)線斷路器，CB2為應(yīng)急電源的進(jìn)線斷路器，C為可逆交流接觸器，它由工作電源的進(jìn)線接觸器C11和應(yīng)急電源的進(jìn)線接觸器C 21組成，接觸器CII、C2l之間存在機械聯(lián)鎖，C12為工作電源控

5、制回路的電磁繼電器，C22為應(yīng)急電源控制回路的中聞繼電器，常閉觸頭C12和C22構(gòu)成電氣互鎖。可逆交流接觸器c，通過機械聯(lián)鎖機構(gòu)互鎖，它與控制電路中的中電磁繼電器C12、C22構(gòu)成機械與電氣雙重互鎖。 </p><p><b>　　3.工作原理 </b></p><p>　　平時由工作電源ACl對外供電，斷路器CBl和可逆交流接觸器c中的C1l接通，斷路器CB2和可逆

6、交流接觸囂C中的C2I斷開。其工作原理如下： </p><p>　　當(dāng)工作電源ACl來電時，合上斷路器CBl，控制回路的中間繼電器C1 2線圈得電，其常開觸頭C12吸合，常閉觸頭C12斷開，當(dāng)按下啟動按鈕STARTl時，接觸器Cll線圈得電，接觸器Cll主觸頭吸合，工作電源ACl對外供電。同時，自鎖觸頭ClI也吸合，當(dāng)松開啟動按鈕STARTl時，接觸器cll線圈仍然保持通電狀態(tài)，從而使工作電源ACl對外連續(xù)供電。

7、 </p><p>　　在工作電源ACl出現(xiàn)故障或要進(jìn)行檢修時，改為應(yīng)急電源AC2對外供電，斷路器CBl和接觸器Cl 1主觸頭斷開，應(yīng)急電源AC2來電，斷路器CB2閉合，按下啟動按鈕START2，接觸器C21主觸頭閉合，應(yīng)急電源AC2對外供電。 </p><p>　　三、信號電源的組成與故障分析 </p><p>　　1.信號電源的組成 </p>&l

8、t;p>　　本工程的信號電源是由設(shè)在車站信號樓附近的信號箱變及設(shè)在信號樓的信號防雷箱等設(shè)備組成的供電單元。自閉電源經(jīng)電纜接入信號電源一號防雷箱，貫通電源與站變電源經(jīng)雙電源切換裝置后由電纜接入信號電源二號防雷箱，信號電源構(gòu)成示意圖如圖4所示。 </p><p>　　2.PSK-E 型雙電源智能切換裝置的構(gòu)成圖 </p><p>　　本工程采用的PSK－E型雙電源智能切換裝置是綜合應(yīng)用先

9、進(jìn)的電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)實現(xiàn)兩路獨立電源智能化管理、快速轉(zhuǎn)換的新產(chǎn)品；是當(dāng)前國際領(lǐng)先的“柔性交流輸電控制技術(shù)”在低壓配電線路用戶端的延伸應(yīng)用。在設(shè)計時采用了電壓過零點捕捉切換和不間斷切換的切換控制策略，同時輔以觸發(fā)器電氣互鎖電路。在保證了電源切換過程安全的前提下，裝置的切換時間得到了大大的縮短。高速切換性能使得該雙電源智能切換裝置在切換技術(shù)上達(dá)到一個新的高度，該裝置由主電路單元，切換控制單元和顯示操作單元組成。 </

10、p><p>　　3.智能雙電源電子快速切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理 </p><p>　　在電源正常工作時，微控制器控制晶閘管驅(qū)動電路開通一路電源，同時通過互鎖電路鎖定另一路電源，從而保證信號系統(tǒng)的單電源供電；當(dāng)電源發(fā)生故障時，微控制器的12位ADC模塊將經(jīng)過隔離采樣和交直流變換的模擬電壓/電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。微控制器通過處理這些數(shù)字信號，判斷出當(dāng)前電源的故障情況，然后選擇合適方式進(jìn)行電源切換；監(jiān)

11、控系統(tǒng)通過RS485總線取得電源狀態(tài)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)顯示出來。智能雙電源電子快速切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理如圖5所示： </p><p><b>　　四、原因分析 </b></p><p>　　針對兩站雙電源智能切換裝置的上述現(xiàn)象，原因大致有幾種情況： </p><p>　　1.殘余電壓，雙電源智能切換裝置核心元件是絕緣柵雙極晶體管IGBT，這種結(jié)構(gòu)

12、使IGBT既有MOSFET可以獲得較大直流電流的優(yōu)點，又具有雙極型晶體管較大電流處理能力、高阻塞電壓的優(yōu)點。在實驗過程中，由于在晶閘管無觸點開關(guān)的關(guān)斷條件中，晶閘管無觸點開關(guān)必須承受負(fù)壓才能關(guān)斷。由于雙電源智能切換裝置采用電壓過零點檢測切換技術(shù)，其原理為：在檢測切換控制器檢測到需要切換電源時，程序首先封鎖可控硅的觸發(fā)脈沖并檢測輸入電壓的過零點，由于可控硅的續(xù)流性，可控硅此時并未關(guān)斷，必須在交流電壓在自然過零點時反向強迫關(guān)斷時會存在殘余電

13、壓，導(dǎo)致兩路電源短路跳閘。 </p><p>　　2.相位差過大，如果檢測切換控制系統(tǒng)中的兩路晶閘管同時導(dǎo) </p><p>　　通且兩路供電電源有相位差和電壓差，由此而造成的電源短路，會給供電安全帶來災(zāi)難性后果。在一般情況下，兩路供電電源的電壓幅值和相位總是有差異的，即兩路電源之間總存在電壓差，這個電壓差會引起電源的相間短路，所以兩路電源不能同時供電。但是當(dāng)兩路電源的相位和幅值相差足夠小

14、時，裝置足以承受電源并供所引起的瞬時短路電流，兩路電源形成互為負(fù)載的供電狀態(tài)，并且由于該過程的時間在半個周波以內(nèi)，其并不能對電網(wǎng)造成有效的沖擊。現(xiàn)場的貫通電源和站變電源來自不同發(fā)電廠，施工人員僅用相序表測量了兩路電源相序正確就接線了，現(xiàn)場實測相位差為最大170V，雙電源智能切換裝置采用的是電壓切換過程中切換延遲時間和高速并聯(lián)切換，檢測切換系統(tǒng)中復(fù)合無觸點開關(guān)的開通條件中，兩路電源相位差或電壓差較大的時候，在一路無觸點開關(guān)的開通時時刻，另

15、一路無觸點開關(guān)必須處于關(guān)斷狀態(tài)。所以，切換系統(tǒng)在切換過程中，在正常情況下從給出一路開關(guān)的關(guān)斷信號到給出另一路電源的開通信號之間必須有一個延遲時間，以保證兩路電源之間不會發(fā)生短路。試驗證明，并聯(lián)切換時相位差越小，切換時出現(xiàn)短路的可能性越低，所以在接線時應(yīng)在核對相序后，測量相位差，選相位差較小的接入。</p><p>　　3.接地不規(guī)范，電子元件可能因接地不正確而受到干擾，電子設(shè)備運行中可能受到電源傳輸耦合、傳輸線干

16、擾、地電流干擾帶來的電磁干擾的影響，接地阻抗越小，干擾對信號的影響也就越小。工地現(xiàn)場車站的接地和接零是很混亂的，施工時如未按要求對零線重復(fù)接地，就可能影響切換裝置檢測及通信功能的正常運行。如某路電源出現(xiàn)接地故障，會抬高地電位，造成殘留電壓升高，既影響可控硅的使用壽命，又降低雙電源切換裝置高速切換的可靠性。 </p><p>　　4.過負(fù)荷，由于桂集站在本次工程改造后即封閉，信號負(fù)荷大約為原負(fù)荷的60%，設(shè)計給出的

17、開關(guān)額定值為50A。由于信號改造工程滯后電力工程，施工過渡期間在貫通電源上增加了取暖設(shè)備，自閉電源停電后造成貫通電源過載，引起跳閘。 </p><p><b>　　解決措施 </b></p><p>　　分析清楚事故原因以后，針對雙電源切換裝置和變頻器分別采取了如下防范措施，效果良好。 </p><p>　　1、消除接地隱患。更換發(fā)生不直接接地

18、故障的#1爐渣倉雙向皮帶機電機電纜。 </p><p>　　2、優(yōu)化運行方式。針對雙電源切換裝置“自投自復(fù)”、“自投不自復(fù)”、“互為備用，3種運行方式，選用“自投不自復(fù)’’方式，即兩路電源正常情況下常用電源工作，若常用電源故障則自動轉(zhuǎn)換到備用電源，備用電源故障則跳閘報警，即使常用電源恢復(fù)正常，開關(guān)不自動返回。 </p><p>　　3、加裝隔離變壓器。選擇滿足電機容量的三相隔離變壓器，加裝

19、在變頻器電源輸入側(cè)，當(dāng)發(fā)生電纜不直接接地故障變頻器輸入側(cè)相電壓升高時，變壓器直接將其過濾隔離，避免對其上級電源回路的影響。 </p><p>　　4、規(guī)范變頻器管理。對全公司的變頻器使用情況進(jìn)行檢查歸類，對不直接接地系統(tǒng)的變頻器的輸入回路增加相應(yīng)容量的隔離變壓器。 </p><p>　　5、“舉一反三”排查。對全公司電控設(shè)備進(jìn)行排查，重點對保護(hù)、邏輯、接線、電纜絕緣等檢查，消除同類設(shè)備存在

20、的潛在隱患。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　現(xiàn)代企業(yè)設(shè)備的自動化程度越來越高，使用的設(shè)備類型越來越多，保護(hù)范圍越來越廣，雙電源的存在為其提供了更加持久的工作能力，通過對雙電源的技術(shù)分析和故障分析，我們對于雙電源技術(shù)有了深入的認(rèn)知，并且提高了我們相關(guān)的技術(shù)水平，有助于創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。 </p><p>&l

21、t;b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]康紀(jì)良，吳玉娟 雙電源切換故障的分析與解決 [J] 《電工技術(shù)》 -2010年12期- </p><p>　　[2]王金成 電力雙電源智能切換裝置故障解決方案的探討 [J] 《科技與企業(yè)》 -2013年12期- </p><p>　　[3]王德峰 雙電源切換裝置與變頻器的結(jié)合應(yīng)用分析 [J]