庞 惟 广西博白县水利电业有限公司 (537600)
农网改造投资兴建的变电所绝大部分为综合自动化模式,这些设备的特点是它们虽然来自不同的厂家,但工作原理基本相同;各单元的技术含量较高,不同厂家结构也有所不同,维修要求较高。实践证明,如果完全依赖厂家维修,将存在如下问题:由于这类产品更新速度较快,几年前生产的产品厂家往往不能提供满意的服务。如果厂家转产、停产,单元的维修就很难解决。因此,从长远来看,作为供电部门,掌握变电站微机综合自动化各单元的维修是很有必要的。
从工作原理来看,变电所综合自动化系统各单元其实是一个以单片机为核心的微机系统,从结构上看一般由如下几个单元组成:各线路保护单元、主变保护单元、主变测控单元、主变后备保护单元、电容器保护单元、总控单元(或中央信号单元)、小电流检测与保护单元等等。各单元之间是相对独立的,各单元通过通信接口与总控单元、后台机、调度进行数据传输,完成综合自动化的各项功能。通信接口目前常用串口、工业总线(CAN)、以太网等模式。
要做好微机综合自动化单元的维修工作,必须做好如下几点:
①要了解它的基本功能及详细操作,各级菜单的使用。
②参考有关资料和使用说明书,了解它的工作原理,工作流程。
③到厂家了解单元各器件的功能及各器件损坏所出现的现象。
④准备好备品备件,同时购置编程器对单元的程序进行备份。
⑤做好测量记录,主要是各主要监测点的典型电压、波形,各主要点的在线电阻。
⑥做好维修记录,有利于总结经验。
⑦检修技术人员必须具备一定的电子技术基础。
变电所综合自动化系统各单元的检修与其他电子设备维修方法基本相同,概括起来有如下几种方法。
1 直观检查法
直接观察法就是通过眼看、耳听、手摸、鼻闻等方式检查机器比较典型或比较明显的故障。如观察机器是否有火花、异常声音、插头及插座松动、断线或碰线、插件板上元件发烫、烧焦、元件损坏或管脚断裂、松动或卡死、接触不良、虚焊等现象。
2 交换法
交换法是用备份好的好插件板、好器件替换有故障疑点的插件板或器件、或者把相同的插件或器件互相交换,观察故障变化的情况,依此来判断、寻找故障原因。有些芯片型号相同但内置程序不同,如有些单片机、存贮器等,是不能随便交换的,要特别注意。
3 比较法
比较法适用于对怀疑故障部位或部件不能用交换法进行确定的场合。如某部件、器件很难拆卸,则只能使用比较法。当怀疑某部件或器件有故障时,分别测试两台机器中相同部件或器件的相同测试点,将正常机器的特征与故障机器的特征进行比较,来帮助判别和排除故障,以便能较快地发现故障所在。一般情况下,两台机器要处于同一工作状态。比较法可分为电阻值比较法、电位比较法、波形比较法、逻辑比较法。
3.1 电阻值比较法
任何印制电路板、集成电路芯片、晶体管等电子器件,它们的信号输入输出端或电源对公共端(接地)都会存在一定的电阻值。若某一元器件出现短路或断路等故障,就会使电路板或器件的内部电阻发生变化。通过万用表(最好为指针式电表)的电阻档逐点测量好的电路板(或集成电路芯片,电子元器件)与坏电路板的相同点对公共端(接地)的正反向电阻值进行比较。若电阻值相差较大,或是有故障电路的电阻值接近零,或无穷大,则该点为故障点,与该点相连的元器件有可能损坏。
3.2 电位比较法
在微机综合自动化单元中,可测量的电位信号就其特征而言大致可分为高电平、低电平、脉冲和第三态(高阻态)的浮空电平。这些信号绝大多数情况下是在不断变化的,因此在测试时应使两台进行比较的机器工作在同一状态。该方法最常用的工具就是逻辑笔,通过它可测出某点的逻辑电位,经过逐点测量、比较和分析,就可找出其故障。对模拟电子元器件,可测量其电压进行比较。
3.3 波形比较法
在微机综合自动化单元中,有许多点的波形是不随机器的工作状态而变的。如CPU时钟、输入/输出接口芯片的定时时钟等,它们的波形稍有变形,就会使机器不能正常工作。因此采用波形比较法是很有效的。即使对波形变化的若干点,只要机器都工作在同一状态,也可以进行波形比较。
4 静态检测法
静态检测法有3种方法:
①当单元某些功能不正常,但某些静态参数仍可测出时,从测出数据判断故障所在部位;
②把有问题的元件拆下来,用仪表测量其静态参数是否正常;
③测量组件的静态电阻、电路板各点对地电阻,以及测量电源输出电压和电流,对比是否正常。
5 动态分析法
设置单元运行在某一状态,用示波器(或逻辑分析仪)观察有关器件的输入、输出波形。若输入正常,输出不正常,故障可能就在这一器件上或这一器件的外围元件上。此法适用于检查器件动态参数不不正常引起的故障,这类故障采用静态法一般检查不出来。
6 加快显现故障法
有些故障不是经常出现,要很长时间才能确诊。因此,采取加快显现的措施,以便诊断。一般有如下3种方法。
6.1 升温法
用电吹热风或热烙铁,使个别器件温度升高。加速故障显现。此法对于器件性能变差而引起故障很适用。这些器件,开机时工作正常,时间长了,温度升高参数改变,就出故障。逐个升温,即可能发现是那个器件有故障。但是,要注意掌握,一般不要超过70℃。若温度太高,会损坏器件。
6.2 敲击法
此法适用于接触不良、虚焊引起的故障。具体办法是:用小锤子逐个轻敲插件板和器件,在正常工作时,敲到哪个出现故障就是哪个器件引起的。若不正常时敲到哪个器件变正常了,就是这个器件引起的。
6.3 电源拉偏法
此法适用于器件性能变差和各种干扰引起的故障。故意将电源电压升高或降低20%,在此恶劣工作条件下,使故障显现出来,以便查找。
7 原理分析法
按照线路的基本原理和工作流程,在单元工作在某一状态下,测量某个点的电压、波型、进行分析判断,找出故障原因,这是排除故障最基本的方法,但需具备较高的理论水平。
8 程序诊断法
有些单元具有自诊断功能,当出现故障时它会自动显示故障信息;有的单元备有诊断程序,我们可运行相应的诊断程序,这给故障分析提供很大的方便。