云南省電工作業(yè)人員培訓(xùn)：電氣動力設(shè)備安裝調(diào)試所需專業(yè)知識
一、電氣設(shè)備試驗的基本知識
1.電氣試驗的目的
為準(zhǔn)確、及時判斷電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備能否投入運行，預(yù)防設(shè)備損壞，保證系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運行，必須按中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T596—2005《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》(以下簡稱《試驗規(guī)程》)的要求，對電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗。
試驗的主要目的是檢查設(shè)備的絕緣情況，如設(shè)備絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)的測量及耐壓試驗等。試驗的另外一個目的是對電氣設(shè)備的電氣或機(jī)械方面的某些特性進(jìn)行測試，這種除絕緣試驗以外的試驗統(tǒng)稱為特性試驗。
2.電氣試驗的一般性要求
1)電力系統(tǒng)的設(shè)備均應(yīng)根據(jù)《試驗規(guī)程》的具體要求進(jìn)行預(yù)防性試驗。
2)試驗人員必須加強(qiáng)技術(shù)管理，健全資料檔案，積極開展技術(shù)革新，不斷提高試驗技術(shù)水平。
3)試驗人員必須堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度，對試驗結(jié)果進(jìn)行全面、客觀、歷史的綜合分析，把握設(shè)備性能變化的規(guī)律和趨勢。
4)額定電壓為110kV以下的電氣設(shè)備均應(yīng)按《試驗規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行工頻交流耐壓試驗。
5)除成套設(shè)備外，其他連接在一起的各種設(shè)備均應(yīng)分開后單獨進(jìn)行試驗。
6)對于額定電壓較高的電氣設(shè)備，在已加強(qiáng)絕緣時，應(yīng)按照電氣設(shè)備的額定電壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗。同時，在已滿足產(chǎn)品通用性的要求時，應(yīng)按照設(shè)備實際使用的額定工作電壓進(jìn)行試驗。
7)在進(jìn)行與溫濕度有關(guān)的各種電氣試驗時，應(yīng)同時測量被試設(shè)備及其周圍環(huán)境的溫度和濕度。
3.電氣試驗的技術(shù)要求
(1)精心組織包括制訂試驗程序，準(zhǔn)備試驗設(shè)備、儀器、儀表、工具、電源控制箱、絕緣接地棒、接地線、小線，按規(guī)定合理、整齊地布置試驗場地等。
(2)規(guī)范操作堅持正確的操作程序，試驗接線應(yīng)清晰、無誤。一般情況下，操作過程中不得突然施加電壓或失去電壓，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即進(jìn)行降壓、斷電、放電、接地，而后檢查分析。
(3)善后處理包括收拾工具、清理現(xiàn)場等。
(4)試驗記錄詳細(xì)記錄試驗的項目、測量數(shù)據(jù)、試驗品名稱、儀器儀表編號、試驗的氣象條件及試驗時間等，然后整理成試驗報告、抄報、存檔。
4.電氣試驗的安全措施
由于預(yù)防性試驗的多數(shù)試品裝設(shè)在發(fā)電廠、變電所等現(xiàn)場，情況比較復(fù)雜。因此，必須制定相關(guān)的安全保障措施，確保電氣設(shè)備的各項試驗得以順利進(jìn)行。
1)進(jìn)行現(xiàn)場工作時必須嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度、工作許可制度、工作監(jiān)護(hù)制度、工作間斷和轉(zhuǎn)移及終結(jié)制度。
2)有高壓試驗的現(xiàn)場應(yīng)裝設(shè)遮欄或圍欄、懸掛“止步，高壓危險!”的標(biāo)示牌或派專人看守。
3)高壓試驗至少有兩人進(jìn)行操作，試驗負(fù)責(zé)人應(yīng)由經(jīng)驗豐富的人員擔(dān)任。為確保高壓回路的任何部分不對接地體放電，高壓回路與接地體之間必須留出足夠距離。
4)試驗需要斷開電氣設(shè)備的接頭時，拆前應(yīng)做好標(biāo)記，防止遺漏和混淆；恢復(fù)連接后，應(yīng)仔細(xì)檢查核對。
5)試驗器具的金屬外殼應(yīng)可靠接地；試驗裝置的電源開關(guān)應(yīng)有明顯的斷點及可靠的過載保護(hù)措施。
6)開始加壓試驗前應(yīng)仔細(xì)檢查：接線是否正確，儀表量程是否合適，調(diào)壓器是否在零位；然后通知相關(guān)人員離開被試設(shè)備。
7)未裝接地線的大電容試品，應(yīng)放電后再進(jìn)行試驗。
8)試驗操作人員應(yīng)站在絕緣墊上，試驗加壓過程中應(yīng)派人監(jiān)護(hù)。
9)試驗結(jié)束時，應(yīng)進(jìn)行降壓、斷電、放電、接地。
10)高壓直流試驗結(jié)束后，應(yīng)將試品短路放電后方可接觸。
11)試驗工作全部結(jié)束后，應(yīng)由試驗人員自行拆除接地短路線。
二、電力變壓器的試驗
變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能好壞直接影響系統(tǒng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，必須按《試驗規(guī)程》的規(guī)定對變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗。
變壓器的電氣試驗項目主要包括絕緣電阻和吸收比的測量、直流電阻的測量、電壓比的測量、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的測定、空載試驗、短路試驗、變壓器油電氣強(qiáng)度試驗、主繞組連同套管的泄漏電流測量、繞組連同套管的介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)的測量、工頻交流耐壓試驗等。
1.絕緣電阻和吸收比的測量
電力變壓器絕緣電阻和吸收比的測量，主要指變壓器繞組之間以及繞組對地之間的絕緣電阻和吸收比的測量。此項試驗屬于非破壞性試驗，現(xiàn)場普遍用絕緣電阻表測量絕緣電阻，操作安全、簡便。
測量目的是：初步判斷變壓器絕緣性能；檢查有無放電、擊穿所形成的貫通性局部缺陷；檢查有無瓷套管開裂、引線碰地、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象所造成的半通性或金屬性短路的缺陷。不足之處是，測量絕緣電阻和吸收比不能發(fā)現(xiàn)未貫通的集中性缺陷、整體老化及游離缺陷。
變壓器繞組的絕緣電阻可與出廠值進(jìn)行比較，相同溫度下，不應(yīng)低于出廠值的70%。若無出廠值可參考表3-1中的值。溫度為10～30℃時，3.5kV及其以下變壓器的吸收比應(yīng)不小于1.3。
2.直流電阻的測量
在變壓器施工的交接驗收、大修或變更分接頭位置時，常需測試?yán)@組的直流電阻；在變壓器短路試驗和溫升試驗時也需用到直流電阻的數(shù)據(jù)。
測量目的是：檢查變壓器繞組內(nèi)部導(dǎo)線和引線的焊接質(zhì)量；判斷變壓器有無層間短路或內(nèi)部斷線；判斷并聯(lián)支路連接是否正確；確定電壓分接開關(guān)、引線與套管的接觸是否良好等。
注意：三相變壓器的各相繞組的直流電阻之間的差別應(yīng)很小，一般應(yīng)在三相平均值的4%以下。
3.電壓比的測量
變壓器空載運行時，一次電壓(U,)與二次電壓(U₂)的比值稱為變壓器的電壓比(K)。
測量目的是：檢查變壓器的電壓比是否與其銘牌標(biāo)注數(shù)據(jù)相符合；檢驗電壓分接開關(guān)的狀況；判斷變壓器是否存在匝間短路現(xiàn)象；判斷電壓比的準(zhǔn)確度，C以確定該變壓器能否并聯(lián)運行等。
電壓比的測量結(jié)果與變壓器的銘牌相比不應(yīng)有明顯的差別，一般來說，電壓比的允許偏差為±0.5%。
4.聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的測定
聯(lián)結(jié)組標(biāo)號是用來表示變壓器一次繞組、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式以及時鐘時序數(shù)所表示的相位差。變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號共有12種，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三相變壓器的五種標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號分別是：Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0、YyO,其中前三種最常用。下面以“YynO”為例，說明其標(biāo)號的具體含義。標(biāo)號中左邊的大寫英文字母Y表示一次繞組為Y聯(lián)結(jié)，右邊的小寫英文字母yn表示二次繞組為帶中性線的Y聯(lián)結(jié)，最后的數(shù)字0表示一次繞組和二次繞組電壓相位差為0°。
測定目的是：確定三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號以便準(zhǔn)確判斷變壓器能否并聯(lián)運行。聯(lián)結(jié)組標(biāo)號完全相同，是變壓器并聯(lián)運行的重要條件之一，否則會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)流而燒毀變壓器。
變壓器在交接或更換繞組時必須進(jìn)行聯(lián)結(jié)組標(biāo)號測定，檢查結(jié)果應(yīng)與該變壓器的銘牌標(biāo)志相符。
5.空載試驗
空載試驗是指在變壓器的任意一側(cè)通以額定電壓、其他繞組開路的情況下，測量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗�？蛰d電流是指變壓器空載運行時勵磁電流占額定電流的百分?jǐn)?shù)；空載損耗是指變壓器在空載運行時的有功功率損失。
空載試驗的目的是：測量變壓器的空載電流和空載損耗；發(fā)現(xiàn)磁路中的局部或整體缺陷；檢查繞組匝間、層間的絕緣是否良好；檢查變壓器的鐵心片間絕緣和裝配質(zhì)量等。
額定條件下，電力變壓器空載試驗時空載電流的允許偏差為+22%,空載損耗的允許偏差為+15%。如超出允許值應(yīng)再進(jìn)行單相全壓試驗，以找出缺陷的部位。
6.短路試驗
短路試驗就是將變壓器的一側(cè)繞組短路，而從另一側(cè)施加額定頻率的交流電壓的試驗�，F(xiàn)場試驗時，一般是將低壓側(cè)短路，從高壓側(cè)施加電壓，將電壓調(diào)整到額定電流值時，記錄功率值和電壓值。
短路試驗的目的是：測量變壓器的負(fù)載損耗和阻抗電壓。通過短路試驗可以計算變壓器的效率；確定變壓器的熱穩(wěn)定性能和動穩(wěn)定性能；計算二次電壓的變動；確定變壓器能否與其他變壓器并聯(lián)運行；及時發(fā)現(xiàn)變壓器在結(jié)構(gòu)和制造上的缺陷等。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，變壓器的允許負(fù)載損耗偏差為+10%,阻抗電壓為±10%。當(dāng)試驗結(jié)果偏差較大時，應(yīng)分析原因，查明缺陷。75
7.變壓器油電氣強(qiáng)度試驗
變壓器油的電氣強(qiáng)度是指變壓器油在專用的油杯內(nèi)、特定的電極尺寸和距離下的擊穿電壓。
變壓器油電氣強(qiáng)度試驗的目的是：判斷變壓器油有無外界雜質(zhì)侵入，是否受潮、變質(zhì)。因為該試驗方法簡單、方便、判斷直觀，故被列為變壓器油的主要試驗項目之一。變壓器油電氣強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)見表3-2。
8.泄漏電流測試
變壓器繞組連同套管一起的泄漏電流是指除被試?yán)@組外其余繞組均短接后與鐵心同時接地，然后依次對被試?yán)@組施加直流電壓，測量被試?yán)@組對鐵心、外殼和其他非被試?yán)@組之間的泄漏電流。
泄漏電流測試是預(yù)防性試驗的基本方法之一。測量繞組連同套管一起的泄漏電流的試驗原理與測量絕緣電阻相似，不同之處在于，前者試驗電壓較高，并可任意調(diào)節(jié)，測量結(jié)果用微安表顯示，試驗靈敏度、準(zhǔn)確度都較高。所以，泄漏電流測試能更加有效地檢查出繞組和套管的絕緣缺陷。
電壓為35kV及以上且容量為10000kV·A及以上的電力變壓器，必須進(jìn)行泄漏電流的測試，其他變壓器不作此規(guī)定。讀取1min時的泄漏電流值，試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)見表3-3,泄漏電流允許值見表3-4。
泄漏電流測試的不足之處在于它不能發(fā)現(xiàn)未貫通的集中性缺陷以及絕緣整體老化、游離缺陷等。
9.介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)的測量
測量介質(zhì)損耗角正切值也是預(yù)防性試驗的基本方法之一。
所謂介質(zhì)損耗是指在周期性變化的交流電壓作用下，產(chǎn)生的功率損耗。這種損耗的大小正比于無功電流與總電流夾角δ的正切tanδ,δ稱為介質(zhì)損耗角tanδ稱為介質(zhì)損耗角正切值。測量介質(zhì)損耗角正切值一般在絕緣電阻和泄漏電流之后進(jìn)行。
測量變壓器絕緣繞組的介質(zhì)損耗角正切值是判斷變壓器絕緣性能的有效方法。該檢查方法主要用于檢查變壓器是否有受潮、絕緣老化、油質(zhì)劣化、絕緣上附著油泥及嚴(yán)重的局部缺陷等現(xiàn)象。因測試結(jié)果易受外界電場、空氣濕度等因素的干擾，故必須采取有效的措施來消除這種干擾所帶來的誤差。消除外電場干擾的措施主要有減少干擾電源、加屏蔽罩、倒相取平均值以及移動試驗電源的相位等方法。
注意：新裝的電力變壓器交接驗收時的介質(zhì)損耗角正切值應(yīng)不大于出廠試驗值的1.3倍。高壓繞組的介質(zhì)損耗角正切值的允許值見表3-5,同一臺變壓器中低壓繞組的介質(zhì)損耗角正切值與高壓繞組的相同。
10.工頻交流耐壓試驗
工頻交流耐壓試驗是對被試變壓器繞組連同套管一起，施加高于額定電壓一定倍數(shù)的正弦工頻試驗電壓，持續(xù)時間為1min、工頻交流耐壓試驗是鑒定變壓器絕緣強(qiáng)度最有效的方法，對考核變壓器絕緣強(qiáng)度、檢查局部缺陷具有決定性作用。
工頻交流耐壓試驗?zāi)苡行Оl(fā)現(xiàn)繞組絕緣是否臟污、受潮、開裂或者在運輸過程中由振動引起的松動、移位。
額定電壓為110kV以下，且容量為8000kV·A及以下的變壓器在繞組大修或更換后應(yīng)進(jìn)行工頻交流耐壓試驗。電力變壓器工頻交流耐壓試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)見表3-6。
因為工頻交流耐壓試驗在絕緣試驗中屬于破壞性試驗，也是對絕緣進(jìn)行的最后檢驗，所以，該項試驗必須在絕緣電阻、吸收比、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等非破壞性試驗均合格之后才能進(jìn)行。
三、繼電器的結(jié)構(gòu)、原理及檢驗
繼電器是一種根據(jù)輸入量的變化來控制電路“通”與“斷”的自動切換電器。這種輸入量可以是電壓、電流等電量，也可以是溫度、速度、時間及壓力等非電量。
繼電器種類繁多，按用途不同可分為控制繼電器和保護(hù)繼電器兩大類，按原理可分為電磁式、感應(yīng)式和熱繼電器。常用的保護(hù)繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、過電流繼電器、中間繼電器、信號繼電器、時間繼電器、重合閘繼電器、差動繼電器、沖擊繼電器等。
1.電流繼電器
如圖3-1所示，電流繼電器主要由電磁鐵、線圈、動觸點、靜觸點、反作用彈簧、調(diào)整把手及刻度盤等組成。
電磁型電流繼電器的工作原理是，當(dāng)線圈中通以一定電流時，產(chǎn)生的電磁力吸引可動銜鐵連同軸一起轉(zhuǎn)動，軸再帶動動觸點和靜觸點接觸。常用的電磁型電流繼電器有DL—10、DL—20C、DL—30系列。
DL-10系列電流繼電器有兩組電流線圈，通過切換片可將電流線圈改接成并聯(lián)或串聯(lián)形式以變換電流的倍數(shù)；另外還可以撥動調(diào)整把手，調(diào)整彈簧的拉力，從而實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)動作電流的目的。其主要技術(shù)說明如下：
(1)觸點數(shù)目詳見有關(guān)技術(shù)手冊。
(2)觸點容量 220V/2A以下的具有電感性負(fù)載的直流回路為50W;220V/2A以下的交流回路為250V·A。
(3)動作時間 在1.2倍整定電流時，t=0.15s;在2倍整定電流時，t=0.02～0.03s。
DL—20C、DL—30系列電流繼電器的主要技術(shù)說明如下：
(1)觸點數(shù)目 詳見有關(guān)技術(shù)手冊。
(2)觸點容量 DL—20C系列直流為40W,交流為200V·A;DL—30系列同DL-20C和DL—30系列均同DL—10系列。
(3)動作時間 DL—10系列。
電磁型電流繼電器檢驗的基本要求是：
1)重復(fù)3次動作電流試驗，每次測量值與整定值之間的誤差不應(yīng)大于±3%。
2)一般電流繼電器的返回系數(shù)約為0.8。
3)以10倍的動作電流沖擊5次，繼電器觸點應(yīng)無晃動、卡阻現(xiàn)象。
2.電壓繼電器
電壓繼電器與電流繼電器的結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于前者為電壓線圈，后者為電流線圈。
電壓繼電器有過電壓和欠電壓兩種。過電壓繼電器只在線圈電壓超過一定數(shù)值時才動作；欠電壓繼電器只在線圈電壓低于一定數(shù)值時才動作，且其線圈是長期帶電的。常用的電磁型電壓繼電器有DJ—100、DY—20C和DY—30系列。LY—30系列整流型電壓繼電器將交流電壓經(jīng)電阻降壓、二極管整流后加在線圈兩端，解決了DJ—100、DY—20C型欠電壓繼電器因可動系統(tǒng)本身振動引起的軸承磨損問題。
電壓繼電器技術(shù)說明如下：
(1)觸點數(shù)目 詳見有關(guān)技術(shù)手冊。
(2)觸點容量 與DL-10系列電流繼電器相同。
(3)返回系數(shù) 過電壓繼電器的返回系數(shù)為0.80,欠電壓繼電器的返回系數(shù)為1.25。
電壓繼電器檢驗的基本要求是：
1)過電壓繼電器的返回系數(shù)應(yīng)為0.85~0.90,即返回系數(shù)通常小于0.9。
2)欠電壓繼電器的返回系數(shù)不大于1.2,具有強(qiáng)行勵磁裝置的其返回系數(shù)不大于1.06。
3)動作值與返回值重復(fù)測量3次，每次測量值與整定值之間的誤差不大于±3%。
3.過電流繼電器
過電流繼電器分為感應(yīng)型和整流型兩種。
(1)感應(yīng)型過電流繼電器如圖3-2所示，它主要由帶抽頭的線圈、鋁盤、蝸桿、扇形齒輪、銜鐵、電磁鐵、觸點等組成。其中，插銷的作用是通過改變線圈的抽頭接入來實現(xiàn)粗調(diào)、改變彈簧的拉力實現(xiàn)細(xì)調(diào)；時限螺釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^改變銜鐵與電磁鐵之間的間隙來調(diào)節(jié)速斷電流；時限螺桿的作用是通過改變擋板的位置來改變扇形齒輪頂桿行程的起點，從而改變繼電器的動作特性。
它的工作原理是：當(dāng)線圈中通過的電流為動作電流的20%~30%時，鋁盤開始轉(zhuǎn)動；上升到動作電流時，蝸桿與扇形齒輪嚙合，扇形齒輪開始上升；經(jīng)一段時間后，扇形齒輪的桿臂碰到銜鐵左邊的突柄，凸柄隨即上升，帶動銜鐵吸向電磁鐵，觸點動作；當(dāng)線圈電流很大時，銜鐵便被直接吸下，觸點速動。速斷特性動作電流為整定動作電流的2～15倍。
常用的感應(yīng)型過電流繼電器有GL—10、GL—20等系列。GL—11、GL—12、GL—13、GL—14、GL—21、GL—22、GL—23、GL—24型過電流繼電器主觸點能接通5A,斷開2A(220以下);GL—15、GL—16、GL—25、GL—26型過電流繼電器主觸點由變流器供電，且當(dāng)電流為3.5A時，總電阻不大于4.5Ω,可接8{0通或斷開電流達(dá)到150A。
感應(yīng)型過電流繼電器檢驗的基本要求是：
1)感應(yīng)型過電流繼電器返回系數(shù)應(yīng)為0.80～0.90。
2)10倍動作電流沖擊3～5次，沖擊前后的動作電流和返回電流通常應(yīng)在額定電流的5%-10%。
(2)整流型過電流繼電器這種繼電器一般由變流器及其可動部分、單結(jié)晶體管驅(qū)動電路和執(zhí)行繼電器三部分組成。圖3-3所示為LL—13A型過電流繼電器的工作原理。
它的工作原理是：變流器T一次繞組的抽頭用以改變過電流繼電器的動作整定值；二次繞組輸出端接整流電路UR;R⁴、VD2、VD3組成穩(wěn)壓電路；R₂、RP1、RP3、Rs、C₂及VT1組成中間繼電器KC1的延時控制電路；R₃、RP2及VT2組成KC1的速動控制電路；發(fā)光二極管VD4用作過電流繼電器動作指示。
正常情況下，K短接C₂,單結(jié)晶體管VT1、VT2的發(fā)射極因無峰值電壓而截止，中間繼電器KC1不工作，執(zhí)行繼電器KC2也不工作，對斷路器無影響。
當(dāng)電流達(dá)到過電流繼電器的動作值時，通過起動元件帶動K斷開，C₂經(jīng)延時控制電路充電，充電時間常數(shù)(T=RC)決定VT1到達(dá)峰值的時間；當(dāng)達(dá)到峰值電壓時，VT1導(dǎo)通，KC1得電經(jīng)R₈自鎖并接通KC2,最終由KC2的觸點接通斷路器的跳閘回路。很明顯，調(diào)整電位器RP1即可改變繼電器動作時間的整定值。同樣，調(diào)整電位器RP2,即可改變VT2對速斷電壓的要求，從而改變速動回路的動作電流倍數(shù)。
LL—13A系列過電流繼電器的技術(shù)說明：常開主觸點由變流器供電，能接通5A和斷開2A的直流或交流電路(220V以下);大于220V時，常開信號觸點能接通和斷開0.2A的直流無感電路或電流為0.5A的交流電路。
整流型過電流繼電器檢驗的基本要求是：
1)KC2的動作電壓不大于20V,返回電壓不小于1V。
2)起動元件動作電流與整定值的誤差不大于±5%,返回系數(shù)不小于0.85。
4.中間繼電器
中間繼電器主要由線圈、電磁鐵、動觸點、靜觸點等部件組成，電壓繼電器。圖3-4所示為DZ—15型中間繼電器的結(jié)構(gòu)。
中間繼電器的主要作用是擴(kuò)展觸點數(shù)目和增大觸點容量。常用的中間繼電器有DZ型、帶交流操作的DZJ型、帶自保線圈的DZB型和帶快速動作的DZK型等。
中間繼電器檢驗的基本要求是：
1)帶自保線圈的中間繼電器，新安裝時必須進(jìn)行極性試驗。
2)動作電壓和保持電壓不大于額定電壓的70%,動作電流和保持電流不應(yīng)大于額定電流的80%,返回電壓不小于額定電壓的5%,返回電流不小于額定電流的2%。
3)當(dāng)中間繼電器的電壓為額定電壓的70%~100%時，其動作時間幾乎相等。
5.信號繼電器
信號繼電器是一種專門用于判明某種保護(hù)繼電器動作情況的信號裝置，主要由線圈、電磁鐵、觸點、信號牌、復(fù)位手柄等組成，如圖3-5所示。
信號繼電器的工作原理是，當(dāng)電流通過線圈時，銜鐵動作，信號牌落下，
觸點接通外面的被控信號回路，轉(zhuǎn)動手柄即可復(fù)位。
常用的信號繼電器有DX-10、DX—30等系列，均采用直流操作電源。以DX—30為例說明其主要技術(shù)數(shù)據(jù)：
(1)額定值線圈電壓有直流220V、110V、48V、24V和12V五種，電額定值為0.01~4A共17擋。
(2)觸點容量220V直流電感性負(fù)載中，不大于30W;220V交流電路中不大于200VA。
(3)功率消耗電流線圈不大于0.3W,電壓線圈不大于3W。DX—32A電壓保持回路在220V時不大于10W,110V時不大于5W,48V時不大于3WDX-32B型電壓保持回路在220V時不大于20W,110V時不大于10W,47V的不大于4W。
信號繼電器檢驗的基本要求是：
1)信號繼電器動作電壓不大于額定電壓的70%,動作電流不大于額定電的90%。
2)信號繼電器保持值不大于額定保持電壓的80%。
3)返回值不小于額定值的2%。
6.時間繼電器
時間繼電器廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)和自動控制電路中，使被保護(hù)或控制的元件獲得所需延時而接通或斷開。常用的時間繼電器有機(jī)電型、電磁型和晶體管型三種。機(jī)電型時間繼電器延時范圍寬、觸點組數(shù)多，但不適合10s以內(nèi)的時；電磁型時間繼電器延時準(zhǔn)確、可靠性較高，斷電延時達(dá)0.2～10s,但通電延時僅為0.1s,故電磁型時間繼電器常用作斷電延時；晶體管時間繼電器具有體積小、精度高、延時范圍寬、功耗小、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，因而在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
圖3-6所示為DS—30系列時間繼電器的結(jié)構(gòu)，它主要由線圈、磁導(dǎo)體、銜鐵、觸點以及一套類似機(jī)械式鐘表機(jī)構(gòu)的裝置組成。
DS—30系列時間繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)說明：
(1)觸點容量繼電器觸點可長期接通電流5A;斷開220V/3A以下的電感性負(fù)載時為50W。
(2)線圈電壓交直流短時工作時線圈可承受的電壓為110%的額定電壓。
DS—30系列時間繼電器檢驗的基本要求是：
1)按規(guī)定進(jìn)行一般性檢查。
2)直流繼電器動作電壓不大于額定電壓的70%;交流繼電器動作電壓不大于額定電壓的85%;返回電壓不小于額定電壓的5%。
3)刻度盤的每點都必須進(jìn)行測定，且測定值與盤示值相同。
7.重合閘繼電器
DH型重合閘繼電器的結(jié)構(gòu)如圖3-7中點劃線框所示，主要由時間繼電器KT、中間繼電器(電壓線圈KU和電流線圈KI),以及電容器C、充電電阻R、放電電阻R₃、信號燈HL、電阻R₄等組成。時間繼電器KT的作用是調(diào)整重合閘裝置從起動到發(fā)出合閘脈沖信號的時間，型號為DS—112C;中間繼電器用來發(fā)出接通斷路器合閘回路的脈沖信號，電壓線圈KU在電容放電時起動，電流線圈
KI在合閘回路時串聯(lián)，使繼電器保持動作狀態(tài)一直到斷路器合閘過程結(jié)束，繼電器復(fù)位；電容器C保證重合閘只動作一次；放電電阻R₃當(dāng)不需要重合閘時為電容放電提供回路；信號燈HL用來監(jiān)視中間繼電器和控制開關(guān)接觸是否良好，R₄是其限流電阻。
重合閘繼電器及其裝置動作過程如下：
1)斷路器處于合閘狀態(tài)(圖示狀態(tài))時，控制開關(guān)SA的1、3接通，2、4斷開，電源經(jīng)SA的1、3和R,給C充電，左正右負(fù)，重合閘繼電器處于準(zhǔn)備動作狀態(tài)。
2)斷路器跳閘時，輔助常閉觸點閉合，KT線圈得電，延時常開觸點閉合，電容C通過閉合的KT經(jīng)中間繼電器的電壓線圈放電，KU吸合，輔助常開開關(guān)K1、K2閉合，接通中間繼電器的電流線圈KI,并自鎖到斷路器，完成合閘動作。
3)線路上的故障仍未消失，重合閘失敗，斷路器二次跳閘，但C尚未充電到KC起動所必須的電壓值，故重合閘繼電器只動作一次。
重合閘繼電器檢驗的基本要求是：
1)70%的額定電壓下，重合閘繼電器及其裝置應(yīng)可靠動作。
2)中間繼電器吸合后，在電流線圈中流過額定電流時，斷開電壓線圈的電壓，銜鐵應(yīng)保持吸合。
3)時間繼電器KT的線圈串聯(lián)附加電阻后，應(yīng)能長期耐受110%的額定電壓。
8.差動繼電器
差動繼電器主要由電流繼電器和速飽和變流器等組成。電力系統(tǒng)中常用的差動繼電器有BCH—1、BCH—2、BCH-4和DCD-5等型號。BCH—1型差動繼電器帶有一組制動線圈，可用于帶負(fù)荷調(diào)壓；BCH-2型差動繼電器能較好地躲避勵磁涌流和外部短路暫態(tài)不平衡電流，其基本接線如圖3-8所示。
BCH-2型差動繼電器的工作原理是：當(dāng)外部短路時，差動回路中通過速飽和變流器一次線圈不平衡電流中含有很大的非周期分量，使鐵心很快飽和，不平衡電流無法變換到二次側(cè)，因此保護(hù)不會動作。而當(dāng)發(fā)電機(jī)或變壓器內(nèi)部短路時，不平衡電流中的非周期分量迅速衰減，速飽和變流器一次線圈中周期性的穩(wěn)態(tài)短路電流順利地變換到二次線圈中，驅(qū)動繼電器KA動作。
BCH-1、DCD—5型差動繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)是：
1)額定電流為5A,動作電流為1.5～12A。
2)有一對常開觸點。
3)電壓小于220V、電流小于2A、時間常數(shù)不大于5ms。
BCH-2型差動繼電器檢驗的基本要求是：
1)動作電流為0.22～0.26A,以2.5倍動作電流進(jìn)行沖擊試驗時，觸點應(yīng)接觸良好，無振動、火花。
2)動作電壓為(15±0.06)V。
3)返回系數(shù)為0.75～0.85。
4)平衡線圈與差動線圈的伏安特性曲線應(yīng)基本相同，誤差不大于±10%。
9.沖擊繼電器
沖擊繼電器是變配電所常規(guī)中央信號系統(tǒng)中的核心元件。JC—2型沖擊繼電器是利用電容的充放電來起動極化繼電器的。
圖3-9所示為極化繼電器的基本結(jié)構(gòu)，它主要由工作線圈、返回線圈、電磁鐵、可動銜鐵、永久磁鐵和觸點等組成。若工作線圈的上端通入圖示方向的電流，電磁鐵被磁化，其上端為N,下端為S,可動銜鐵上端為N,與永久磁鐵的S端相吸，使觸點接通。若返回線圈的同名端通入正極性的電流，則可動銜鐵的上端變為S;與永久磁鐵的N端相吸，使觸點斷開。
JC—2型沖擊繼電器的電路原理如圖3-10所示，主要由極化繼電器KP、電阻R₁和R₂、電容C等組成。啟動回路動作時，產(chǎn)生的脈沖電流從86端子5流入，流經(jīng)電阻R₁時產(chǎn)生的壓降通過線圈L1、L2給電容C充電，充電電流使極化繼電器動圖3-9極化繼電器的基本結(jié)構(gòu)作。充電電流消失后，極化繼電器保持在動作位置。
極化繼電器的復(fù)歸有兩種方式，圖3-10a所示為負(fù)電源復(fù)歸，沖擊繼電器的端子5接電源正，端子4、6短接，于是電流自端子5流入經(jīng)電阻R,、返回線圈L2、端子4、端子6、電阻R₂、端子2回到電源的負(fù)端。
圖3-10b所示為正電源復(fù)歸，沖擊繼電器的端子2接通正電源，端子6、8短接，于是電流自端子2流入經(jīng)電阻R₂、端子6和8、線圈L1、電阻R,、端子7回到電源的負(fù)端。
沖擊繼電器的試驗內(nèi)容主要有起始動作沖擊電流校驗、電源復(fù)歸校驗兩項。試驗時，將沖擊繼電器通過可調(diào)電阻外接直流電源，帶信號燈進(jìn)行。讀者可就具體型號的沖擊繼電器查閱相關(guān)技術(shù)資料，在專人指導(dǎo)下完成本項試驗，這里不再贅述。
四、變配電所典型計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
1.變配電所典型計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖3-11所示，由微型計算機(jī)系統(tǒng)(工業(yè)控制機(jī))、檢測與變送系統(tǒng)、監(jiān)控對象等三部分組成。
計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件指微機(jī)本身的各部件、外圍設(shè)備及總線；軟件是指系統(tǒng)程序以及過程控制應(yīng)用程序。
根據(jù)監(jiān)控對象的不同可以將計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)細(xì)分為變配電所監(jiān)控系統(tǒng)、電力和照明監(jiān)控系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)及通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)及其他監(jiān)控系統(tǒng)等。下面介紹幾種常見的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
(1)變配電所監(jiān)控系統(tǒng)下面以某500kV變配電所監(jiān)控系統(tǒng)圖(見圖3-12)為例，說明其特點和它能實現(xiàn)的基本功能。
1)該監(jiān)控系統(tǒng)的特點：
①系統(tǒng)具有開放性和可擴(kuò)充性，其技術(shù)先進(jìn)、功能規(guī)范、抗干擾能力強(qiáng)。系統(tǒng)采用多級閉鎖及軟硬件閉鎖方式。
②系統(tǒng)采用分層分布式計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為站控層和間隔層，將監(jiān)視、控制與遠(yuǎn)動作為整體，完成數(shù)據(jù)的采集、處理，并實時監(jiān)控、檢測、報警、控制、統(tǒng)計計算和運行管理等。在各配電裝置內(nèi)按照電壓等級設(shè)置了500kV保護(hù)小間、220kV保護(hù)小間和35kV保護(hù)小間等。
③系統(tǒng)面向?qū)ο笤O(shè)置測控單元，完成監(jiān)控功能。器政收前
④通過遠(yuǎn)動工作站實現(xiàn)與各級調(diào)度的通信與遠(yuǎn)方診斷、控制。
⑤測控裝置單元化、模塊化，可使計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的自診斷功能直達(dá)模塊級。測控裝置的模塊可帶電插拔，更換很方便。
⑥故障錄波裝置獨立設(shè)置。
⑦監(jiān)控系統(tǒng)采用交流采樣技術(shù)，提高實時性和可靠性。
⑧利用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的同步和防誤閉鎖功能，對被控對象完成同步和防誤閉鎖操作。
⑨微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與其他裝置或設(shè)備共用接地網(wǎng)。
⑩微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)及自動裝置和故障錄波裝置的時鐘統(tǒng)一。
2)監(jiān)控系統(tǒng)的功能：
①收集主要設(shè)備的模擬量信息，并運行監(jiān)視。這里的模擬量信息主要包括線路或主變壓器的各種被測電流、電壓、有功、無功、頻率等。在設(shè)備正常運行(必要)、異常和越限情況下將相關(guān)參數(shù)經(jīng)CRT顯示出，并啟動打印機(jī)打印。
②收集主要設(shè)備的開關(guān)量信息，并運行監(jiān)視，如斷路器、隔離開關(guān)的變位處理與監(jiān)視、斷路器的氣體壓力、油壓等的監(jiān)視；利用系統(tǒng)中實時的開關(guān)量狀態(tài)和圖形數(shù)據(jù)庫存入的主系統(tǒng)單元圖形，實現(xiàn)CRT畫面的監(jiān)視；在一次設(shè)備發(fā)生事故時，CRT畫面自動推出設(shè)備運行故障顯示與模擬光字牌平光顯示。
③具有操作和防誤操作功能。控制方式有：調(diào)度中心遠(yuǎn)方控制，即控制命令通過主控單元自動執(zhí)行對各種設(shè)備的操作控制；變電所內(nèi)SCDA控制，即運行人員在控制室后臺主機(jī)上調(diào)出相關(guān)的設(shè)備圖，由鍵盤輸人、光標(biāo)控制或軟件自動形成斷路器、隔離開關(guān)的跳閘、合閘命令，經(jīng)相關(guān)的功能模塊和開關(guān)量輸出控制信號，實現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)的跳、合閘操作；后備手控制，即在I/0測控裝置上對變電所內(nèi)的斷路器和隔離開關(guān)進(jìn)行一對一控制。
④具有當(dāng)?shù)匦盘柡椭醒胄盘柟δ堋．?dāng)?shù)匦盘栍筛鞴δ苣K子系統(tǒng)面板安裝的LED數(shù)碼管或液晶實現(xiàn)；中央信號既可以在系統(tǒng)正常運行時通過CRT屏幕顯示也可以在系統(tǒng)事故時啟動音響發(fā)出報警信號，起動打印機(jī)打印記錄，存儲器存儲事故信息和參數(shù)。
⑤具有數(shù)據(jù)處理和參數(shù)修改功能。將收集到的并經(jīng)運算處理后的各種模擬量進(jìn)行動態(tài)計算，實時對各種監(jiān)視量的越限進(jìn)行檢查和計算，對各種運行參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析；對收集到的各種開關(guān)量信息、脈沖量信息分別進(jìn)行開關(guān)變位的實時處理，以判斷是否發(fā)生事故并跳閘，進(jìn)行脈沖電能表的電能累加計算；通過CRT以對話形式，對上、下限值進(jìn)行修改或增刪，還可以對維護(hù)管理項目、名稱以及微機(jī)的保護(hù)整定值等參數(shù)進(jìn)行修改。
⑥具有監(jiān)控主機(jī)與各功能模塊子系統(tǒng)和遠(yuǎn)動中心通信功能。監(jiān)控主機(jī)在通信處理器、網(wǎng)絡(luò)總線的支持下，向微機(jī)保護(hù)和其他功能模塊子系統(tǒng)發(fā)出核對時鐘、召喚數(shù)據(jù)的命令，保護(hù)裝置和控制處理器分別向監(jiān)控系統(tǒng)報告保護(hù)動作參數(shù)、動作時間及執(zhí)行控制后的結(jié)果；同樣，通過通信處理器和調(diào)制解調(diào)器，監(jiān)控主機(jī)并將有關(guān)信息傳送給調(diào)度中心，接收調(diào)度端遠(yuǎn)方操作控制、檢測和保護(hù)整定值修改的命令。
(2)防盜報警監(jiān)控系統(tǒng)圖3-13所示為一種由多種傳感器和探測器組成的安全防盜報警系統(tǒng)，基本功能是偵控和防止在規(guī)定區(qū)域或規(guī)定時段內(nèi)的非法進(jìn)入，并根據(jù)需要對被監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行實時監(jiān)視和記錄。
輸入設(shè)備可以是各種結(jié)構(gòu)形式的攝像機(jī)、報警按鈕、紅外探測器、主控鍵盤等；輸出設(shè)備包括傳聲器、揚聲器、監(jiān)視器、各種報警接口、記錄設(shè)備等；記錄的設(shè)備可以是錄像機(jī)、打印機(jī)或計算機(jī)的存儲器等。
系統(tǒng)分為兩級報警方式，一級報警點報到安保系統(tǒng)的控制主機(jī)，二級報警點報到公安局110接警處。一級報警點可以在各防區(qū)分別設(shè)置紅外微波探測器和報警按鈕，經(jīng)報警輸入板AD2096A和RS232.接口接到電視監(jiān)控系統(tǒng)的矩陣主機(jī)上，驅(qū)動聲光報警。二級報警點設(shè)在重點防護(hù)區(qū)，如安保中心、財務(wù)室等。
(3)火災(zāi)自動報警及聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)這種監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)在消防中的綜合應(yīng)用。圖3-14所示為火災(zāi)自動報警及聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖，主要由以下四部分組成：
1)火災(zāi)參數(shù)檢測系統(tǒng)：火災(zāi)探測器是火災(zāi)參數(shù)檢測系統(tǒng)的重要部件，其靈敏度、可靠性、安全性等都會直接影響系統(tǒng)的整體特性。目前，國內(nèi)外的火災(zāi)探測器主要有感煙式探測器、感溫式探測器、感光式探測器、可燃?xì)怏w探測器和復(fù)合型探測器等五大類。其中，感煙式探測器又可分為離子感煙式探測器和光電感煙式探測器兩種；感溫式探測器可分為定溫式、差溫式、差定溫式三類十個品種，即雙金屬定溫式、熱敏電阻定溫式、半導(dǎo)體定溫式、易熔合金定溫式、雙金屬差溫式、熱敏電阻差溫式、半導(dǎo)體差溫式、膜盒差定溫式、熱敏電阻差定溫式和半導(dǎo)體差定溫式；感光式探測器可分為紫外線火焰式探測器和紅外線探測器兩種。
2)火災(zāi)信息處理與自動報警系統(tǒng)：火災(zāi)報警控制器收到來自各種探測器的電信號后，與控制器內(nèi)存儲的電信號整定值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生火災(zāi)。一旦確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)，控制器即發(fā)出聲光報警信號，現(xiàn)場發(fā)出火災(zāi)報警，指示疏散路線，同時顯示火災(zāi)區(qū)域或樓層編碼，并打印報警時間、地址等參數(shù)。另外，現(xiàn)場人員也可通過安裝在現(xiàn)場的報警按鈕和消防電話直接向消防中心報警。
3)消防設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)：聯(lián)動控制器通過通信接口與火災(zāi)報警控制器相連接。聯(lián)動控制器接收來自火災(zāi)報警控制器的控制信號，執(zhí)行自動滅火等一系列程序。如起動噴淋泵進(jìn)行滅火；起動正壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)，保證現(xiàn)場人員安全避難；將電梯降至底層，放下防火卷簾門，關(guān)閉防火閥，限制火災(zāi)蔓延。另外，現(xiàn)場人員也可以通過安裝在現(xiàn)場的手動開關(guān)直接起動噴淋泵，及時滅火。
4)計算機(jī)管理系統(tǒng)：管理和協(xié)調(diào)整個消防系統(tǒng)。
2.計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝的技術(shù)要點
1)機(jī)房設(shè)備安裝：機(jī)房設(shè)備主要包括主機(jī)、外圍設(shè)備、電源裝置、監(jiān)控屏、通信設(shè)備等。機(jī)房設(shè)備安裝方法的相關(guān)內(nèi)容在中級工分冊已做介紹。
2)電纜敷設(shè)：一般情況下可用0.5mm2、1.0mm2、1.5mm2普通銅芯絕緣導(dǎo)線或控制電纜，可能受到電磁干擾的信號線應(yīng)用屏蔽線或同軸電纜。
3)數(shù)據(jù)收集站安裝：它應(yīng)安裝在具有監(jiān)控單元的現(xiàn)場，其安裝方法及要求同配電箱。
4)檢測元件安裝：它應(yīng)安裝在現(xiàn)場，并用相應(yīng)的變送器變成標(biāo)準(zhǔn)信號輸入數(shù)據(jù)收集站。標(biāo)準(zhǔn)信號由系統(tǒng)設(shè)備設(shè)定，常用的有0-20mA、0-100mA、4-20mA幾種。所有變送器的輸出信號應(yīng)與系統(tǒng)的一致。
5)信號傳輸：數(shù)據(jù)收集站將輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號變成數(shù)字信號，為減少干擾可采用低頻傳輸。通常采用兩芯雙絞屏蔽線穿管敷設(shè)，也可采用防火信號電纜在豎井內(nèi)或線槽內(nèi)敷設(shè)。變送器輸出的信號及數(shù)據(jù)收集的信號必須經(jīng)單體模擬試驗合格后方能經(jīng)接口引入主機(jī)。
3.計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試要點
不同控制對象的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，具體的調(diào)試方法不盡相同，這里僅以工業(yè)過程控制的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試為例說明其調(diào)試要點。
計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)檢查與調(diào)試項目有：一般性檢查、電源裝置的調(diào)試、中央處理裝置的調(diào)試、輔助存儲裝置的調(diào)試、輸入輸出設(shè)備的檢查、過程輸入輸出設(shè)備的檢查、數(shù)據(jù)傳送裝置的調(diào)試、穩(wěn)定性檢查及抗干擾試驗、軟件調(diào)試、信息傳送聯(lián)動試驗和計算機(jī)控制系統(tǒng)整體試運行。
(1)中央處理裝置的調(diào)試
1)電源的檢查：拆下濾波器和浪涌吸收裝置，測得的絕緣電阻值應(yīng)不小于5MQ;電源電壓、頻率應(yīng)正確，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)應(yīng)正常；帶負(fù)載后測量直流輸出電壓應(yīng)正常。
2)時鐘的檢查：測試時鐘的周期和脈寬誤差應(yīng)小于±2%,用程序檢查計時器的啟動、復(fù)位、報警等功能均正常。
3)操作顯示裝置檢查：裝置內(nèi)及操作控制板上的各種開關(guān)、按鍵、指示、顯示裝置等均動作可靠、工作正常。
4)運算控制程序的檢查：用指令測試程序?qū)λ兄噶钸M(jìn)行檢查，確認(rèn)運算單元的各功能及輸入輸出通道等工作狀態(tài)均正常，且連續(xù)運行24h應(yīng)無故障；
測試制造廠提供的測試程序無誤；用外部模擬信號檢查裝置的特殊功能、可靠性及可維修性符合規(guī)定。
5)主存儲器的檢查：用主存儲器測試程序?qū)χ鞔鎯ζ鬟M(jìn)行全地址的讀寫測試、最高級測試、母線測試和最后連續(xù)測試，連續(xù)測試24h應(yīng)不出差錯；對存儲器進(jìn)行最壞布局代碼模式的測試程序檢查應(yīng)通過；測試軟盤系統(tǒng)功能正常；通過磁心存儲器的自我檢查；奇偶校驗的檢出功能應(yīng)正常；對固定存儲器可采用反復(fù)讀和結(jié)果比較方式予以檢查，并應(yīng)通過；用測試程序檢查存儲器的管理功能應(yīng)正常。
6)自動中斷的檢查：用檢查程序檢查所有類型的中斷情況，確認(rèn)其響應(yīng)時間、順序及優(yōu)先處理級別正確，確認(rèn)存儲器屏蔽功能正常。
7)反復(fù)投入與切除電源，確認(rèn)電源操作正常。發(fā)生停電導(dǎo)致直流電壓降低時，主機(jī)應(yīng)發(fā)出中斷信號，裝置的指定寄存器實行正確避退，而后停機(jī)；電源恢復(fù)后執(zhí)行自動再啟動功能。
8)用浮點運算器測試程序，確認(rèn)浮點運算器功能正常。
9)用相應(yīng)測試程序確認(rèn)雙機(jī)自動切換功能正常。
(2)輔助存儲裝置的調(diào)試
1)輔助存儲裝置(如磁鼓、磁盤及磁帶等)的信息保護(hù)功能和故障報警功能應(yīng)正常。
2)用測試檢查程序?qū)θ看鎯ζ鞯刂愤M(jìn)行反復(fù)讀寫檢查，連續(xù)24h應(yīng)無誤，測試時應(yīng)使用中斷。
3)輔助存儲裝置應(yīng)能正常啟動和停止，運轉(zhuǎn)時無異�，F(xiàn)象。
4)用測試檢查程序確認(rèn)出錯檢查功能執(zhí)行正常。
5)輔助存儲裝置其他功能的檢查應(yīng)符合使用說明要求。
(3)輸入輸出設(shè)備的檢查
1)所有開關(guān)、按鍵應(yīng)動作靈活；指示燈、顯示裝置、出錯和報警等均工作正常。
2)設(shè)備內(nèi)各機(jī)械傳動部分運轉(zhuǎn)正常，無異常聲響和超溫現(xiàn)象。
3)用測試檢查程序反復(fù)對鍵盤各功能鍵進(jìn)行檢查操作，應(yīng)無差錯。
4)打印字跡清晰，色帶、走紙正常。
5)屏幕顯示裝置(CRT)測試：圖示畫面尺寸、垂直和水平線性、亮度、對比度、色度、聚焦性能以及圖像顯示的穩(wěn)定性等均符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
(4)過程輸人輸出設(shè)備的檢查
1)主要測定點的波形，應(yīng)與設(shè)計或產(chǎn)品說明書中的要求相符。
2)利用測試程序?qū)λ心M量的輸入、輸出模件逐個尋址和精度測量。對模擬量輸人的檢查，可在其輸入端加入滿量的0%、5%、25%、50%、75%、100%,根據(jù)CPU打印出的數(shù)據(jù)作精度判斷，應(yīng)符合要求；對模擬量輸出端的檢查，可在CPU面板上或系統(tǒng)打字機(jī)上設(shè)定數(shù)據(jù)，在輸出端測定模擬量的輸出值，判斷其精度是否符合設(shè)計要求。另外，還應(yīng)檢查模件的零漂、響應(yīng)時間和抗共模干擾等。
3)利用測試程序?qū)λ械臄?shù)字量輸人、輸出模件逐個地址作掃描檢查，確認(rèn)其尋址功能正常。檢查模件的頻率、電壓和脈沖寬度均符合要求。
4)測試使用的信號源及檢測儀表的精度應(yīng)符合量值傳遞及計量標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(5)數(shù)據(jù)傳送裝置的調(diào)試所謂數(shù)據(jù)傳送裝置調(diào)試，具體是指計算機(jī)之間、計算機(jī)與過程控制裝置之間的數(shù)據(jù)信息傳送裝置的調(diào)試。
1)裝置的顯示、報警、操作及出錯顯示功能均正常。
2)使用測試程序檢查各項信息傳輸其功能應(yīng)正常。如確認(rèn)傳輸過程中，優(yōu)先順序判別功能和出錯重送功能應(yīng)正常；傳送代碼檢查應(yīng)正常；使用測試程序檢查控制子符功能，在傳送過程中對規(guī)定的全部子符進(jìn)行操作，其功能應(yīng)正常。
3)定時監(jiān)視和信息傳送穩(wěn)定性檢查應(yīng)正常。如檢查振蕩器的頻率應(yīng)正常；檢查傳送過程中各監(jiān)視時間符合標(biāo)準(zhǔn)；檢查在單位長度內(nèi)數(shù)據(jù)傳送時的有效信號衰減不超過規(guī)定值。
4)聯(lián)機(jī)調(diào)試應(yīng)正常。進(jìn)行聯(lián)機(jī)通道測試時，應(yīng)無干擾和信息丟失現(xiàn)象。近聯(lián)機(jī)調(diào)試時，利用測試程序檢查信息傳送兩側(cè)的顯示內(nèi)容應(yīng)一致；遠(yuǎn)聯(lián)機(jī)調(diào)試時，調(diào)整聯(lián)機(jī)等待時間，使測試程序檢查傳送通道工作，確認(rèn)傳送正常。
(6)穩(wěn)定性檢查
1)拉偏檢查邊界條件：直流電壓允許拉偏±5%,交流電壓允許拉偏±10%;電源頻率拉偏-2~1Hz;在設(shè)備規(guī)定的工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)進(jìn)行上下限的溫度拉偏。
2)單體設(shè)備拉偏試驗：在各種拉偏檢查過程中，應(yīng)用測試檢查程序?qū)误w設(shè)備進(jìn)行檢查，故障停機(jī)次數(shù)應(yīng)小于三次，也可按比例對同類型設(shè)備進(jìn)行抽檢。
3)設(shè)備綜合拉偏試驗：分別切斷各設(shè)備電源，不影響其他設(shè)備的正常工作；模擬故障中斷，各相應(yīng)顯示報警功能能正常發(fā)出信號及作出相應(yīng)處理；在設(shè)備說明書規(guī)定的允許波動范圍內(nèi)，分別拉偏電壓、頻率和溫度等參數(shù)，系統(tǒng)應(yīng)運行正常；在規(guī)定范圍內(nèi)，用木錘敲擊設(shè)備外殼或面板，設(shè)備及元器件固定部位無松動，配線無松脫現(xiàn)象，且系統(tǒng)運行正常。
4)系統(tǒng)連續(xù)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性試驗：正常供電及環(huán)境條件下，通入特定的綜合試驗程序，試驗時間不少于7天，通入正常軟件運行不少于15天；CPU故障平均間隔時間不小于10000h,外圍設(shè)備故障平均間隔時間不小于5000h,有效使用率大于99.95%,現(xiàn)場調(diào)試時只作短期考核；如在考核期間出現(xiàn)故障，允許作局部修改或更換，但再試次數(shù)不得超過三次。
(7)軟件調(diào)試計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)是在硬件電路的支持下，為完成各種功能而設(shè)計和編制的。其上位系統(tǒng)計算機(jī)除了應(yīng)有各種語言的匯編或解釋程序、檢查和監(jiān)控程序、磁盤操作系統(tǒng)軟件及常用標(biāo)準(zhǔn)子程序以外，還應(yīng)有按各種功能要求編制的用戶程序(如專家軟件);其下位系統(tǒng)計算機(jī)則是按功能要求自己編制用戶程序。圖3-15所示為計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主程序框圖。下面分別介紹其工作過程和軟件調(diào)試的基本知識。
1)主程序工作過程：系統(tǒng)啟動后首先進(jìn)行初始化，執(zhí)行自檢程序，采集開關(guān)量數(shù)據(jù)供CRT顯示用。變配電所正常運行時，主程序循環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、送顯示緩沖區(qū)、越限判斷、無功功率自動補(bǔ)償、電壓自動調(diào)節(jié)、CRT自動顯示等。若越限則進(jìn)行報警并及時處理。如果定時打印時間到，則進(jìn)行自動打印，有鍵命令執(zhí)行鍵命令。自檢時間到則進(jìn)行自檢。在程序執(zhí)行的過程中若有中斷請求，則進(jìn)行中斷處理，完畢后仍自動返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行主程序。
2)軟件調(diào)試基本要求：計算機(jī)系統(tǒng)具有為調(diào)試、運行和生產(chǎn)運行控制管理所使用的程序；軟件應(yīng)有框圖、程序文本和目的地址等；軟件資料應(yīng)有專人負(fù)責(zé)管理；軟件調(diào)試人員必須熟悉程序清單和說明書，掌握正確的操作方法和步驟。
3)基本軟件調(diào)試：建立基本系統(tǒng)，反復(fù)讀入基本系統(tǒng)三次以上，打印顯示應(yīng)正確無誤；建立空閑區(qū)和工作文件區(qū)；讀入其他系統(tǒng)程序；組成所需的用戶系統(tǒng)，確定存儲區(qū)的終地址，進(jìn)行設(shè)備登記和磁盤單元登記，連接擴(kuò)充模，給用戶分配設(shè)備等；編制磁盤目錄，將系統(tǒng)程序、用戶文件等分別存盤；最后用命令測試，確認(rèn)程序運行正常。
4)應(yīng)用軟件調(diào)試：根據(jù)設(shè)計要求和工藝要求確定軟件任務(wù)，畫出系統(tǒng)功能和操作運行控制框圖，編制應(yīng)用程序；程序輸入和修改；讀入原始數(shù)據(jù)管理程序，并顯示打�。粚�(shù)據(jù)收集程序進(jìn)行通道測試和信號模擬測試，并打印數(shù)據(jù)測試清單；反復(fù)計算、設(shè)定計算程序，其應(yīng)無誤并運行正常。
5)軟件調(diào)試注意事項：基本軟件一般情況下不作修改；應(yīng)用軟件的修改應(yīng)在離線時進(jìn)行；在線運行的所有軟件除故障處理外，一般不進(jìn)行修改；所有存檔軟件文本應(yīng)復(fù)制使用；控制程序輸入到只讀存儲器中經(jīng)考核運行后按制造廠的規(guī)定進(jìn)行固化處理。
(8)信息傳送聯(lián)動試驗信息傳送聯(lián)動試驗主要包括常規(guī)檢查、靜態(tài)接口試驗以及動態(tài)接口試驗三種。
1)常規(guī)檢查：接口裝置的常規(guī)檢查包括接口的規(guī)格、型號、數(shù)量、連接等，均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定；信號線的常規(guī)檢查包括信號線或電纜的規(guī)格、型號、連接、標(biāo)號、絕緣等，均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。
2)靜態(tài)接口試驗：本試驗只檢查確認(rèn)信息傳送到繼電器和電磁開關(guān)的動作情況，使用測試程序檢測信息傳送的正確性。
3)動態(tài)接口試驗：指接口帶上各路驅(qū)動裝置或繼電裝置后的無負(fù)載試驗。試驗時可以利用I/0裝置進(jìn)行運算控制設(shè)定和操作設(shè)定，也可以利用測試程序進(jìn)行運算控制設(shè)定和操作設(shè)定聯(lián)機(jī)試驗。
(9)計算機(jī)控制系統(tǒng)整體試運行上述調(diào)試、試驗均符合設(shè)計或規(guī)定要求后，便可以作整體試運轉(zhuǎn)，考核系統(tǒng)功能和監(jiān)控精度等指標(biāo)。整體試運行應(yīng)連續(xù)無故障運行24h。保留各次的試驗記錄和資料。
五、電纜故障的分析與尋測
電力電纜通常由電纜、電纜中間接頭、電纜終端頭和電纜地線四部分組成，任何一部分在其試驗或運行中因種種原因都有可能發(fā)生形形色色的故障。因此，了解電力電纜常見的故障現(xiàn)象，分析其原因，并熟練掌握正確的故障尋測方法，是成功安裝電力電纜，確保其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行的一項專業(yè)技能。
1.電力電纜常見故障
按故障性質(zhì)或試驗結(jié)果可將電力電纜故障分為以下四種類型：
(1)低電阻接地或短路故障故障表現(xiàn)為導(dǎo)體直流電阻正常，但電纜的一芯或數(shù)芯對地電阻在0.1MΩ以下。此時會出現(xiàn)單相接地、兩相短路或兩相短路接地的情況。
(2)高電阻接地或短路故障故障表現(xiàn)為導(dǎo)體直流電阻正常，但電纜的一芯或數(shù)芯對地電阻在0.1MQ以上而小于規(guī)定值許多。此時仍會出現(xiàn)單相接地、兩相短路或兩相短路接地的情況，但接地或短路電阻相對較大。
(3)斷線故障故障表現(xiàn)為絕緣不良，直流電阻明顯不平衡。
(4)閃絡(luò)性故障故障大多發(fā)生在試驗過程中。
2.電力電纜故障原因
(1)機(jī)械損傷可分為外力損傷和自然損傷兩種。外力損傷具體指運輸、施工、起重、挖掘等過程中對電纜造成的破壞；自然損傷包括地基沉降引起的電纜中間接頭拉斷、終端頭絕緣膠自然脹裂等。
(2)絕緣受潮電纜質(zhì)量差、電纜頭滲水、金屬護(hù)套有裂縫或腐蝕穿孔等造成。
(3)絕緣老化變質(zhì)因運行時間過長導(dǎo)致的絕緣正常老化變質(zhì)或不按規(guī)定運行導(dǎo)致的非正常老化變質(zhì)。
(4)電纜過熱過負(fù)荷產(chǎn)生的電流熱效應(yīng)使電纜各部分嚴(yán)重發(fā)熱、發(fā)脹而損壞。
(5)過電壓在電纜本身已有缺陷隱患的情況下，遭遇雷擊或其他沖擊過電壓時造成的損壞。
(6)其他原因材料本身的缺陷或設(shè)計選料不當(dāng)?shù)纫蛩亍?/span>
3.電力電纜故障尋測方法
針對不同的故障性質(zhì)，應(yīng)選擇合適的故障尋測方法。常用的尋測方法有電容電橋法、低壓脈沖法、低壓電橋法、高壓電橋法、沖擊閃絡(luò)法、直接閃絡(luò)法、感應(yīng)法和聲測法等，其選用框圖如圖3-16所示。
(1)低電阻接地故障的尋測低電阻接地故障是新安裝電纜較常見的故障，
表現(xiàn)為鉛包與線芯間絕緣擊穿，終端頭制作不良。通常采用開爾文電橋、惠斯。
頓電橋來進(jìn)行尋測故障點。測量電纜單相接地故障點的接線原理如圖3-17所示，圖中，L是電纜的全長，X是測量點到故障點的長度，橋臂的兩個電阻分別為R₁、R₂。因電纜截面積都是均勻的，其長度與直流電阻成正比，故當(dāng)電橋平衡，即檢流計指針指到零時，有電橋平衡公式，即
根據(jù)式(3-1)即可求出電纜故障點的具體位置。
兩相接地及短路故障的測量方法與上述方法相同。三相接地故障測量由于100無完好的線芯可以利用，故需增設(shè)一對臨時線，事先測準(zhǔn)其直流電阻，設(shè)為R,然后按圖3-18接線，根據(jù)電橋平衡公式，有
根據(jù)式(3-2)即可求出電纜故障點的具體位置。
(2)高電阻接地故障的尋測一般是將接地電阻燒成低電阻然后再進(jìn)行測量。若故障不易燒成穩(wěn)定的電阻，可采用高壓沖擊反射法或高壓直流電橋法進(jìn)行測量。若故障接地電阻穩(wěn)定，在沖擊電壓下不放電時，便只能采用高壓直流法，使通過故障點的電流不會太小，以確保測量的準(zhǔn)確性和靈敏度。高電阻接地故障如圖3-19所示。
圖中S為電源開關(guān)、T1為調(diào)壓器、PV為電壓表、T2為高壓測試變壓器、R,為保護(hù)電阻、VD為高壓硅堆、PA為微安表、RH為滑線電阻、R,為檢流計分流電阻、P為檢流計。設(shè)電橋的一臂電阻為R,則另一橋臂的電阻為100Ω-R,于是在電橋平衡后，故障距離可以用以下公式計算，即
式中： X——故障距離（m）；
L——電纜長度（m）。
尋測過程中應(yīng)注意以下幾點：
1)試驗時由于電橋、檢流計和分流器均處于高電壓狀態(tài)，故操作人員必須站在絕緣板上用絕緣棒操作，并與高壓帶電體保持安全距離，防止人身事故的發(fā)生。
2)微安表通過的故障監(jiān)視電流應(yīng)控制在10～20μA,并保持穩(wěn)定。若電流太小，則靈敏度低，誤差大；若電流太大，則容易損壞保護(hù)電阻。
3)電橋上所加直流電壓應(yīng)控制在10～20kV,防止過高電壓擊穿電橋的絕緣。
(3)斷線故障的查找斷線故障可用電容電橋法或脈沖測距法測量故障點。前者不易測準(zhǔn)，后者可以迅速而準(zhǔn)確地測量故障點。電纜的電容與長度成正比，故可用比較電容法計算故障點距離。常用QF1—A型電纜探傷儀來測量斷線故障，其接線原理如圖3-20所示。
操作過程如下：
1)將故障電纜的一端用導(dǎo)線跨接，另一端接測量儀表。其中接線柱A接故障相，B接完好線芯，E接另一完好線芯。
2)將選擇開關(guān)旋至“斷線”位置，并關(guān)閉“直流指零儀”。
3)插入耳機(jī)，接通220V交流電源即可聽到1kHz音頻信號。
4)反復(fù)調(diào)節(jié)電阻盤R和相位平衡電阻RH,直到耳機(jī)無聲為止。此時即可根據(jù)下面的電橋平衡公式求出故障距離
X=2RxL (3-4)
式中 Rx——電阻盤數(shù)值。
另一種測量故障點的方法是，用脈沖示波器將信號送到故障線芯，從故障點反射回極性相同的波，計算脈沖在電纜上對故障點反射所需的時間，即可求得故障點的距離。
(4)閃絡(luò)故障的測試對于高阻故障和閃絡(luò)性故障，常采用沖擊閃絡(luò)法進(jìn)行測量，其接線原理如圖3-21所示。
在圖3-21中，VD為高壓硅堆，G為球隙。測試原理是，接通電源，電容C反向充電，電壓升高到球隙G的擊穿電壓后，高壓脈沖進(jìn)入電纜，運動到故障點B點，擊穿對地放電，電壓波在這里產(chǎn)生負(fù)的全反射。該反射電壓向測試端運動，由于高頻感抗L的存在，又被反射回故障點。如此周而復(fù)始。反射波波形如圖3-22所示。
由圖3-22可以看出，在反射波的一個周期T內(nèi)，反射波沿電纜行進(jìn)了一個往返的距離，因此，故障點的距離可由下面的公式?jīng)Q定
式中 X——故障點到測試端的距離(m);
υ——電纜脈沖波傳播速度(m/μs);
T——振蕩放電的半個周期(μs)。
測試過程中需注意以下幾點：
1)如故障點在非測試端的終端或其附近，可能會在第一個正脈沖前出現(xiàn)負(fù)的尖脈沖而造成讀數(shù)誤差，故應(yīng)將非測試端的故障相和任一完好相跨接，以消除測試誤差。
2)閃測儀必須可靠接地，以確保測試人員的安全。
3)測試時可配備壓電晶體拾音器(故障定點儀)和振膜式拾音棒(聽棒),以便更準(zhǔn)確地確定故障點。這種通過拾音器聽取故障點附近地面放電聲音的方法也可稱為聲測試驗法，但它要求故障點的放電具有足夠的能量，放電電流可控制在50mA左右。
4)電纜中的脈沖波速通常取160m/μs。
(5)感應(yīng)法測定相間短路點感應(yīng)法適合于接地電阻極低的金屬性接地故障和低電阻的相間短路故障，其測量原理如圖3-23所示。
測量原理是，通過音頻振蕩器將音頻電流通入兩故障線芯，地面上的感應(yīng)線圈便可接收到沿電纜線的音頻信號。為提高尋測的抗干擾能力和信噪比，感應(yīng)線圈可采用雙探頭探測線圈。當(dāng)探測棒沿電纜線移動到故障點時，線圈感應(yīng)到的磁場信號和故障點泄漏出的電磁場信號不平衡，出現(xiàn)一個峰值；同理，當(dāng)前一個線圈已經(jīng)離開故障點，而后一線圈移動到故障點時，同樣會出現(xiàn)一個峰值。兩峰值的交點即為故障點。
使用感應(yīng)法測量故障點時的注意事項：
1)使用感應(yīng)法測量故障點，應(yīng)使發(fā)送器輸出的阻抗與故障電阻匹配。
2)發(fā)送的功率要調(diào)整合適，功率太小難以將信號送到故障點，太大則有可能使信號越過故障點。
3)如果接地且相間短路故障電阻較大，則感應(yīng)法測量效果不明顯。
