1.显示屏幕异常分析
根据现场的使用情况,每次10 kV电网出现异常停送电后,电磁流量计显示屏幕均会异常。异常的主要现象为显示屏不亮、白屏、闪屏,其中显示屏不亮所占比例达95%以上,白屏与闪屏情况较少。本次主要分析显示屏不亮的现象。由电磁流量计转换器结构可知,显示屏不亮的主要原因在于转换器供电电源板出现异常。通过反复检测电磁流量计电源板,发现电源板发生故障的主要原因在于一个滤波电容(规格为100 μF、 25 V)损坏。转换器电源板的具体详情见图3。
检测过程中发现,此电容损坏的主要现象为电容鼓包。故障电容对比图,如图4所示。
查阅资料和研究发现,造成电容鼓包的直接原因是电解电容中电解液温度过高,超过电容所承受的温度。普通电源采用液态电解电容,高温时电容内的液体气化导致电容外壳承受的压力增加而产生鼓包。造成电容温度升高的主要原因在于工作环境温度与电路板电源工作状态。
发生故障的电磁流量计基本都集中在控制室。由于控制室全年处于运行状态,管道内的流动水可以保证控制室内温度不会过高,因此可以排除工作环境温度过高的情况。
通过分析转换器电源板的结构和查阅相关资料发现,该供电电源板属于开关电源的一种,而开关电源是对交流电压进行整流、滤波、稳压后得到想要的电压。但是,此过程中因滤波不净会导致在直流电源中掺杂一部分交流成分而产生波纹电压。波纹电压的存在可能会导致波纹电流出现。电容寿命指标中有个参数叫做额定纹波电流。运行过程中,一旦波纹电流超过额定电容,电容内部的温度就会升高,导致电解液气化。一旦电解液气化,其内部压力将增加,会导致电容鼓包。
2.解决措施
波纹电压是无法消除的,只能抑制纹波电压使其在电子元器件允许的范围内。通常的做法：①加大滤波电路中的电容容量；②采用电感电容(Inductance Capacit-ance,LC)(无源)滤波电路、多级滤波电路；③以线性电源代替开关电源；④合理布线即改变电源板布线格局。
结合现场实际情况,电磁流量计的电路板已经固定,不能整体更换或者改变布线格局。唯一的方法是改变电容容量,提高额定波纹电流,防止再次出现上述现象。因此,将原有规格为100 μF、25 V的电容更换为规格为120 μF、25 V的电容进行模拟停送电实验。
技术人员采用无限循环定时开关模块,对更换后更大容量的电容进行连续通断电实验。根据对流量计开机时间的计量发现,完全进入开机状态需要20s,因此设置通电时间为20 s。循环通断电示意图如图5所示。
一台负载不同循环周期停送电的实试验情况,如表1所示。两台负载不同循环周期停送电试验情况,如表2所示。25s循环周期不同数量负载停送电试验情况,如表3所示。
由试验结果可知,更换较大容量的电容在电磁流量计试验阶段可取得较好的效果,但是相关人员需要在现场进一步验证容量是否符合现场要求。 |
