■ 樊綱旗 王凱 /航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

在某型機(jī)地面通電檢查過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飛機(jī)在地面開車，交流發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后投入變壓整流器或者泵類負(fù)載時(shí)，飛機(jī)左側(cè)發(fā)電機(jī)退網(wǎng)。檢查電源參數(shù)控制器，顯示左側(cè)電源主通道切斷，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降為零，據(jù)此初步判斷是由于飛機(jī)左側(cè)發(fā)電通道故障引起的電機(jī)帶載后退網(wǎng)。

1 故障分析

根據(jù)飛機(jī)主電源組成及工作原理，梳理出能導(dǎo)致電機(jī)帶載后退網(wǎng)的故障樹，如圖1所示。

故障樹中引起該故障的模式有三種：A負(fù)載故障，B發(fā)電機(jī)及其控制器故障，C交流主接觸器故障。引起A故障的模式有兩種：X1負(fù)載短路，X2負(fù)載過流；引起B(yǎng)故障的模式有三種：X3控制器故障，D發(fā)電機(jī)故障，X4電機(jī)-控制器連接配合故障。其中，發(fā)電機(jī)故障模式也有三種：X5電機(jī)內(nèi)部短路故障，X6電機(jī)內(nèi)部過流保護(hù)，X7電機(jī)差動(dòng)保護(hù)。

2 故障檢查與定位

為定位故障，將故障側(cè)發(fā)電機(jī)與機(jī)上另一臺(tái)同型號(hào)發(fā)電機(jī)互換位置后再進(jìn)行開車試驗(yàn)，帶載后故障復(fù)現(xiàn)，據(jù)此可以排除故障模式A、C和X3，且能夠初步判斷是因電機(jī)故障引起發(fā)電機(jī)帶載后立即退網(wǎng)。

為進(jìn)一步查明故障，將疑似故障的發(fā)電機(jī)和控制器退回試驗(yàn)室進(jìn)行通電檢查。首先按照某型交流發(fā)電機(jī)試驗(yàn)說明書進(jìn)行空載/滿載等性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足試驗(yàn)要求，產(chǎn)品能夠正常發(fā)電及帶載，由此可以排除故障模式X4、X5和X6，將故障原因鎖定在差動(dòng)保護(hù)上。

經(jīng)查閱飛機(jī)原理圖及相關(guān)資料，可得到飛機(jī)所裝三相交流電機(jī)差動(dòng)保護(hù)電路圖，如圖2所示。

圖中電流互感器CT1位于交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部，感應(yīng)交流發(fā)電機(jī)三相輸出電流，電流互感器CT2裝在飛機(jī)主饋線上，感應(yīng)飛機(jī)負(fù)載電流，電流互感器CT1、CT2性能基本一致，并同相反接；正常情況下，由于6組電流互感器線圈相同且逆向反接，只有很小的電流流過P1繼電器（位于控制保護(hù)器內(nèi)部)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于保護(hù)整定值，因此不會(huì)觸發(fā)差動(dòng)保護(hù)。

圖1 飛機(jī)主電源帶載退網(wǎng)故障樹

圖2 三相交流發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)電路圖

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)（如在圖中K處短路)，則短路點(diǎn)右側(cè)電流互感器原邊無電流流過，此時(shí)差動(dòng)保護(hù)電路感受到遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整定值的二次電流，差動(dòng)繼電器P1動(dòng)作，從而斷開飛機(jī)上的主交流接觸器，應(yīng)急斷開發(fā)電機(jī)。

為驗(yàn)證以上分析正確與否，從設(shè)計(jì)部門協(xié)調(diào)到一臺(tái)工藝發(fā)電機(jī)用于比對(duì)試驗(yàn)。通過示波器檢查發(fā)電機(jī)輸出相序，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)交流發(fā)電機(jī)三相輸出相序正常；而后分別檢查交流發(fā)電機(jī)電流互感器的輸出相序及其與電壓的相移關(guān)系，通過示波器采集發(fā)電機(jī)電壓-電流互感器電壓波形，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)故障電機(jī)與工藝電機(jī)波形存在差異。

試驗(yàn)采用雙蹤示波器，一路檢測(cè)電機(jī)輸出電壓波形，另一路檢測(cè)互感器輸出電壓波形，具體波形如圖3、圖4所示。

圖中A為三相交流發(fā)電機(jī)輸出A相電壓波形，“a”“b”“c”是交流發(fā)電機(jī)互感器輸出三相電流信號(hào)。經(jīng)過多次比對(duì)試驗(yàn)確認(rèn)，故障電機(jī)電流互感器輸出每一相均比正常電機(jī)超前120°，由此可以確定電機(jī)內(nèi)部電流互感器輸出端子相位連接錯(cuò)誤。為進(jìn)一步確認(rèn)故障，在試驗(yàn)室仔細(xì)檢查電流互感器接線方式，發(fā)現(xiàn)工藝電機(jī)電流互感器的連接方式和故障電機(jī)的連接方式相異，具體見表1。

由表1可見，故障電機(jī)電流互感器三相逆序，導(dǎo)致在電機(jī)帶載時(shí)差動(dòng)保護(hù)電路同相電流的矢量和不為零，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整定值，由此觸發(fā)了差動(dòng)保護(hù)，控制保護(hù)器中的差動(dòng)繼電器P1動(dòng)作，從而斷開飛機(jī)上的主交流接觸器，應(yīng)急斷開發(fā)電機(jī)，這也與機(jī)上電源參數(shù)采集器所報(bào)故障一致。

圖3 工藝電機(jī)測(cè)試波形示意圖

圖4 故障電機(jī)測(cè)試波形示意圖

3 結(jié)論

綜上，由于發(fā)電機(jī)電流互感器三相相位連接錯(cuò)誤，導(dǎo)致在電機(jī)帶載時(shí)觸發(fā)差動(dòng)保護(hù)，切斷了本側(cè)電機(jī)。而在該電機(jī)的裝機(jī)前測(cè)試過程中，由于實(shí)驗(yàn)室并未設(shè)置圖1所示機(jī)上電網(wǎng)中CT2電流互感器部分，且控制保護(hù)器也未接入發(fā)電機(jī)與調(diào)壓器試驗(yàn)中，故無法檢測(cè)到電流互感器相序正確與否。

針對(duì)此種情況，制定了兩方面措施進(jìn)行管控：一是通知廠家，待故障發(fā)電機(jī)返廠后對(duì)故障發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，要求廠家加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)功能的出廠檢查和質(zhì)量監(jiān)控，從源頭杜絕故障；二是對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改造，增加電機(jī)內(nèi)互感器相序檢查功能，測(cè)試發(fā)電機(jī)輸出電壓與互感器輸出電流間相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)此類故障的裝機(jī)前檢測(cè)和隔離，杜絕類似故障再次發(fā)生。

表1 電流互感器三相對(duì)應(yīng)關(guān)系表

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