廖旭輝
(福建省天湖山能源實(shí)業(yè)有限公司供電所,福建泉州362617)
我司35 kV礦區(qū)變電所主要為四對生產(chǎn)礦井、機(jī)關(guān)和各直屬單位以及自營小水電站的生產(chǎn)與日常工作生活提供電力電源。其中四對生產(chǎn)礦井采用雙回路供電,6 kV架空線路走廊大都處于山峰密林間,在雷雨季節(jié),供電線路時(shí)常遭受雷擊、樹木倒壓等威脅,又由于高壓開關(guān)柜操作保護(hù)系統(tǒng)老化,導(dǎo)致開關(guān)柜不時(shí)出現(xiàn)誤動、拒動現(xiàn)象,造成“越級”跳閘事故,給公司日常的工作生產(chǎn)帶來了很大的安全隱患。因此,對各出線柜的GG-1A型高壓開關(guān)柜進(jìn)行技術(shù)升級改造,是提高我司供電系統(tǒng)安全性、可靠性的迫切要求。
我司35 kV變電所現(xiàn)有20世紀(jì)80年代生產(chǎn)的GG-1A型高壓開關(guān)柜18臺,柜內(nèi)配用斷路器有SN10型少油斷路器、ZN28-10型真空斷路器兩種,由CD10型操動機(jī)構(gòu)和繼電器操作系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護(hù),設(shè)備各部件早已超出其服役年限,存在較大的安全隱患。
(1)少油高壓斷路器的缺點(diǎn)是檢修維護(hù)工作量大,配件缺失造成維修費(fèi)用高,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)又無法及時(shí)安全地?cái)嚅_較大故障電流,影響電網(wǎng)的安全供電。
(2)多次分合閘瞬間產(chǎn)生的巨大沖擊力造成了CD10型電磁操動機(jī)構(gòu)的聯(lián)動拉桿變形、拐臂傳動位移等等問題,導(dǎo)致了斷路器拒動現(xiàn)象發(fā)生,即便重新調(diào)整仍達(dá)不到可靠運(yùn)行的效果。
(3)柜體安全防護(hù)等級低,后部柜體基本無封閉,開關(guān)本身雖有上下隔離開關(guān)機(jī)械閉鎖功能,但不符合“五防”要求,在日常檢修工作中存在安全隱患。
(4)二次操作系統(tǒng)為繼電器系統(tǒng),動作不靈敏,易產(chǎn)生誤動、拒動現(xiàn)象;操作時(shí)常因不同步出現(xiàn)燒毀分合閘線圈和繼電保護(hù)回路中的輔助開關(guān)等問題,維護(hù)繁瑣。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年我司供電系統(tǒng)因某一線路發(fā)生故障,其對應(yīng)的開關(guān)柜無法及時(shí)動作斷開,導(dǎo)致“越級”跳閘多達(dá)20次,造成大面積停電,影響了公司的安全生產(chǎn)和日常工作。綜上所述,GG-1A型高壓開關(guān)柜的技改已勢在必行。
目前我司的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營較為困難,而且礦井24 h生產(chǎn),能用于變電所改造的資金和時(shí)間較少,因此對本次技改提出了如下要求:
要求一:在確保高壓開關(guān)柜技改后安全可靠運(yùn)行的前提下,最大化利用原有開關(guān)可用部件達(dá)到節(jié)約改造資金的目的。
辦法:(1)通過加裝電磁鎖提高高壓開關(guān)柜安全防護(hù)等級;(2)安裝數(shù)字線路保護(hù)測控裝置柜代替原老式繼電器操作保護(hù)系統(tǒng);(3)更新斷路器;(4)加裝后臺監(jiān)控管理系統(tǒng),從而保障供電系統(tǒng)的安全性、可靠性。
要求二:在有安全技術(shù)措施保障的前提下,減少技改所需時(shí)間,最大限度地做到不影響公司各單位日常生產(chǎn)運(yùn)行。
辦法:(1)首先做好相關(guān)停電的通知和聯(lián)絡(luò)工作;(2)采用雙回路供電的單位利用用電負(fù)荷較少的時(shí)間段,采取一路供電、一路停電技改的方案,不影響其正常生產(chǎn)運(yùn)行;(3)利用節(jié)假日期間對機(jī)關(guān)及直屬單位進(jìn)行停電技改,盡量不影響其日常的工作生活。
3.1.1 高壓真空斷路器的選型
在真空開關(guān)選型時(shí),主要考慮到短路開斷電流及其他相關(guān)技術(shù)參數(shù)的要求,并兼顧通用性、互換性和前瞻性。經(jīng)走訪國家電網(wǎng)用戶和查閱大量資料,選用VS1-12/1250-25型戶內(nèi)高壓真空斷路器。該斷路器有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)主要技術(shù)參數(shù)符合現(xiàn)場要求:額定電壓12 kV;額定電流1 250 A;額定短路開斷電流31.5 kA;工頻耐壓42 kV;關(guān)合電流80 kA;雷電沖擊耐壓75 kV。
(2)性能理想:壽命長、易維護(hù)、無危險(xiǎn)、無污染、噪音低等,并且適用于頻繁操作或多次開斷短路電流的場所。斷路器操動機(jī)構(gòu)為彈簧儲能操作機(jī)構(gòu),有效解決了原CD10型電磁操動機(jī)構(gòu)的老化帶來的各種安全隱患。
3.1.2 提高柜體的安全防護(hù)等級
(1)用環(huán)氧樹脂絕緣板將原開關(guān)柜后部敞開的空間進(jìn)行密封;
(2)在完善GG-1A型高壓開關(guān)柜“五防”保護(hù)的技改中,采用DSN-DM/Y戶內(nèi)型帶電顯示電磁鎖,其主要功能就是當(dāng)高壓線路不論哪一相帶電時(shí),電磁鎖均無法實(shí)現(xiàn)開鎖作業(yè),從而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制的電氣閉鎖。
3.1.3 線路保護(hù)測控裝置柜及后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)要求
(1)柜體布置:保護(hù)測控裝置合計(jì)18臺,交換機(jī)、監(jiān)控主機(jī)分三面柜組裝,其柜體尺寸與原控制柜完全對應(yīng),保證了二次接線電纜溝位置保持不變。
(2)開關(guān)柜的控制范圍:需投入保護(hù)6 kV開關(guān)柜共有18臺,其中有兩臺為電容保護(hù)柜;另有兩臺為水電發(fā)電并網(wǎng)柜,可能出現(xiàn)電流逆向;其他為饋出柜。
(3)保護(hù)功能:過流、速斷、零序電流、零序電壓等。
(4)兼容性:要求在6 kV側(cè)及35 kV側(cè)現(xiàn)有主變保護(hù)裝置(國電南自的產(chǎn)品)硬件及控制軟件上能夠完全兼容,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警;為后期加裝PT消諧保護(hù)裝置及小電流接地選線裝置提供平臺。
要求保護(hù)裝置可靠性高、靈活性大、動作迅速、維護(hù)調(diào)試方便,加裝監(jiān)控管理系統(tǒng)利于實(shí)現(xiàn)電力自動化。
技改前做好安全技術(shù)措施,先將所有開關(guān)柜后部敞開的空間密封后,再逐一斷電進(jìn)行技改。要事先做好纜線長度和安裝支架的測量下料加工。
3.2.1 高壓開關(guān)柜的技改
根據(jù)技改最大程度不影響礦井安全生產(chǎn)的要求,逐一斷電,按常規(guī)改造方式將原開關(guān)及操作機(jī)構(gòu)拆除后安裝新的斷路器和“五防”電磁鎖。
(1)將真空斷路器安裝在經(jīng)過設(shè)計(jì)重新焊接的機(jī)架上,并現(xiàn)場制作上隔離到斷路器上出線母排、斷路器下出線到互感器母排;安裝母排時(shí)應(yīng)保證搭接面接觸良好(涂導(dǎo)電膏),且母排對斷路器本體不應(yīng)有推、拉、扭等力,按相位刷上相應(yīng)顏色油漆;用2 mm厚的鋼板將拆除CD10電磁操作機(jī)構(gòu)留下的穿孔進(jìn)行焊接封閉;斷路器儲能回路需現(xiàn)場改造,在面板打孔安裝儲能、分/合閘指示燈,按原理圖進(jìn)行控制回路布線。斷路器安裝示意圖如圖1所示。
(2)柜體的“五防”改造需要焊接角鋼固定安裝傳感器(傳感器需引線到柜門電磁鎖實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能),傳感器一次側(cè)用雙色線與饋出線端銅排搭接;柜體需安裝柜門電磁鎖與上、下隔離開關(guān)電磁鎖,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況拆下柜門割孔鉆孔進(jìn)行安裝,按原理圖進(jìn)行回路布線(圖2)。
3.2.2 線路保護(hù)測控裝置柜及后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)安裝
(1)可在不斷電的情況下完成如下安裝:同步安裝線路保護(hù)測控裝置柜及后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)(圖3);設(shè)置保護(hù)裝置的技術(shù)參數(shù),主要有過流、過負(fù)荷、反時(shí)限過流的電流整定和時(shí)間整定及變比等技術(shù)參數(shù);二次電纜敷設(shè)時(shí),電纜沿原控制柜至各高壓開關(guān)柜的電纜溝槽布置并做好電纜兩端相對應(yīng)標(biāo)記;接入線路保護(hù)測控裝置的交直流回路、遙信、遙控回路并套上相對應(yīng)線號,接線位置必須正確,接觸可靠,工藝美觀。
(2)根據(jù)技改辦法,將每臺開關(guān)柜逐一斷電后拆除高壓柜上的繼電器保護(hù)及控制線路;將對應(yīng)線路保護(hù)裝置的交直流回路、遙信、遙控回路接入技改后的高壓開關(guān)柜接線排各點(diǎn)位并套上相對應(yīng)線號;接線完畢后進(jìn)行操作試驗(yàn),手動、電動各操作5次,分、合閘應(yīng)靈活可靠,斷路器分、合閘回路及信號指示回路應(yīng)工作正常、準(zhǔn)確。將技改后的高壓柜送電運(yùn)行。
圖1 斷路器安裝示意圖
圖2 五防接線示意圖
圖3 線路保護(hù)測控裝置柜和后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)通信圖
此項(xiàng)技改保留了原柜體、表計(jì)、CT、零序CT、電纜溝、電纜長度、母聯(lián)等部件,僅此項(xiàng)就節(jié)約改造費(fèi)用80萬元左右。
在此項(xiàng)技改項(xiàng)目中,同步安裝斷路器、信號燈、電磁鎖每臺高壓開關(guān)柜需要的停電時(shí)間大約是4 h。實(shí)踐表明,技改項(xiàng)目實(shí)施過程中,通過優(yōu)化停電過渡和施工方案,能夠減少停電損失、縮短施工工期,同時(shí)也保證了施工的質(zhì)量和安全。
從技造后的開關(guān)柜使用情況來看,提高柜體的安全防護(hù)等級后彌補(bǔ)了原開關(guān)柜“五防”功能的不足,同時(shí)有效杜絕了人為誤操作的現(xiàn)象;除在計(jì)劃停電時(shí)按有關(guān)規(guī)定做一些必要的測試外,平時(shí)維護(hù)和檢修工作量比技改前明顯減少,特別是在惡劣氣候的影響下,高壓開關(guān)柜技改后投入使用至今保護(hù)動作靈敏、可靠,沒有出現(xiàn)過一次“越級”跳閘事故,為我司供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了可靠的保證。
我們結(jié)合本單位電氣設(shè)備的實(shí)際情況,用有限的技改資金,逐步完善了電網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng),提高了設(shè)備的裝備水平,不僅提高了電網(wǎng)的科技含量,職工的工作環(huán)境也大為改觀,促進(jìn)了企業(yè)現(xiàn)代化治理水平的提高,保證了電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,同時(shí)為其他類似于我司變電所早期配置的GG-1A型高壓開關(guān)柜技改提供了借鑒。