趙山渡水力發(fā)電廠35kV開關(guān)柜設(shè)備改造

趙山渡水力發(fā)電廠35kV開關(guān)柜設(shè)備改造

徐金紅，劉昊，林孝亮

(浙江珊溪經(jīng)濟發(fā)展有限責(zé)任公司，浙江 溫州325000)

摘要：針對趙山渡電廠35 kV開關(guān)柜不足之處進行設(shè)備改造.改造后的設(shè)備增設(shè)了DS-KSX196微機消諧裝置、ASD型開關(guān)柜綜合測控裝置、WHD系列智能型溫濕度控制器、TBP-IM過電壓保護器智能監(jiān)測儀和DS-MLA196A小電流接地選線裝置等“五防”設(shè)施，改造后設(shè)備的性能得以優(yōu)化，控制和操作的閉鎖功能的嚴密性得到強化，設(shè)備安全的可靠性得以進一步保證.

關(guān)鍵詞：五防；平面蝸卷彈簧式操作機構(gòu)；微機消諧裝置；設(shè)備改造

中圖分類號：TV734文獻標志碼：A

收稿日期：2014-03-10

作者簡介：徐金紅(1974-)，女，浙江溫州人，工程師，研究方向為水利生產(chǎn)運行技術(shù)處理.

Upgrading of 35 kV Switchgear Equipment—A Case Study

on Zhaoshandu Hydropower Plant

XU Jin-hong, LIU Hao, LIN Xiao-liang

(Zhejiang Shanxi Economic Development Co., Ltd, Wenzhou 325000, China)

Abstract:There are many shortcomings of 35kV switchgear equipment in Zhaoshandu Hydropower Plant due to equipment aging. This paper briefly focuses on the installing instructions of the upgraded switchgear. The upgraded equipment has far better safety performance since the following five facilities: DS-KSX196 microcomputer resonance elimination device, ASD type switchgear comprehensive measurement and control device, WHD series digital temperature controllers and humidity controllers, TBP-IM over-voltage protector and DS-MLA196A low current grounding line selection device.

Key words:“Five Prevention”; flat-spiral-spring type operating mechanism; microcomputer resonance elimination device; equipment transformation

趙山渡水力發(fā)電廠(以下簡稱發(fā)電廠)位于浙江省瑞安市境內(nèi)，為飛云江干游河段上的一座控制性電廠，閘壩上游集雨面積為2 302 km，相應(yīng)區(qū)間平均降水量為1 869 mm，發(fā)電廠最大水頭13.7 m，最小水頭為4.0 m，額定水頭為10.2 m；共2臺燈泡貫流式機組，每臺裝機容量是10 MW，總裝機容量為20 MW，設(shè)有趙高3820線和趙焦3525線兩回出線.兩臺機組出口匯合到6 kV母線，經(jīng)一臺35 kV變壓器送至35 kV母線，經(jīng)兩條線路分別送到蕉坑與高樓變電所.發(fā)電廠從2001年投入設(shè)備運行至今已15年，35 kV開關(guān)設(shè)備都未進行更換，設(shè)備老化及設(shè)計缺陷日益顯現(xiàn)，嚴重影響發(fā)電廠安全運行，給運行維護人員帶來極大的工作量和安全隱患.[1-2]

1發(fā)電廠設(shè)備問題剖析及改造范圍

1.1設(shè)備存在的問題

(1)開關(guān)柜五防裝置不具全.“防止誤分(合)斷路器”、“防止帶負荷誤拉(合)隔離開關(guān)”、“防止帶電掛接地線”、“防止帶地線送電”、“防止誤入帶電間隔”五防裝置不全[3]，不能有效防止人員誤操作及誤入帶電間隔，避免人身觸電事故及設(shè)備損壞.兩回線路隔離開關(guān)與斷路器之間沒設(shè)電氣閉鎖與機械聯(lián)鎖；柜體前后門在任何情況下都能任意打開，特別是35 kV母線互感器柜前門打開，及易接觸到高壓帶電部分；每一個開關(guān)柜未裝設(shè)接地刀閘，運行人員要到柜體內(nèi)掛接地線，既不方便又不安全.

(2)GBC-35型開關(guān)柜，母線裸露在柜頂，存在安全隱患.開關(guān)柜沒有全封閉且未設(shè)擋板，沒有帶電顯示，維護人員易碰到帶電部分.母線裸露在頂部，開關(guān)室內(nèi)更換設(shè)備如照明設(shè)備，都必須在開關(guān)設(shè)備檢修狀態(tài)下進行，增加維護工作量.

(3)柜體只有開關(guān)分合閘指示，沒有電壓和電流表，也沒有其它帶電指示，易造成誤判.

(4)沒有防潮除濕裝置.江南地區(qū)，大部分時間空氣都比較潮濕，開敝式的開關(guān)柜，母線及設(shè)備易受潮，絕緣下降，常出現(xiàn)電纜頭及設(shè)備放電接地[4].

(5)開關(guān)手車笨重.ZN23-35C-1250A戶內(nèi)真空開關(guān)大且笨重，推進拉出需3人，且“工作”、“實驗”位置不明顯，不利于設(shè)備檢修.

(6)開關(guān)操作機構(gòu)落后.電磁操作機構(gòu)，需要專用的大容量電源屏供電，且操作時電流沖擊大，操作時間長，操作電流波動大，如操作不到位，線圈長時間通電易燒毀.

(7)電纜頭及設(shè)備老化現(xiàn)象嚴重.由于長期帶負荷運行、環(huán)境溫度變化大、絕緣受潮等原因，多處接頭出現(xiàn)電暈.

1.2設(shè)備技術(shù)改造范圍

按照趙山渡設(shè)備技術(shù)改造計劃，2014年對電廠35 kV開關(guān)柜包括趙高3 820線路隔離開關(guān)柜、趙高3 820線路開關(guān)柜、趙蕉3 525線路隔離開關(guān)柜、趙蕉3 525線路開關(guān)柜、主變高壓側(cè)開關(guān)柜、35 kV母線電壓互感器柜、母分開關(guān)柜及母分隔離開關(guān)柜等共8面GBC-35型開關(guān)柜全面更換成12面KYN-61-40.5型開關(guān)柜.

2設(shè)備技術(shù)改造過程

2.1設(shè)備安裝施工流程概述

35 kV開關(guān)柜改造按照常規(guī)的程序：設(shè)計—設(shè)備招標—設(shè)備安裝實驗—設(shè)備試運行—設(shè)備正式運行過程進行.現(xiàn)就設(shè)備安裝調(diào)試過程進行探討.其安裝施工流程(見圖1).

圖1　安裝施工流程圖

2.2安裝過程及注意事項

2.2.1新開關(guān)柜開箱驗收

打開箱子時，嚴防重物墜入設(shè)備；從頂板開始檢查，情況查清后，再采取合適的方法拆除其余箱板；不得過早拆除開關(guān)柜上的局部防護物和包裝，應(yīng)在施工工序需要時拆除，以免帶來設(shè)備損壞，包裝完整，密封良好，開箱檢查型號、規(guī)格、參數(shù)符合設(shè)計、改造要求，設(shè)備無破損，附件、備件齊全，產(chǎn)品的技術(shù)說明書齊全，外觀檢查合格.

2.2.2基礎(chǔ)型鋼安裝

根據(jù)設(shè)計圖紙的要求，在埋設(shè)位置埋好預(yù)埋件，此預(yù)埋件用于固定、支撐和調(diào)平型鋼，鉆電纜孔，電纜孔大小、位置要適中.在埋設(shè)位置找出型鋼中心線，再按圖紙標高尺寸，測量其安裝位置固定.預(yù)埋件固定后，將型鋼調(diào)平焊接在上面.然后進行混凝土澆注.基礎(chǔ)型鋼安裝后，其頂部宜高出抹平地面10 mm.每根基礎(chǔ)型鋼兩端應(yīng)有一個明顯的可靠接地，而基礎(chǔ)型鋼焊接處防銹漆完整.

2.2.3柜體與母線安裝

柜體安裝前，先按圖紙規(guī)定的順序?qū)⑴潆姽褡鳂擞?，然后用叉車和手車將其搬放在安裝位置.立柜時，首先大致調(diào)整每個柜的水平位置，接著調(diào)整第一個柜到精確位置，最后以第一個精確調(diào)整好的柜為標準，將其它柜依次調(diào)整，調(diào)整順序可以從左到右[5].調(diào)整方法采用在柜角頂放一木棒，沿柜棱角線掛一線垂，測量兩柜面上下端與吊線的距離，如果上下的距離相等，表示柜已垂直，如果距離不等，可用薄鐵片加墊，使其達到要求.調(diào)整好的柜體，應(yīng)盤面一致，排列整齊，柜與柜之間應(yīng)用螺栓拎緊，應(yīng)無明顯縫隙.調(diào)整完畢后再全部檢查一遍，是否都合乎質(zhì)量要求，然后再用電焊在底座固定螺孔處焊在基礎(chǔ)型鋼上，焊接后再用防銹漆防腐處理.根據(jù)生產(chǎn)廠家的母線標記，按要求進行連接.匯流母線連接完后，連接分支母線和接地母線.連接中應(yīng)盡量減少母線應(yīng)力，避免用力過大，損壞支撐絕緣件.[6]

2.2.4電纜頭的配制與安裝

按照冷縮電纜頭附件說明要求施工.制作電纜終端及接頭時,應(yīng)嚴格遵守制作工藝流程，采用符合標準的連接管和接線端子制作電纜線芯連接金具.電纜終端與接頭制作，要連續(xù)操作，從剝切電纜開始直至完成，以免絕緣暴露時間過長；剝切電纜時要保持線芯和保留電纜的絕緣層不受損傷，應(yīng)清潔附加絕緣的包繞、裝配、熱縮等附件.制作終端頭和接頭時應(yīng)徹底清除電纜在剝切線芯絕緣屏蔽金屬護套所包含的線芯沿絕緣表面至最近接地點(屏蔽或金屬護套端部)的最小距離大于100 mm塑料絕緣電纜的半導(dǎo)電屏蔽層，剝除屏蔽層時保持絕緣表面不被損傷，屏蔽端部應(yīng)平整；連接電纜線芯時，線芯和連接管的內(nèi)壁油污和氧化層應(yīng)去除；電纜中間接頭兩側(cè)電纜的金屬屏蔽層、鎧裝層應(yīng)分別連接良好，嚴禁中斷，跨接線的截面不應(yīng)小于25 mm2.

2.2.5高壓設(shè)備實驗調(diào)試

開關(guān)柜調(diào)試包括設(shè)備機械調(diào)試，五防設(shè)施調(diào)試，一、二次接線電氣調(diào)試.設(shè)備機械調(diào)試主要調(diào)節(jié)開關(guān)手車、隔離刀閘、接地刀閘動作靈活、可靠，位置精確.五防設(shè)施調(diào)試包括斷路器在合閘狀態(tài)，小車不能搖出.斷路器在手車上有兩個位置，試驗位置或工作位置，斷路器在手車上的每個位置均有鎖定裝置鎖定，以保證與其他機構(gòu)可靠聯(lián)鎖.機械機構(gòu)保證斷路器只有分閘時，斷路器才能從工作位移至隔離或試驗位，斷路器一旦移至隔離試驗位，機構(gòu)自動將斷路器接地，確保安全.機械機構(gòu)保證只有當接地閘刀在分閘位置時，斷路器才能從隔離試驗位置移至工作位.斷路器在合閘狀態(tài)時，機構(gòu)保證手車不能從工作位置拉出或從隔離試驗位置推至工作位置，斷路器只有在手車已被充分鎖定在隔離試驗位置或工作位置時才能進行合分閘操作[7-8].接地刀閘僅在手車處于隔離試驗位置及高壓開關(guān)柜外時才能被允許操作，當接地刀閘處于合閘狀態(tài)時，機構(gòu)保證手車不能從隔離試驗位置推至工作位置.接地刀閘處在分閘位置時，下門及后門都無法打開，防止誤入帶電間隔；手車在工作位置時，二次插頭被鎖定不能拔出.一、二次接線調(diào)試主要核實相序正確性、接線正確性，各種儀表顯示正常，控制、保護動作正常.

3設(shè)備技改后的新特點

3.1安全性能得以優(yōu)化

采用KYN-61-40.5型高壓開關(guān)柜.開關(guān)柜的外殼和隔板是用冷軋不銹鋼板經(jīng)數(shù)控機床加工和折彎之后栓接而成，整體由柜體和可抽出部分(手車)兩部分組成，采用組裝式的柜體結(jié)構(gòu)，斷路器手車采用可移動的落地式結(jié)構(gòu)，真空斷路器配用全新型復(fù)合絕緣材料，具有互換性能好，更換方便的優(yōu)點[9].用金屬隔板將開關(guān)柜內(nèi)部分隔成斷路器室、主母線室、電纜室和繼電器儀表室，外殼防護等級達到IP3X，各隔室間防護等級為IP2X，并且所有金屬外殼可靠接地，主回路系統(tǒng)的各隔室有獨立排氣的壓力釋放通道，提高設(shè)備安全等級.

開關(guān)“五防”設(shè)施完善.兩回線路隔離開關(guān)、線路開關(guān)、線路接地刀閘、主變高壓側(cè)開關(guān)、主變高壓側(cè)接地刀閘之間及開關(guān)柜前后門之間設(shè)置機械閉鎖、電氣聯(lián)鎖和電磁鎖，這些閉鎖功能的設(shè)置，使運行維護人員的生命安全得以進一步保證.

電壓互感器加裝DS-KSX196微機消諧裝置.該裝置采用微機控制技術(shù)對電網(wǎng)進行檢測，在出現(xiàn)互感器鐵磁諧波振，啟動大功率消諧裝置讓鐵磁諧振在強大的阻尼下迅速消失.

3.2操作簡易

設(shè)備手車采用ZN85-40.5型.手車采用鏍桿式進出操作機構(gòu)，設(shè)備輕而且操作容易，一個人就能完成正常的旋進旋出操作.

采用ASD型開關(guān)柜綜合測控裝置.此裝置具有一次回路模擬圖及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示，自動溫濕控制，人體感應(yīng)自動化照明，語音提示等功能，很好提示各開關(guān)設(shè)備所處的狀態(tài).

3.3能耗降低

開關(guān)合閘采用平面蝸卷彈簧式操作機構(gòu).分閘后，操動機構(gòu)由電動機對合閘彈簧貯能，合閘時，合閘電磁鐵動作后，合閘彈簧經(jīng)凸輪及連桿推動拐臂逆時針旋轉(zhuǎn)，拐臂帶動連桿機構(gòu)及螺桿向上運動，完成合閘操作.操作電流小而無波動，合閘時間短，對操作電源要求低.

采用WHD系列智能型溫濕度控制器，確保高壓設(shè)備處于良好工作環(huán)境.

3.4更加自動化

采用TBP-IM過電壓保護器智能監(jiān)測儀和DS-MLA196A小電流接地選線裝置.TBP-IM過電壓保護器利用微處理器實現(xiàn)三相六路過電壓進行實時記錄、存儲及顯示，對故障分析提供運行實時數(shù)據(jù)；DS-MLA196A小電流接地選線裝置克服系統(tǒng)運行方式多變、接地電流表小而引起的誤判，當系統(tǒng)單相接地時可迅速、準確地判斷出故障的線路號.

4結(jié)語

通過ABBS對發(fā)電廠原有設(shè)備進行技術(shù)更換改造，消除老舊設(shè)備中五防裝置不具全的安全隱患，設(shè)備的性能得以優(yōu)化，控制和操作的閉鎖功能的嚴密性得到強化，設(shè)備安全的可靠性得以進一步保證，這不僅提高整個系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且減少了運行維護人員時間和工作量.另外，這種新

舊設(shè)備的實際改造大大降低事故發(fā)生率，提高了整個發(fā)電廠的經(jīng)濟效益.

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