影響發(fā)電廠電氣設(shè)備運行的安裝問題的思考

卞永勝+段宏全+呂偉+趙卿

摘 要：本文闡述了發(fā)電廠電氣設(shè)備材質(zhì)、安裝方式及接線方式等因素對電氣設(shè)備運行帶來的不利影響。并結(jié)合具體實例，提出解決辦法、優(yōu)化方案及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：變頻柜；感應(yīng)電；偷跳

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.134

1 引言

由于電力行業(yè)日益激烈的市場競爭，大型發(fā)電廠電氣設(shè)備的安裝工藝越來越高。同時，各電力設(shè)計院也將設(shè)備及材料等成本控制的更加精細。這些無疑都推動著電力工業(yè)不斷向前發(fā)展。但美觀的工藝并不一定實用，工程設(shè)計也不能過分的追求成本控制。若工藝和成本與功能之間的關(guān)系處理不當，會直接影響電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性。本文謹結(jié)合一些實例對具體問題展開分析，并提出解決辦法、優(yōu)化方案及預(yù)防措施。

2 就地盤柜安裝問題

2.1 安裝方式

電氣盤柜的排列方式有兩種：一種是成列式安裝，一種是獨立式安裝。如圖1所示。

電氣盤柜的基礎(chǔ)型鋼也有兩種：一種是臥式，一種是立式。如圖2所示。

根據(jù)上述不同的排列方式和不同的基礎(chǔ)型鋼，可排列組合出以下四種安裝方式：

6kV（或10kV）高壓盤柜盤、380V低壓PC段及MCC段盤柜采用方式1，在此不贅述。重點說說就地變頻柜的安裝方式問題。

變頻器由于具有良好的起動、控制、節(jié)能等特性，得到越來越廣泛的應(yīng)用。但變頻器（特別是大型變頻器）有一個突出的問題，就是運行過程中發(fā)熱量較大，且發(fā)熱量隨負荷增大而變大。這是變頻柜安裝必須注意的問題，但很多時候并未引起足夠的重視。下圖3為某廠稀釋風(fēng)機變頻柜的安裝圖。

圖3變頻柜排熱風(fēng)扇安裝在盤柜左側(cè)中上方，若采用1或2成列式安裝，必然會擋住右面盤柜的排熱風(fēng)扇，影響柜內(nèi)散熱。正是由于安裝方式的問題，該廠2號稀釋風(fēng)機（右側(cè)）曾因盤內(nèi)溫度過高而導(dǎo)致變頻器保護跳閘。

有的變頻柜排熱風(fēng)扇安裝在盤柜頂部，如下圖4所示。

顯而易見，采用圖4排熱風(fēng)扇設(shè)計的變頻柜可采用3或4的安裝方式。

除此之外，還需注意兩點：一是盤柜有無進風(fēng)孔，二是盤柜安裝位置下方有無電纜溝道。這兩點都和排熱通風(fēng)效果有關(guān)。

由于就地控制盤柜涉及到大量的一、二次電纜的敷設(shè)及接線工作，一旦盤柜就位、接線調(diào)試完畢，其安裝位置及基礎(chǔ)高度就很難更改。所以在就地盤柜的安裝過程中，不能一味的照搬圖紙，應(yīng)該根據(jù)盤柜的實際情況及安裝位置來確定安裝方式。

上述問題并非個例，很多發(fā)電廠都有類似的問題。原因在于：1）設(shè)計院只考慮基礎(chǔ)型鋼的設(shè)計尺寸及所用材料（槽鋼）的數(shù)量，忽視了盤柜排熱風(fēng)扇安裝位置等具體信息；2）工程技術(shù)人員經(jīng)驗不足或未能嚴格把關(guān)，只知按圖施工，不結(jié)合實際。

2.2 盤柜材質(zhì)

下圖5為某廠廢水計量泵就地控制柜。

該廢水計量泵控制柜外殼材質(zhì)為鐵皮，由于車間內(nèi)空氣流通不暢，酸、堿等腐蝕氣體濃度較大，柜內(nèi)繼電器、端子排等元器件及二次線頭銹蝕嚴重。投入使用兩年，發(fā)生多次非正常跳閘、無法啟動及信號異常等問題。

所以，安裝于上述特殊環(huán)境下（酸、堿、室外）的盤柜應(yīng)使用不銹鋼材質(zhì)的柜體，同時保證室內(nèi)通風(fēng)，必要時可給盤柜加裝室外風(fēng)道，降低柜內(nèi)腐蝕氣體含量。

3 感應(yīng)電問題

在發(fā)電廠電氣及熱控系統(tǒng)中，經(jīng)常有感應(yīng)電問題。感應(yīng)電一般是在同一敷設(shè)路徑上，控制電纜受動力電纜的強電干擾而產(chǎn)生的虛電。通常電壓能達到幾伏至二百多伏，但電量卻很小，當感應(yīng)電電量達到可以使繼電器動作時，會非常危險。

通常，除塵、除灰、輸煤、循環(huán)水等附屬系統(tǒng)中，由于電纜敷設(shè)路徑較長，二次控纜易產(chǎn)生感應(yīng)電。消除感應(yīng)電并不難，只要將控纜兩端鎧甲或屏蔽層接地，便可有效消除線芯上的感應(yīng)電；若控纜較多且已接線完畢，問題電纜雖然較少，但很難查找，可將有問題的線芯對地并接一個小電容，即可消除感應(yīng)電。

某660MW火電機組布袋除塵器，由于控制電纜敷設(shè)路徑長且全部為一端接地，導(dǎo)致二十多臺清灰電機指令線都帶感應(yīng)電，運行中頻繁自行啟停。后在每臺清灰電機抽屜開關(guān)內(nèi)將指令線并電容接地，問題解決。

某300MW火電機組輸煤系統(tǒng)，由于指令線受感應(yīng)電干擾，煤倉間梨煤器頻繁自行抬落，嚴重影響機組運行及人身安全。由于數(shù)量較多，只能將所有指令控纜兩端屏蔽層都接地后，感應(yīng)電消除。

雖然反復(fù)強調(diào)將控纜兩端屏蔽層都接地可有效消除感應(yīng)電，但由于火力發(fā)電廠的除塵、除灰、輸煤、循環(huán)水等附屬系統(tǒng)遠離主廠房，且環(huán)境較為惡劣，施工人員在接線工藝及質(zhì)量方面容易松懈，所以感應(yīng)電問題還是會經(jīng)常發(fā)生。這就要求工程技術(shù)人員在加強技術(shù)監(jiān)督的同時，施工人員也要不斷提高自身素質(zhì)和修養(yǎng)，嚴律己、不懈怠，保證工藝質(zhì)量符合要求。

4 事故按鈕問題

重要的電氣設(shè)備附近都要安裝一個事故按鈕。當電氣設(shè)備發(fā)生緊急狀況、危及設(shè)備或系統(tǒng)安全時，巡視人員可立即拍事故按鈕，使之立刻斷電。

通常，一個事故按鈕控制一臺電源開關(guān)。如果電動機需要正反轉(zhuǎn)控制、或高低轉(zhuǎn)速控制、或工頻變頻控制，那么一臺電機就需要兩個電源開關(guān)。這種情況下，就必須考慮事故按鈕的數(shù)量和接線方法。

（1）有一種設(shè)計為兩根控纜、兩個事故按鈕，分別控制兩臺開關(guān)。這種設(shè)計比較保守，優(yōu)點是控纜及事故按鈕作用明確，只跳一臺開關(guān)。圖6為電機正反轉(zhuǎn)示意圖。

圖6的設(shè)計存在弊端是：由于短時間內(nèi)很難分辨出電機正反轉(zhuǎn)、高低轉(zhuǎn)速、工頻變頻狀態(tài)，所以緊急狀態(tài)下拍事故按鈕時必須SA1和SA2一起按。如果有兩臺電機、配四個事故按鈕，且按鈕并排安裝，則存在按錯的風(fēng)險。

（2）還有一種設(shè)計為兩根控纜、一個事故按鈕，同時控制兩臺開關(guān)。這種設(shè)計比較簡潔、人性化，優(yōu)點是一個事故按鈕可同時控制兩臺開關(guān)。如圖7所示。

圖7的設(shè)計需要注意：事故按鈕SA必須同時提供兩對常開接點，各接一根控纜至各自電源開關(guān)。暨兩根控纜不能接至SA的同一對開接點。

某300MW火電機組可逆式碎煤機（6kV高壓電機）運行期間，無論正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，均發(fā)生偷跳，保護裝置無任何報警，開關(guān)機械特性正常。后查明該碎煤機正轉(zhuǎn)事故按鈕跳閘控纜（101、133）與反轉(zhuǎn)事故按鈕跳閘控纜（101、133）接至事故按鈕SA的同一對開接點。如下圖8所示。

拆掉外部控纜，用萬用表測量保護裝置101和133端子之間、101和133端子之間均有有18Ω左右的阻值，這個阻值來自保護裝置內(nèi)部，不可更改。當兩根控纜按上圖接至事故按鈕同一開接點時，對于正轉(zhuǎn)保護裝置來說，雖然SA接點不通，但101和133之間的阻值只有18Ω，且與SA是并聯(lián)關(guān)系，所以正轉(zhuǎn)保護裝置認為SA兩端阻值為18Ω。18Ω的阻值基本上是保護裝置判斷事故按鈕接點通斷的臨界值，導(dǎo)致該碎煤機發(fā)生偷跳。

5 結(jié)束語

本文闡述和列舉的都是發(fā)電廠電氣安裝過程中的一些小細節(jié)、小案例，嚴格意義上說，有些問題并不屬于安裝工藝及質(zhì)量的范疇，但卻影響設(shè)備的穩(wěn)定運行。只要工程技術(shù)人員及施工人員精細管理、精心施工，很多類似的問題是完全可以避免的。同時希望本文能為相關(guān)人員、特別是在建工程技術(shù)人員提供一點借鑒，為機組持續(xù)安全穩(wěn)定運行打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]西門子MICROMASTER430變頻器使用手冊[S].軟件版本V2.1西門子.

[2]WDZ-5200系列微機保護測控裝置技術(shù)說明書[S].金智科技股份有限公司.

[3]電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準[S].GB50150-2006建設(shè)部.

作者簡介：卞永勝（1980-）男，本科，電氣工程師，主要從事電氣一次及繼電保護工作。