泰鋼熱電公司KYN28-12開關(guān)柜的改造

高 強，汪麗麗，韓寶成，孟慶超

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪271100）

1 前 言

山東泰山鋼鐵集團有限公司熱電公司高壓供電系統(tǒng)現(xiàn)存4個電壓等級，分別為110 kV系統(tǒng)、35 kV系統(tǒng)、10 kV和6 kV系統(tǒng)。KYN28A-12開關(guān)柜應用在10 kV和6 kV系統(tǒng)。KYN28A-12是目前國內(nèi)比較常見的一種高壓開關(guān)柜，全名稱為戶內(nèi)金屬鎧裝移開式開關(guān)設備，斷路器位于開關(guān)柜的中部，下部為電纜室，上部為儀表室和母線室。開關(guān)柜內(nèi)部安裝有斷路器、保護計量儀表、電纜等電氣設備，在供電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。KYN28-12開關(guān)柜為全封閉型開關(guān)柜，在長期的運行過程中，觸頭由于老化或接觸不良導致導電能力降低，開關(guān)柜內(nèi)溫度升高，嚴重影響安全運行。通過加裝測溫裝置、通風風機來降低環(huán)境溫度，改善開關(guān)的運行條件，確保了KYN28-12開關(guān)柜的安全運行，保障了集團公司的供電安全。

2 KYN28-12開關(guān)柜性能及應用情況

KYN28A-12開關(guān)柜能滿足GB 3906、IEC 298等標準要求，額定電壓為3～12 kV三相交流電，廣泛應用于發(fā)電、配電及大電機控制系統(tǒng)，能夠起到對電能的控制、保護和檢測的目的。

2.1 KYN28-12開關(guān)柜優(yōu)點

1）所有操作均在柜門關(guān)閉狀態(tài)下進行。2）防護等級高，可防止雜物和蟲害侵入。3）簡單有效的“五防”閉鎖功能，防止誤操作。4）更換斷路器簡單，手車互換性能好。

2.2 KYN28-12開關(guān)柜缺點

1）開關(guān)柜封閉，散熱條件較差，導電連接部位容易發(fā)熱。2）內(nèi)置手車式斷路器動靜觸頭接合部位接觸狀況無法觀察。3）開關(guān)柜內(nèi)部各接點無測溫裝置，無法掌控開關(guān)溫度。4）開關(guān)柜無降溫設施。5）全封閉，故障能量無處釋放，擴大事故范圍。

2.3 KYN28A-12開關(guān)柜的運行現(xiàn)狀

熱電公司5座變電站的6 kV、10 kV系統(tǒng)開關(guān)柜全部為KYN28A-12型，由于本型號開關(guān)柜自身存在的缺陷，運行狀況不是很好，多次發(fā)生開關(guān)燒毀事故。由于開關(guān)柜內(nèi)部沒有溫度監(jiān)控測點，手持式測溫儀無法對開關(guān)柜內(nèi)部進行檢測，對斷路器觸頭的溫度不能掌控，多臺斷路器由于觸頭發(fā)熱燒毀。熱電公司各變電站開關(guān)柜負荷都比較高，電流大都在100～4 000 A，如此高的電流在開關(guān)柜連接部分產(chǎn)生大量的熱量，在全封閉狀態(tài)下，熱量不能傳出，在開關(guān)柜內(nèi)累積。電氣設備長期在高溫環(huán)境下運行，導致導電部位進一步氧化，造成導電、絕緣能力降低，最終導致事故的發(fā)生，開關(guān)柜溫度過熱故障統(tǒng)計情況如表1所示。

3 KYN28A-12開關(guān)柜改造

通過對開關(guān)柜出現(xiàn)的故障進行分析，開關(guān)柜的故障原因主要包括：1）開關(guān)柜負荷高，電流大導致開關(guān)柜溫度較高。2）KYN28A-12型開關(guān)柜全封閉，空氣流通差，內(nèi)部產(chǎn)生熱量無法消散，溫度越積越高。3）KYN28A-12型開關(guān)柜全封閉，內(nèi)部溫度無法檢測，不能掌控設備的運行情況，導致開關(guān)柜由于高溫發(fā)展為事故。4）斷路器動靜觸頭接觸不良、觸頭老化、導電能力差，接觸點溫度高。針對上述4條原因，從測溫監(jiān)控和提高散熱方面對開關(guān)柜進行了改造。

3.1 增加開關(guān)柜在線測溫裝置

KYN28A-12型開關(guān)柜全封閉，用手持式紅外線測溫儀無法檢測內(nèi)部溫度。在開關(guān)柜關(guān)鍵部位加裝無源無線在線測溫裝置，例如斷路器觸頭處、母線室內(nèi)銅牌連接處、電纜室電纜頭處，測溫裝置對開關(guān)柜關(guān)鍵部位的溫度監(jiān)控。通過安裝在線測溫裝置，能夠隨時掌握開關(guān)柜關(guān)鍵部位的溫度，當溫度升高時及時采取措施，避免發(fā)展為事故。對測溫裝置設置報警溫度，當溫度急劇升高達到報警值時報警，提醒值班人員采取應對措施。測溫裝置有自動記錄溫度曲線功能，通過查看溫度曲線變化分析開關(guān)柜是否存在問題，做到預防預控，避免事故發(fā)生。

表1 開關(guān)柜溫度過熱故障統(tǒng)計

3.2 在開關(guān)柜加裝風機

KYN28A-12型開關(guān)柜無通風裝置，散熱條件差，而內(nèi)部電氣元件都會產(chǎn)生熱量，如果不能及時將產(chǎn)生的熱量排除，將導致溫度越來越高，影響開關(guān)柜電氣元件的絕緣和導電性能，形成惡性循環(huán)，最終導致事故發(fā)生。在開關(guān)柜斷路器室底板處、斷路器室上底板處加裝風機，將斷路器室產(chǎn)生的熱量及時排出，在開關(guān)柜母線室后側(cè)加裝風機，將母線室銅排、電纜頭產(chǎn)生的熱量及時排出。通過加裝風機，改善了開關(guān)柜通風條件，降低了開關(guān)柜溫度，明珠站主變開關(guān)柜溫度由原先48℃左右降至現(xiàn)在的39℃左右，起到了良好效果。

4 結(jié)語

開關(guān)柜是供電系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié)，在以往的事故中可以看出，開關(guān)出現(xiàn)故障處理起來難度較大，波及范圍廣，由于溫度得不到及時的控制，在極短時間內(nèi)就會造成大的事故。通過對開關(guān)柜進行改造，加裝在線測溫裝置、通風風機，很好地對開關(guān)柜的運行溫度進行了監(jiān)控，掌握了開關(guān)柜運行狀況，改善了開關(guān)柜內(nèi)部通風條件，降低了開關(guān)柜溫度，為安全供電奠定了基礎。