淺談某合成變電所改造

摘要：針對(duì)原合成變電所存在設(shè)備老化、設(shè)計(jì)要求低、開關(guān)柜電氣五防不符合標(biāo)準(zhǔn)、沒有建立完善的后臺(tái)通信監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)際問題，對(duì)其進(jìn)行了改造，分析了改造過程中遇到的問題及解決方案，闡述了合成變電所改造后的優(yōu)點(diǎn)，為類似變電所改造工程提供參考。

關(guān)鍵詞：變電所;功率因數(shù);保護(hù)裝置

0 引言

中海油化學(xué)股份有限公司一期合成變電所是我司一期合成裝置、尿素裝置及脫鹽水裝置的供配電中心，已投運(yùn)22年。合成變電所6 kV系統(tǒng)采用雙電源、單母線分段接線方式，尿素裝置6 kV I/II段母線通過母線橋直接與合成裝置I/II段母線連接，無開關(guān)隔離，共有6臺(tái)6 kV/400 V變壓器，系統(tǒng)一次接線圖如圖1所示。原合成變電所設(shè)計(jì)要求低，開關(guān)柜的電氣五防等要求已不符合現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，自動(dòng)化控制水平低，且開關(guān)柜斷路器小車機(jī)構(gòu)變形嚴(yán)重，電子元件老化，已經(jīng)嚴(yán)重影響到一期化肥生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。因此，急需對(duì)變電所的開關(guān)柜進(jìn)行整體更新改造，以提高供電安全、穩(wěn)定性，提升變電所的自動(dòng)化控制水平。

1 變電所改造前存在的問題

（1）開關(guān)柜斷路器小車機(jī)構(gòu)變形，斷路器小車進(jìn)出操作困難，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常停、送電，甚至因小車機(jī)構(gòu)變形嚴(yán)重，設(shè)備無法送電運(yùn)行。（2）斷路器插接頭錯(cuò)位，斷路器小車無法正常操作，斷路器不能合閘，設(shè)備無法正常運(yùn)行。（3）開關(guān)柜對(duì)操作人員的防護(hù)存在設(shè)計(jì)缺陷，操作時(shí)有可能對(duì)操作人員造成人身傷害。（4）電力系統(tǒng)的功率因數(shù)低。

2 合成變電所改造方案

（1）對(duì)合成變電所內(nèi)6 kV開關(guān)柜和保護(hù)裝置進(jìn)行更新，采用先進(jìn)的具有多重聯(lián)鎖控制功能的鎧裝開關(guān)柜替換老式的電磁式開關(guān)柜;合成變電所6 kV開關(guān)柜綜保采用微機(jī)保護(hù)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁式繼電器，尿素裝置6 kV開關(guān)柜綜保利舊;對(duì)尿素裝置400 V配電柜進(jìn)行整體更新。（2）建立合成變電所的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，收集全所信息并實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的就地監(jiān)視和控制功能，提供各種遙測(cè)與遙脈裝置，同時(shí)將別的變電所的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)全部整合至合成變電所。（3）投用無功補(bǔ)償裝置，對(duì)合成變電所兩段母線就行集中補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

3 改造的重難點(diǎn)

在變電所改造施工過程中，部分400 V設(shè)備需繼續(xù)供電，故在改造施工前6 kV系統(tǒng)由正常的I/II段進(jìn)線分段運(yùn)行方式轉(zhuǎn)為由II段進(jìn)線通過母聯(lián)帶整段母線運(yùn)行方式，將合成變電所400 V系統(tǒng)也由正常的I/II段進(jìn)線分段運(yùn)行方式轉(zhuǎn)為由II段進(jìn)線通過母聯(lián)帶整段母線運(yùn)行方式。利用6 kV系統(tǒng)I段進(jìn)線電纜直接與合成變電所01A、02A變壓器一次動(dòng)力電纜對(duì)接，由I期總變饋線直接對(duì)其供電。在做好核相和安全措施等工作后，在改造施工期間合成變電所400 V系統(tǒng)的01A、02A段進(jìn)線分別由合成變電所01A、02A變壓器供電，供電運(yùn)行方式為I段進(jìn)線通過母聯(lián)帶整段母線運(yùn)行。

在此次改造中，最大的難點(diǎn)是6 kV開關(guān)柜的一次電纜孔的位置確定和一次電纜的長(zhǎng)度是否足夠的問題，6 kV舊開關(guān)柜是上下兩層開關(guān)柜，上下層分別為不同的設(shè)備供電，改造后每一面開關(guān)柜對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備，數(shù)量增加至37面，其中進(jìn)線柜、母聯(lián)柜和PT柜為800 mm寬，其他開關(guān)柜為600 mm寬。為了解決上述兩個(gè)問題，工作人員在改造前進(jìn)行了大量的測(cè)量和分析工作，最終根據(jù)各開關(guān)柜的饋線情況，將PT柜的位置由進(jìn)線柜旁挪至別的地方，并做了一些開關(guān)柜位置的調(diào)整。另外，在改造施工的立柜過程中，對(duì)開關(guān)柜位置進(jìn)行了細(xì)微調(diào)整，整個(gè)改造施工十分順利。

4 改造過程中存在的問題及解決方案

本次改造施工二次接線時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分二次接線不夠長(zhǎng)。對(duì)于到本變電所轉(zhuǎn)接盤不夠長(zhǎng)的二次接線，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)電纜走向是沿著電纜橋架走不規(guī)則的曲線路徑，于是在開關(guān)柜和轉(zhuǎn)接盤之間重新搭建一段直線橋架，將所有到轉(zhuǎn)接盤的二次接線走這段直線橋架，保證二次接線有足夠余量;對(duì)于直接到現(xiàn)場(chǎng)操作站不夠長(zhǎng)的二次接線，采用加長(zhǎng)電纜的方法，用同型號(hào)的電纜線芯與原電纜線芯用錫焊連接，再做絕緣處理。

合成變電所3臺(tái)6 kV電機(jī)的溫度探頭為鉑制的Pt100，原溫度模塊為二線制，接入來自現(xiàn)場(chǎng)的12芯電纜，共監(jiān)控6個(gè)溫度點(diǎn)，改造后的綜保溫度模塊按原來接法，不接補(bǔ)償線，溫度偏差比較大，于是改成三線制接法，將12芯電纜改成只監(jiān)控4個(gè)溫度點(diǎn)。

在調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)，6 kV開關(guān)柜的MSA141模擬輸出模塊輸出到DCS的4～20 mA信號(hào)，在DCS棒圖中的顯示值與實(shí)際不符，后將MSA141模塊的量程最大值由原來的CT一次額定值改成與棒圖的最大值一致。另外，在尿素裝置380電機(jī)配電柜的電流變送器傳送到DCS的4～20 mA信號(hào)，在DCS棒圖中的顯示值也與實(shí)際不符，因電流變送器的最大值為固定值，于是在DCS修改棒圖的最大值，與電流變送器的最大值對(duì)應(yīng)，便將該問題有效解決。

在尿素裝置配電柜中，給馬達(dá)保護(hù)器供電的電源均是由直流小母線直接送到A/D模塊經(jīng)過斷路器再到電機(jī)保護(hù)器，當(dāng)輸送直流小母線電源時(shí)，因A/D模塊內(nèi)有電容器，當(dāng)多個(gè)A/D模塊同時(shí)得電時(shí)，電流會(huì)過大，導(dǎo)致直流饋線開關(guān)跳閘，另外當(dāng)A/D模塊在運(yùn)行中損壞時(shí)，只能帶電更換，所以將A/D模塊與斷路器位置互換，可徹底解決該問題。

在尿素裝置400 V電機(jī)配電柜調(diào)試過程中，有個(gè)別電機(jī)回路因信號(hào)干擾現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)停止不了，究其原因，進(jìn)電機(jī)配電柜的二次電纜有來自DCS高達(dá)130 V的感應(yīng)電壓，于是將進(jìn)電機(jī)配電柜的二次電纜換為雙屏蔽控制電纜，感應(yīng)電壓降至10 V以下，可徹底解決該問題。

5 合成變電所改造后的優(yōu)點(diǎn)

5.1? ? 開關(guān)柜運(yùn)行安全、可靠

開關(guān)柜具有可靠的五防聯(lián)鎖功能，操作簡(jiǎn)單，具有合理的釋壓通道，保證操作人員的人身安全，符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.2? ? 提高系統(tǒng)功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)

投用無功補(bǔ)償裝置后，對(duì)合成變電所兩段母線就行集中補(bǔ)償，每一段無功補(bǔ)償裝置的容量為300+300+600=1 200 kvar，共3組。表1為投用無功補(bǔ)償裝置后6 kV I段進(jìn)線各參數(shù)的變化情況。

5.3? ? 微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)

（1）微機(jī)繼電保護(hù)邏輯判斷清楚，正確;（2）微機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)模擬式保護(hù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)良保護(hù)性能;（3）調(diào)試維護(hù)方便;（4）在線運(yùn)行的可靠性高;（5）能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行信息量。

5.4? ? 擁有強(qiáng)大的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

合成變電所改造完成后，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度、電網(wǎng)調(diào)度綜合化，數(shù)據(jù)集中顯示，自動(dòng)記錄、計(jì)算電量，信號(hào)集中顯示功能，實(shí)現(xiàn)了事故記錄、追憶，保護(hù)裝置自檢功能，雙網(wǎng)可靠運(yùn)行。

6 結(jié)語

該合成變電所改造完成后，工作人員對(duì)變電所開關(guān)柜的功能及配置、變電所自動(dòng)化平臺(tái)分別進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試，完成測(cè)試后，還進(jìn)行了繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場(chǎng)與后臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試測(cè)試，各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果均達(dá)到預(yù)期效果，改造順利完成。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

收稿日期：2020-07-28

作者簡(jiǎn)介：鄭仁錦（1986—），男，海南陵水人，工程師，從事電氣設(shè)備運(yùn)行與檢修維護(hù)工作。