上橋泵站高壓開關(guān)柜及六氟化硫斷路器更新改造

曹 旭

（安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 懷遠(yuǎn)233400）

1 概 述

上橋泵站位于安徽省懷遠(yuǎn)縣城西南8 km處的白蓮坡鎮(zhèn)，是茨淮新河上橋樞紐的主體工程之一，為大（2）型泵站，兼有灌溉與排澇功能。上橋泵站于1978 年建成并投入使用，安裝6 臺水泵機(jī)組，設(shè)計(jì)流量120 m3/s，額定揚(yáng)程4.7 m，總裝機(jī)容量9 600 kW。

2 電氣設(shè)備存在的問題

泵站配備的10 臺6 kV高壓開關(guān)柜已經(jīng)運(yùn)行14 a，出現(xiàn)斷路器手車與接地開關(guān)操作結(jié)構(gòu)變形明顯、卡阻嚴(yán)重，斷路器手車儲能電機(jī)與斷路器輔助開關(guān)經(jīng)常損壞，部分航空插頭接觸不良導(dǎo)致合閘失敗，過電壓保護(hù)器老化嚴(yán)重，耐壓試驗(yàn)時(shí)泄漏電流值超標(biāo)等問題。2 臺35 kV六氟化硫斷路器經(jīng)過11 a運(yùn)行，出現(xiàn)彈簧操作機(jī)構(gòu)配合間隙增大導(dǎo)致多次合閘失敗、斷路器底座銹蝕嚴(yán)重、六氟化硫氣體微水超標(biāo)等問題；且在2019 年汛期因漏氣率逐年增大使氣罐壓力低于安全運(yùn)行值，經(jīng)補(bǔ)充六氟化硫氣體后才恢復(fù)正常運(yùn)行。鑒于高壓開關(guān)柜和六氟化硫斷路器存在的問題已影響到泵站的安全運(yùn)行，2021年汛后對其進(jìn)行了更新改造。

3 更新改造主要內(nèi)容

3.1 高壓開關(guān)柜

3.1.1 柜體

老柜體型號為KYN28A—12 高壓開關(guān)柜，因?yàn)镵YN28A—12 型號的高壓開關(guān)柜優(yōu)越的性能和結(jié)構(gòu)，新柜選用型號為KYN28A—12（Z）的高壓開關(guān)柜，且主要技術(shù)參數(shù)如額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定動(dòng)穩(wěn)定電流、4 s 熱穩(wěn)定電流及防護(hù)等級等主要技術(shù)指標(biāo)不低于老柜。

新柜具有如下特點(diǎn)：一是完全封閉，柜體在交流金屬封閉設(shè)備中防護(hù)最好。二是簡單且有效的“五防”閉鎖，防止誤操作。三是可以在面板關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行所有設(shè)備的操作，包括斷路器的操作、手車的推入和移出、接地開關(guān)的操作。

3.1.2 真空斷路器

老柜使用的是VB2 型真空斷路器，新柜采用的是國內(nèi)產(chǎn)VTK3—12 型免維護(hù)真空斷路器，在額定電壓、額定短路開斷電流、標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓等技術(shù)參數(shù)上不低于老真空斷路器。

斷路器的主要特點(diǎn)一是主體部分利用先進(jìn)的環(huán)氧固封技術(shù)，解決了環(huán)境耐受問題。二是彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)為模塊化設(shè)計(jì)，可以方便地更換儲能電機(jī)、合閘線圈、分閘線圈，無需拆卸其他零部件，后續(xù)維護(hù)也簡單。

3.1.3 多功能表

老柜上安裝有1 臺三相三線有功嵌入式脈沖電度表和1 臺三相三線無功嵌入式脈沖電度表，分別用來統(tǒng)計(jì)機(jī)組的有功、無功消耗量，統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容較少，已不能滿足泵站運(yùn)行中對多個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的要求；為此，對原有功、無功電度表進(jìn)行了更新改造。新柜安裝有1 臺HJ103M 型數(shù)碼多功能表，可以測量有功功率、無功功率、電流、電壓、功率因數(shù)及電量等，不僅減少了設(shè)備數(shù)量，使柜面更為簡潔，而且可以檢測、顯示的內(nèi)容更豐富。

3.1.4 過電壓吸收器

老柜內(nèi)配備了型號分別為JPB（H）Y5CD2—7.6/17、JPB（H）Y5CZ1—7.6/24×19 的組合式過電壓保護(hù)器。新柜配備的兩種型號過電壓吸收器由金屬氧化物電阻片疊加組裝，電阻片具有較好的非線性伏安特性［1］，且沒有放電間隙。吸收器具有陡波響應(yīng)特性好、沖擊電流耐受能力大、殘壓低、動(dòng)作可靠、無工頻續(xù)流、耐污穢能力強(qiáng)、密封可靠、防爆性能好、耐老化性能優(yōu)越等特點(diǎn)。其中PT 柜配備的是型號為ETY—G—17/3200 的過電壓吸收器，它是一種能夠滿足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中過電壓特點(diǎn)的一種大能容專用過電壓吸收器，可以有效限制大氣過電壓和操作過電壓。其他高壓開關(guān)柜配備的過電壓保護(hù)器為EAT—5Z—17/600 系列交流系統(tǒng)用一特六柱全項(xiàng)雙安全保護(hù)裝置，可以實(shí)現(xiàn)35 kV及以下的電力系統(tǒng)相地、相間免受大氣過電壓和操作過電壓損害［2］。

3.1.5 消諧器

ET—LXQ 型消諧器是一種高容量非線性電阻器，安裝于電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)與地之間，防止電壓互感器因鐵磁飽和引起的諧振過電壓導(dǎo)致燒毀甚至爆炸［3］。此外，消諧器還可以預(yù)防電壓互感器開口三角兩端短路（實(shí)為開口三角兩端都接地）事故發(fā)生，并降低了開口三角兩端三次諧波電壓及不平衡基波電壓和一次繞組中消諧電阻兩端的電壓，這對于中性點(diǎn)為低絕緣的電壓互感器長期處在低電壓下（小于100 V）運(yùn)行十分有益。

3.2 六氟化硫斷路器

新六氟化硫斷路器型號為LW8—35，與老斷路器型號一致，具有以下特點(diǎn)，能夠很好地滿足泵站的安全運(yùn)行需求：一是開斷性能優(yōu)良，燃彌時(shí)間短，電壽命長。二是機(jī)械可靠性高，能頻繁操作。三是結(jié)構(gòu)簡單、不檢修周期長等。

此外，斷路器安裝有六氟化硫密度控制器，可以對氣體壓力進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)斷路器內(nèi)氣體壓力低于0.45 MPa 時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號；當(dāng)斷路器內(nèi)氣體壓力低于0.40 MPa時(shí)，發(fā)出閉鎖信號，提醒運(yùn)行人員及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

4 需要注意的問題

4.1 設(shè)備選擇

在選擇新設(shè)備時(shí)，應(yīng)確保其性能不低于現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，品牌型號有條件時(shí)優(yōu)先采用優(yōu)質(zhì)品牌；隨著新技術(shù)的進(jìn)步，儀表選擇集成度高的，可以對多參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。

4.2 新設(shè)備檢查及舊設(shè)備拆除

新設(shè)備到場后，需要對技術(shù)資料、備品備件、安裝輔材等進(jìn)行驗(yàn)收，以防缺失，影響后續(xù)安裝進(jìn)度。對高壓開關(guān)柜及六氟化硫斷路器進(jìn)行拆除時(shí)，如果主電纜及二次接線繼續(xù)保留使用，需將它們拆除后放置到合適的位置，不妨礙新設(shè)備安裝；同時(shí)對二次接線標(biāo)號丟失、損壞或字跡模糊不清的進(jìn)行更換。

4.3 新設(shè)備安裝

高壓開關(guān)柜按照相關(guān)規(guī)范，使用鐵墊片對高壓開關(guān)柜先單面后整體的原則找平；電纜接線時(shí)注意相序，銅排連接處涂抹導(dǎo)電膏。六氟化硫斷路器安裝好并進(jìn)行首次充氣前，需先檢查所有密封法蘭面的螺栓是否松動(dòng)、瓷件有無破損、三相氣體連通管及六氟化硫密度控制器安裝是否完好。在充氣完成后，用微量水分檢測儀對六氟化硫氣體進(jìn)行含水量檢測，測得數(shù)據(jù)根據(jù)環(huán)境溫度對照產(chǎn)品說明書上的水份含量—溫度曲線，其數(shù)值應(yīng)符合規(guī)范要求。

5 更新改造后的效果

設(shè)備安裝完成后，按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 50150—2016）以及《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T 596—2005）等相關(guān)規(guī)范要求，對新設(shè)備進(jìn)行了電氣預(yù)防性試驗(yàn)，主要試驗(yàn)內(nèi)容包括：真空斷路器的開關(guān)接觸電阻、絕緣電阻、工頻耐壓、分、合閘時(shí)間和同期度以及過電壓吸收器（保護(hù)器）的耐壓試驗(yàn)UDC1mA 以及0.75 倍UDC1mA 下泄露電流值等；六氟化硫斷路器的絕緣電阻、開關(guān)接觸電阻、工頻耐壓、分、合閘時(shí)間和同期度等，試驗(yàn)結(jié)果均符合規(guī)范要求，且與出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，差別微小。

電氣預(yù)防性試驗(yàn)合格后，先后對機(jī)組進(jìn)行了空、重載試機(jī)，新設(shè)備均運(yùn)行正常。

6 結(jié) 語

泵站電氣設(shè)備使用達(dá)到一定年限后容易出現(xiàn)故障以及性能下降等問題，通過更新改造，可以使泵站更加安全可靠的運(yùn)行。在設(shè)備改造過程中，應(yīng)提前關(guān)注行業(yè)新的技術(shù)成果，并按照工程實(shí)際制定采購需求，使新技術(shù)能運(yùn)用在新設(shè)備上。