電氣二次設備安裝過程控制分析

眭玲，慈昂

（1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學院，安徽蕪湖241000；2.安徽省蕪湖市儀器儀表研究所，安徽蕪湖241000）

電氣二次設備安裝過程控制分析

眭玲1，慈昂2

（1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學院，安徽蕪湖241000；2.安徽省蕪湖市儀器儀表研究所，安徽蕪湖241000）

實踐證明，發(fā)電、變電、配電等各類電力機組需要靠二次電氣設備的輔助實現(xiàn)其運行，二次系統(tǒng)的工作狀態(tài)直接影響著各種機電設備經(jīng)濟運行和排除故障的能力，而二次設備的安裝和調(diào)試質(zhì)量又直接影響著其使用階段的整體服務水平，因此，工程師必須對設備安裝和調(diào)試的全過程進行嚴格控制，確保二次電氣設備的安裝科學合理，確保其能夠為電力系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)、可靠、高效的保障.

電氣二次設備；安裝；調(diào)試；過程控制

1 電氣二次系統(tǒng)及其設備概述

電力系統(tǒng)主要由一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)兩部分組成，其中一次系統(tǒng)是指由主設備構(gòu)成的主體系統(tǒng)，二次系統(tǒng)則是對一次系統(tǒng)的運行執(zhí)行控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)測、維護等功能的輔助系統(tǒng)，主要包括測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、保護系統(tǒng)以及互感器二次電路等部分.先進、高效的電氣二次系統(tǒng)能夠快速預報故障并及時將其切除，是一次系統(tǒng)安全工作的重要保障.

近年來，隨著我國電力工業(yè)技術(shù)水平的提高，電力二次系統(tǒng)也在設備的生產(chǎn)、配套、安裝、調(diào)試、使用等各個環(huán)節(jié)得到了長足的發(fā)展.目前，系統(tǒng)已由最初的單一強電控制發(fā)展為強弱電聯(lián)合計算機共同控制，在簡化操作的同時，也提高了系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性.通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、以及計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，使二次系統(tǒng)越來越向著功能多樣、管理統(tǒng)一、信息共享的方向發(fā)展，解決了過去系統(tǒng)功能單一、設備復雜、接線混亂等問題.以電廠、變電站等電力系統(tǒng)中的保護裝置為例，由微機、集成電路、晶體管、整流元件等構(gòu)成的保護裝置已經(jīng)逐步取代了原有的電磁繼電器，使系統(tǒng)的綜合自動化程度和管理水平都有了明顯的提升.

2 二次設備安裝的全過程控制分析

所謂安裝過程控制，即是指為達到規(guī)定的安裝質(zhì)量目標而對影響過程狀況中的各種變量參數(shù)所進行的操縱和管理.電氣二次設備安裝過程中，應對安裝準備階段、安裝階段、調(diào)試階段中各種關(guān)鍵控制要點予以特別重視.

設備安裝準備階段的控制要點主要包括：分析安裝現(xiàn)場的條件及安裝技術(shù)的復雜程度，確認設備及部件的質(zhì)量，了解人力、機具、吊車的準備部署情況等.應認真清點設備的元部件、備件數(shù)量，檢驗設備及元部件和備件的外觀及質(zhì)量.做好開箱記錄，如有可能盡量以圖片形式記錄.檢查其設備說明書、出場合格證等是否齊全.按照圖紙及施工驗收規(guī)范對基礎中心線標高和幾何尺寸進行核驗.重點檢查設備基礎、預埋件、預留孔，以及坐標位置、標高、外形尺寸等是否符合技術(shù)要求.考慮到二次電氣設備安裝的復雜性，安裝前還必須將技術(shù)交底工作落實到細節(jié).

在安裝階段，除確保安裝工藝的每一步都符合國家或行業(yè)標準中各類安裝規(guī)程、技術(shù)條款及性能保證值標準的要求外，還應在質(zhì)量管理中采取主動控制與被動控制相結(jié)合的方法.主動控制即在各類工程項目開工之前對圖紙與方案進行全面審核，確保安裝的科學性和完備性，被動控制則是在正式施工階段由相關(guān)職能單位、監(jiān)理部門等質(zhì)量監(jiān)督單位采用旁站監(jiān)理、巡查核查等方式進行偏差監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)和糾正安裝中的問題.

在電氣二次設備的調(diào)試環(huán)節(jié)，同樣應通過科學的方法，對電氣二次設備的安裝質(zhì)量進行驗收和調(diào)整.試驗應通過嚴格的查線工作和信號系統(tǒng)傳動分析，檢查安裝階段是否有質(zhì)量問題出現(xiàn).在這一環(huán)節(jié)，應特別重視對安全問題的控制，以確保調(diào)試工作的順利進行.

3 電氣二次設備安裝階段應注意的具體問題

作為實現(xiàn)電力二次系統(tǒng)服務能力的重要基礎，二次電氣設備的安裝調(diào)試環(huán)節(jié)對整個電力系統(tǒng)具有關(guān)鍵性的作用和影響.因此，安裝必須符合設備合同文件中技術(shù)條款的各項要求，嚴格按照規(guī)程進行，確保其性能符合設計需要.安裝過程中，還應設立旁站監(jiān)理，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題須立即處理和糾正.

3.1 圖紙的審核與驗證

安裝流程的第一步是審核圖紙的正確性，審核主要包括二次設備的原理圖、配線圖以及程序框圖等，審核過程應首先注重二次系統(tǒng)控制過程的完備性，特別是對使用計算機控制的系統(tǒng).以葛洲壩電廠的發(fā)電機組為例，該機組采取自動準同期方式，勵磁裝置中功率柜采用負壓風冷方式，兩臺風機互為備用；風機設有機組LCU自動開啟、自動停止，風機控制把手上有“自動、手動、停止”3個位置；同時機組LCU和上位機可以單獨啟、停風機.從控制原理上看，當發(fā)電機空載升壓后，如果LCU開機流程中設置的1臺勵磁風機未啟動，則自動準同期后，由斷路器輔助觸點通過重復繼電器作為備用回路啟動勵磁風機.此設計在原理上是正確的，但控制工程并不完備.在現(xiàn)場的實際運行中，由于斷路器中間重復繼電器的兩對常開觸點分別接入兩臺勵磁風機，因此出現(xiàn)兩臺風機同時啟動.機組LCU做斷路器位置開出試驗時，如果風機電源投入，勵磁風機兩臺也會同時啟動.解決的方法是將1臺風機接觸器的輔助常閉觸點串在另1臺風機的自保持回路.由此可見，即使原理正確的控制過程也可能存在不完備性，如果不能在圖紙審核環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)并進行有效控制，就可能給設備的運行管理埋下巨大的風險隱患.

3.2 系統(tǒng)元件的校驗

要使安裝質(zhì)量達到標準要求，還必須確保設備各元件的質(zhì)量合格，所有輔助設備都能安全、高效地運行.特別是在電力二次系統(tǒng)中，基礎自動化元件多而復雜，對整個系統(tǒng)的影響也非常大，因此必須嚴格按照指定的校驗規(guī)程對其進行分析.基礎自動化元件主要包括繼電器、傳感器、變送器、電磁閥、以及觸點、表計等各種類型，校驗應遵循采購合同上的技術(shù)規(guī)范條款，如合同上未注明標準，則應依照說明書上的性能保證值進行校驗.校驗者應選擇知識經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，并要求電廠的管理、維護人員一同參與校驗.

3.3 盤內(nèi)器具與現(xiàn)地自動化元件的安裝

根據(jù)設備的尺寸作好基礎支架，安裝在盤、柜上的元器件要排列整齊，固定牢固并考慮能單獨拆裝而不影響其它電器元件及導線束的固定，發(fā)熱元器件安裝在散熱良好的地方，端子排安裝離地面應＞350mm，以便于接線；強、弱電端子正負電源之間及常帶電正電源與合閘或跳閘回路之間用空端子隔開；潮濕環(huán)境中應采用防潮端子；電流回路要經(jīng)過試驗端子其它需斷開的回路要經(jīng)過特殊端子或試驗端子.盤、柜中的母線安裝時，不同相或不同極的裸露載流部分之間，裸露載流部分與未經(jīng)絕緣的金屬體之間，電氣間隙應≥12mm；爬電距離則應≥20mm.現(xiàn)地自動化元器件應按設計要求的部位安裝好基礎支架，其水平度、垂直度應符合要求；元器件安裝應牢固并便于測試、檢修和更換.

3.4 電纜管的設置

電纜管必須嚴格依照安裝圖紙進行埋設.電纜敷設前，首先要確保通道通暢.為使其符合技術(shù)要求，應對埋管進行疏通，去除積水及雜物.在電路橋架安裝過程中，為使電纜不與橋架或地面直接摩擦，電纜應從電纜盤的上端引出，并保持其整齊、固定且不交叉.在固定環(huán)節(jié)，應注意的是：若電纜在＞45°的電纜溝內(nèi)或豎井內(nèi)敷設時，應通過慢速卷揚機下放，并每隔2m將電纜綁扎在牽引鋼絲繩上固定，直至其正確固定在支架上方可拆除.此外，還應在橋架安裝完成后，按照安裝圖在橋架底部對電纜進行防火處理，并確保防火隔板與橋架尺寸搭配、連接嚴密以確保其封堵效果.每層電纜敷設結(jié)束，還應再將一層防火隔板鋪設在橋架上部.

3.5 接線環(huán)節(jié)應注意的問題

電纜鋪設完畢后，即應進行配線，具體工作包括開電纜、做電纜頭、編寫號頭以及對線并上端子，作業(yè)中應合理預留芯線長度，并確保其接地線與各類插頭均符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求.這一環(huán)節(jié)中，應特別注意盤柜內(nèi)的二次接線問題.接線前應先對盤柜進行開箱檢查，確保設備、元器件的安全、固定，各種線頭、端子、標簽均無脫落且無裂紋.為保證接線的正確性，必須嚴格依照設計圖紙進行作業(yè)，并以焊接、插接、螺釘連接等方式確保連觸點牢固.導線應通過接線端子進行連接，且應使端子板上每側(cè)導線≤2根，導線應盡可能不出現(xiàn)接頭，并應整齊、無交叉、且絕緣良好.芯線焊接中應避免焊渣等因素造成的虛焊、假焊、以及虛地問題，并注意直流元件的正負極性、電動閥或電磁鐵的開啟關(guān)閉等方向性問題，以杜絕施工不慎導致的對稱回路配反問題.

4 電氣二次設備調(diào)試階段應注意的問題

安裝結(jié)束后，必須通過試驗對二次設備的各項性能進行分析、評價，針對存在的問題認真查找原因，并及時處理.可以說，試驗與調(diào)試是電力二次系統(tǒng)投產(chǎn)前的關(guān)鍵一步.

4.1 試驗的準備及其具體措施

進行試驗前，應首先準備好相關(guān)儀器、儀表、記錄表，并通過分析和討論使參與人員充分了解試驗原理與注意事項，確保其思路清晰、分工明確、且已確實做好必要的消防預案和安全措施.試驗接線環(huán)節(jié)，須依照技術(shù)要求派專人進行監(jiān)護，防止有人誤入帶電區(qū)域或誤合電源.其后，方可開始試驗.試驗必須嚴格依照試驗大綱進行，試驗中，應及時記錄試驗數(shù)據(jù)，并在試驗結(jié)束后將其整理成電子報告，以實現(xiàn)系統(tǒng)管理的標準化.此外，試驗階段的安全控制是工作的另一個重點，試驗中最常見的安全問題包括：接線未完成就提前接通試驗電源，導致操作人員觸電；接線錯誤導致試驗設備被損壞；消防措施不完備；設備失控造成設備及配線等燒毀等，這些問題都應特別引起工作人員的重視.

4.2 調(diào)試工作

電氣二次設備的調(diào)試一般都是圍繞著圖紙研究、查線、及控制與信號系統(tǒng)傳動的調(diào)整展開的.在確定設備設計合理且與實際設備一致的前提下，可主要檢查電流互感器二次極性的接線問題，特別是母線保護回路是否跳錯支路，此時應認真檢查刀閘位置和掉閘出口，對其二次接地點的正確性進行確認.對于電壓互感器，應首先檢查其繞組極性是否正確，和一次系統(tǒng)相序一致與否，檢查同期系統(tǒng)帶并側(cè)電壓和系統(tǒng)側(cè)電壓相序、幅值正確，避免非同期合.在控制與信號系統(tǒng)傳動的調(diào)整中，應首先確保控制電源回路的絕緣合格.合閘前應先用搖把將刀閘搖合至一半處，再電動合閘，防止電源三相反相序造成刀閘反轉(zhuǎn)扭傷機構(gòu).此外，信號回路必須一一對應，以防信號錯誤造成運行人員誤判斷影響事故處理和事故分析.

5 結(jié)語

實踐證明，電氣二次設備在排除電氣系統(tǒng)故障、提高系統(tǒng)自動化水平、實現(xiàn)電力工業(yè)經(jīng)濟效益等方面都具有著關(guān)鍵而顯著的作用，而二次設備在安裝及調(diào)試階段的質(zhì)量控制則直接決定其后期運行服務能力，必須得到工程師充分的重視.安裝工程中，最重要的是嚴格按照技術(shù)要求執(zhí)行，并及時復查，一旦在安裝或試驗過程中發(fā)現(xiàn)問題，必須立即找出確切的原因并加以調(diào)試和改進，以確保電力二次設備的質(zhì)量符合標準要求，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的可靠性與經(jīng)濟性.

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