低壓開關(guān)柜升級改造效果明顯

李昉駿

摘 要 運行20年的低壓變電所存在設(shè)備老化、發(fā)熱嚴(yán)重、操作機構(gòu)故障、備件停產(chǎn)、備自投功能失效、不具備后臺通信監(jiān)控功能等實際問題，對其進(jìn)行改造后，已具備變電所綜合自動化功能。文章解析了改造后的優(yōu)點，并對改造全過程及關(guān)鍵點進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】變電站 數(shù)字化通訊 本質(zhì)安全 供電可靠性

1 概述

化工企業(yè)變電所肩負(fù)著整套化工裝置的供電需求，變電所的安全可靠運行是生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定地生產(chǎn)的重要因素。電氣設(shè)備由于長期帶電運行，元器件老化是不可避免的，有的隱患可以用更換元器件來延長生命周期，有的屬于機械結(jié)構(gòu)故障只能用升級改造的辦法來解決。另外隨著通訊技術(shù)在供配電行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，后臺監(jiān)控在現(xiàn)代化變電所中扮演著越來越重要的角色，它能幫助變電所值班人員比以往更精確地維護變電設(shè)備的運行。但是20年前甚至更久之前建成的變電所更多是采用傳統(tǒng)繼電器來對供配電設(shè)備進(jìn)行保護和控制，這類變電所無法接入網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)入遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制系統(tǒng)。相比較化工企業(yè)裝置的生產(chǎn)需求，早期建成的變電所升級改造是一件勢在必行的事。

2 變電所開關(guān)柜改造前存在的問題

我廠尿素變電所0.4kV舊開關(guān)柜屬于封閉式抽屜柜，產(chǎn)于意大利一家開關(guān)柜廠，出廠年份為1995年。目前大部分備件已經(jīng)不再生產(chǎn)，改造前所有備件已經(jīng)消耗殆盡，變電所安全運行的形勢不容樂觀。

另外由于配電柜操作機構(gòu)復(fù)雜，柜門變形嚴(yán)重，有許多柜門無法合上，電氣五防已不達(dá)標(biāo)，存在安全隱患，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的連續(xù)運行。據(jù)統(tǒng)計，自2009年至開關(guān)柜改造之前，先后因開關(guān)柜結(jié)構(gòu)故障、元器件損壞和功能故障導(dǎo)致裝置停車4次，累計停車2.5天，給我公司造成巨大損失。

另外，隨著化工裝置DCS系統(tǒng)的智能化升級，需要采集設(shè)備各種運行數(shù)據(jù)，舊開關(guān)柜已經(jīng)無法跟上生產(chǎn)裝置的需求，變電所開關(guān)柜改造勢在必行。

3 變電所開關(guān)柜改造過程

此次納入改造范圍的開關(guān)柜包括0.4KV電源柜（PCC開關(guān)柜）和四段馬達(dá)控制中心開關(guān)柜（MCC開關(guān)柜）。經(jīng)過選擇，我們廠最終選施耐德OKKEN柜作為替代開關(guān)柜。選好廠家后，進(jìn)入改造階段。改造工作十分龐雜，從立項到受電運行歷時2年有余。整個改造周期總結(jié)如下：

（1）與開關(guān)柜設(shè)計人員共同確定待改造設(shè)備的開關(guān)柜尺寸，安裝方式，電纜入口位置，開門方式等設(shè)計要求，確定整體布局不做大的改動，以適應(yīng)電纜長度的需求。

（2）統(tǒng)計待改造設(shè)備的數(shù)量、控制方式、容量大小、工藝控制要求以及需要增加的后臺通訊要求，交由設(shè)計人員繪制圖紙。

（3）由于多年運行，不少開關(guān)柜有設(shè)計變更。為確保改造一次成功，我們查閱對照設(shè)計圖紙和開關(guān)柜，根據(jù)開關(guān)柜實際情況重新繪制一次回路圖和二次回路接線端子表，交由施工人員按表接線，如圖1所示。

（4）開關(guān)廠在施工前3個月完成產(chǎn)品制造。我方派人到開關(guān)廠做出廠驗收，并將現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的一些設(shè)計問題與廠方溝通，待確認(rèn)這些問題可以在安裝現(xiàn)場按照我方的要求來更改后，此批產(chǎn)品通過驗收發(fā)往施工現(xiàn)場。

（5）施工階段處于全廠停車檢修期間，變電所改造的同時還要做好對外提供檢修電源的工作。所以在施工開始之前做好負(fù)荷轉(zhuǎn)移工作之后，施工人員開始進(jìn)行舊開關(guān)柜拆除、新開關(guān)柜安裝、電纜接線及新設(shè)備調(diào)試工作。

由于準(zhǔn)備得當(dāng)，全系統(tǒng)一次送電成功。在整個40天調(diào)試周期內(nèi)，開關(guān)柜沒有出現(xiàn)因設(shè)計、施工、調(diào)試而造成設(shè)備損壞，按制定計劃完成全部調(diào)試內(nèi)容，沒有影響生產(chǎn)裝置的順利開車。

4 變電所開關(guān)柜改造后的優(yōu)點

設(shè)備調(diào)試完畢，裝置開車中，新開關(guān)柜各項運行指標(biāo)良好，沒有發(fā)生一起因開關(guān)柜故障導(dǎo)致設(shè)備停運或損壞事故。

與舊柜相比，新柜有以下特點：

（1）新開關(guān)柜外形設(shè)計緊湊，有效利用舊柜尺寸，設(shè)計上做到密而美，同時操作簡單易上手，操作機構(gòu)堅固可靠，五防功能設(shè)計完善。

（2）0.4KV電源柜全部采用施耐德Sepam S80系列綜合保護器和Masterpact MT系列框架斷路器組合，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，可靠性比舊柜有很大提高。馬達(dá)控制中心結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化，產(chǎn)品元器件多采用施耐德主流產(chǎn)品，備件豐富，更換簡單，抽屜柜制造精度高，更換容易。

（3）馬達(dá)控制中心智能化，采用施耐德公司TeSys T電機管理系統(tǒng)對電機進(jìn)行控制、保護和測量，將電機的各項運行數(shù)據(jù)傳至變電所后臺監(jiān)控系統(tǒng)及中控DCS系統(tǒng)，并留下升級改造空間。

（4）采用直流電源給馬達(dá)控制中心供電，可以避免因失電導(dǎo)致控制保護功能失效。利用馬達(dá)控制中心自帶診斷和統(tǒng)計功能，以及各種可配置的警告和故障，可以更準(zhǔn)確地對電機進(jìn)行控制和保護，設(shè)備的運行可靠性相較以前大大提高。

5 結(jié)語

經(jīng)過半年多運行，整套開關(guān)柜運行穩(wěn)定，至今沒有出現(xiàn)元器件損壞或?qū)е码姍C事故跳閘的故障。運行穩(wěn)定性和可靠性受到值班員、電氣技術(shù)人員和化工裝置總控人員的一致好評。

隨著現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)計、通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)各類繼電器式保護已基本被線路綜保和馬保所取代。此次改造項目費用不高，但實現(xiàn)了當(dāng)前低壓變電所的所有功能，變電運行的可靠性比以前大大提高，此次改造可作為同類低壓變電所的技術(shù)改造借鑒參考。

作者單位

中海石油化學(xué)股份有限公司 海南省東方市 572600