H型鋼生產線高壓配電系統研究與應用

亓淑紅

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司型鋼廠，萊蕪 271100）

1 研究背景

型鋼廠中型線35kV變電所規模為兩臺10000kVA，35kV/6kV的主變壓器，35kV和6kV系統均為單母線分段接線，分段開關，兩條進線，I段電源作為備用電源，II段電源作為正常生產電源。本站柜體設備均選用JYN1-35老柜型，柜體陳舊，維護費用高，停電檢修率高。同時，開關柜由于設計本身存在的缺陷，機械聯鎖機構繁瑣，機械部件部分已損壞，手車操作困難，多次發生弧光短路事故及倒閘操作時間過長等問題。使用電磁式繼電器繼電保護方式，可靠性差，沒有任何的故障記錄、系統運行檢測能力，導致故障排除時間延長，影響正常生產。

2 方案的提出及設計

2.1 升級35KV高壓開關柜，實現微機“五防”功能

“五防”功能是高壓開關柜安全操作的前提，所謂五防就是防止帶負荷拉（合）隔離開關、防止誤分（合）斷路器、防止帶電掛地線、防止帶地線（合）隔離開關、防止帶電誤入帶電間隔。中型35kv高壓開關柜，通過設備升級，配以模擬屏和計算機監視，實現了微機五防功能。

微機防誤閉鎖系統主要由三個部分組成，即防誤主機（或五防模擬屏）、電腦鑰匙及現場鎖具。其特點是防誤主機（或五防模擬屏），將模擬預演后的正確操作步驟傳輸到電腦鑰匙，其后的操作以電腦鑰匙為主，來完成閉鎖鎖具的解鎖工作。在此操作期間，防誤主機不能在線跟蹤操作的執行情況，只有在電腦鑰匙回傳后，才可以獲得相關的操作信息。在操作方式切換頻繁的情況下，電腦鑰匙需要多次回傳，操作較繁瑣。但由于現場鎖具無需敷設電纜，所以具有投資小、覆蓋面廣、可靠性高，結構簡單的優點。

2.2 光纖測溫，提升設備故障檢測能力

在高壓系統中，溫度檢測對故障判斷及故障預防非常重要，通過溫度檢測，能夠發現高壓設備運行是否正常。中型高壓系統幾乎沒有任何的溫度檢測，完全依賴于現場人員的點檢，更加嚴重的是，某些具體部位，如運行的高壓開關柜內部無法進行溫度測量，不能提前發現設備問題，造成事故的擴大。在最近三年，就多次發生了電纜頭爆炸、高壓開關柜內電容器爆炸的事故，造成了巨大經濟損失。

2.2.1 測溫實施方案

根據設備運行情況，參考以往故障情況，首先確定了測溫監控點，主要為35kV斷路器的上下隔離和35kV電纜頭，共計90點，安裝測溫傳感器。其次，進行線路優化和敷設光纖。在項目中，我們選用了EPTM2000型光纖光柵傳感智能解調儀，該設備設有8路模擬量通道接口，因此對90個傳感器進行線路優化。最后設備調試和上位機調試。

2.2.2 測溫原理

型鋼廠中型高壓柜采用EPTM2000型型光纖光柵傳感智能解調儀，其主要包括：光路系統、光電轉換系統、數據采集處理系統、上位機波長計算分析系統。

寬帶光源的光通過光分路器傳輸到外接FBG傳感器中，傳感器將特定波長的光反射回來，再通過光分路器傳輸到光電轉換系統中。通過光電探測器將FBG發射的光波長信號轉換為電信號。數據采集系統采集光電探測器的電信號，進行處理，將電信號轉換為數字信號，通過網口或者串口傳輸到上位機中。上位機中安裝的軟件，通過該軟件計算FBG傳感器中心波長和光譜，再和預先設置到系統的每個傳感器的相關參數進行計算，即可得到用戶所需要的被測物理量。上位機實時收集并記錄所有監測點的溫度數據，發現異常立即報警。

3 微機綜合保護，保障設備安全和事故最小化

隨著計算機和通訊技術的發展，變電站綜合自動化系統作為新一代集保護、測控為一體的新型電氣綜合自動化系統，越來越普及，并表現出眾多優點。因此提出實施微機綜保方案。在項目中，我們選用了魯能的LCS600系列綜保裝置，通過硬件搭建模塊，軟件實現繼電保護的算法，實現了保護、監控一體化，實現了保護、測控、監視功能。

保護和測控具有各自獨立的交流采樣回路，既保證了監測精度，又保證了保護所要求的抗飽和性能。裝置具有操作回路插件，具有獨立的電源回路設計。在電源模塊退出工作后，仍然能夠進行開關手動跳合閘操作。操作回路自動適應現場斷路器各種跳、合閘線圈電流，用戶更換開關不需要改換跳合閘電流繼電器。

保護裝置具有故障錄波功能，記憶最新8 套故障波形，記錄故障前 10個周波，故障后10個周波，返回前10 個周波，返回后5 個周波，可在裝置上查看、顯示故障波形，進行故障分析，也可傳輸至當地監控系統或調度中心，進行錄波數據顯示、分析、儲存和打印。此項功能為分析系統故障提供了一個很好的平臺，也為積累各項經根據現場需要，在高壓配電室安裝監控站，并通過網絡，在較遠的電氣值班室安裝監控計算機一臺，對高壓設備進行遠程監控，并初步具備了高壓配電室無人值守的條件。通過計算機畫面，值班人員對高壓設備運行情況一目了然。

4 應用效果

設備年修完成后，高壓系統的優化升級改造也全部完成，經過一段時間的運行，高壓系統運行穩定，故障率明顯降低，降低了職工點檢維護工作量。同時，高壓系統的控制水平得到了很大提高。通過改造，解決了現場的設備隱患，并取得了較好的經濟效益和社會效益。