高壓開關(guān)柜分體式綜保改造方案研究及應(yīng)用

李榮昌

摘 要：微機(jī)綜保達(dá)到規(guī)定的運(yùn)行使用年限后，如何安全、穩(wěn)妥、快速地實(shí)現(xiàn)綜保裝置更換，是整個行業(yè)關(guān)切的問題。本文重點(diǎn)對分體式綜保改造方案予以闡述，同時(shí)總結(jié)實(shí)際工程應(yīng)用效果，為后續(xù)具體工程實(shí)踐提供較好的借鑒。

關(guān)鍵詞：分體式；綜保；改造

中圖分類號：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0204-02

1 引言

根據(jù)《微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》，微機(jī)繼電保護(hù)裝置使用年限一般為10～12年，而高壓開關(guān)柜使用壽命通常超過20年，這導(dǎo)致在高壓開關(guān)柜使用的壽命周期內(nèi)，面臨一次繼電保護(hù)裝置更換的需求。微機(jī)繼電保護(hù)裝置達(dá)到規(guī)定的運(yùn)行使用年限后，面臨老化嚴(yán)重、無備品可換、故障率較高等問題，增大電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。如何安全、穩(wěn)妥、快速地實(shí)現(xiàn)綜保裝置更換，是整個行業(yè)特別關(guān)切的問題，針對上述工程實(shí)際難題，有必要研究一種安全、可靠、快捷的改造方案并予以驗(yàn)證推廣。

2 高壓開關(guān)柜綜保改造難點(diǎn)

高壓開關(guān)柜綜保更換改造面臨如下幾方面典型困難：停電時(shí)間有限；改造過程要求快速、可靠、安全；高壓柜一次設(shè)備、電纜、元器件等利舊；原有圖紙缺失或與現(xiàn)場不一致；現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)規(guī)格與前期差異；安裝尺寸差異等等。其中，因?yàn)椴煌瑥S家裝置大小不一樣，同一個廠家不同時(shí)期不同系列的裝置開孔尺寸也可能有差異，高壓開關(guān)柜綜保改造最直接的困難就是需要解決前后期裝置開孔大小不一致的問題，在解決該問題的前提下，才能進(jìn)一步處理前后期裝置回路對應(yīng)、附件更換等問題。

3 針對安裝尺寸差異的改造方案

針對前后期綜保裝置的開孔尺寸差異，典型處理方案如下。

3.1 常規(guī)方案

（1）方案一：基于原有安裝位置擴(kuò)孔或加裝附件。基于原有安裝位置擴(kuò)孔或加裝附件的方式，開關(guān)柜面板及元器件利舊，配套成熟標(biāo)準(zhǔn)的綜保裝置；綜保裝置滿足行業(yè)及地區(qū)入網(wǎng)檢測要求，軟硬件升級和運(yùn)維方便、備品備件保障充分，現(xiàn)場擴(kuò)孔一定程度影響改造效率，采用該方案作業(yè)組織管理要求較高。（2）方案二：更換高壓開關(guān)柜門。更換高壓開關(guān)柜門的方式，綜保裝置及對應(yīng)配線可在廠內(nèi)準(zhǔn)備，減少現(xiàn)場難度，原有表計(jì)等可利舊或同期改造，節(jié)省現(xiàn)場時(shí)間，物料成本有所增加。該方案現(xiàn)場實(shí)施難度和風(fēng)險(xiǎn)小，但成本增加較多。

3.2 改進(jìn)方案設(shè)想

（1）方案一：開發(fā)小尺寸綜保。開發(fā)小尺寸綜保，覆蓋現(xiàn)場各類安裝尺寸要求；現(xiàn)場無需調(diào)整綜保開孔，直接安裝或套殼安裝，方便快捷，通用性強(qiáng)；由于采用特殊尺寸，綜保裝置需重新專項(xiàng)開發(fā)，軟硬件通用性差，增加運(yùn)維復(fù)雜性，專項(xiàng)開發(fā)難度過大。（2）方案二：開發(fā)分體式結(jié)構(gòu)綜保裝置。綜保裝置機(jī)箱主體與面板（含液晶及鍵盤等）在安裝過程中分離，兩者由數(shù)據(jù)線纜經(jīng)原開孔連接，安裝完成后機(jī)箱與面板仍然構(gòu)成一個整體。該方案綜保裝置結(jié)構(gòu)需調(diào)整開發(fā)，但原有高壓柜門布局影響很小，優(yōu)勢明顯，值得深入研究。

4 分體式綜保開發(fā)思路

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

分體式綜保裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要是面板與裝置主體間的安裝方式及電磁兼容性能的處理。安裝方式可以考慮在開關(guān)柜門上開通孔或者不打孔的兩種方式（如圖1所示），開通孔方式需要現(xiàn)場打孔，存在一定工作量并且操作不便；不打孔方式需要重點(diǎn)研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題，但應(yīng)作為主要攻關(guān)方向。

關(guān)于電磁兼容問題，主要考慮解決裝置機(jī)箱與面板間的密封性問題，以及連接裝置機(jī)箱與面板之間的數(shù)據(jù)線電磁兼容問題。

4.2 分體式綜保設(shè)計(jì)效果

分體式綜保裝置結(jié)構(gòu)上分為兩部分，即裝置機(jī)箱主體、液晶鍵盤面板，二者之間通過數(shù)據(jù)線連接（如圖2所示）；裝置安裝時(shí)，分別考慮原開孔尺寸不大于新綜保裝置、原開孔尺寸寬或高大于新綜保裝置兩種情況，有必要時(shí)加裝擋板等附件。

5 分體式綜保新型結(jié)構(gòu)開發(fā)

分體式綜保裝置新型結(jié)構(gòu)在開發(fā)過程中，重點(diǎn)從如下幾方面針對性研究實(shí)現(xiàn)。

兼容性設(shè)計(jì)方面，分體式綜保裝置僅更改機(jī)箱結(jié)構(gòu)，沿用已有裝置插件，對外端子定義、操作面板、軟件版本均與原入網(wǎng)測試裝置保持一致。

安裝尺寸適應(yīng)性設(shè)計(jì)方面，分體式綜保裝置安裝附件采用通用性設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并且覆蓋絕大多數(shù)安裝開孔的通用尺寸，超過通用開孔尺寸的情況可配套不同附件解決。

便捷性設(shè)計(jì)方面，分體式綜保裝置機(jī)箱采用采取專門措施，有效解決裝置安裝的穩(wěn)定性問題，保證在現(xiàn)場單人即可輕松完成設(shè)備快速安裝，不需要采取特殊作業(yè)工具。

可靠性設(shè)計(jì)方面，分體式綜保裝置面板安裝框架及箱體承重面板均為一體成型，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，上下及左右多點(diǎn)限位，保證整機(jī)安裝限位準(zhǔn)確。

6 工程實(shí)踐對比

為了驗(yàn)證分體式綜保改造方案的工程可行性，在針對上述考慮專門開發(fā)分體式綜保裝置并通過第三方測試后，筆者在現(xiàn)場實(shí)際變電所中選擇兩個相同規(guī)格的高壓開關(guān)柜，參與柜門開孔、分體結(jié)構(gòu)兩種改造方案實(shí)踐對比，大致情況如下。

6.1 實(shí)施步驟

柜門開孔、分體結(jié)構(gòu)兩種改造方案，總體都需要經(jīng)過方案確定、勘察準(zhǔn)備、廠內(nèi)準(zhǔn)備、現(xiàn)場實(shí)施等幾個實(shí)施步驟，各步驟典型工作內(nèi)容如圖3所示。

其中分體式綜保改造方案，盡管總體流程和常規(guī)開孔方案相同，但每個流程步驟中的工作內(nèi)容和工作復(fù)雜性得以大量簡化。

6.2 柜門開孔方案

6.2.1 實(shí)施流程

高壓柜柜門開孔方案實(shí)施主要流程如圖4所示，其中現(xiàn)場開孔環(huán)節(jié)工作難度較大，需要采用曲線鋸、手槍鉆、銼刀等作業(yè)工具，而且不同作業(yè)人的工藝質(zhì)量差異較大。

6.2.2 現(xiàn)場過程

柜門開孔方案現(xiàn)場實(shí)施過程如5圖所示，不同專業(yè)的人員配置及相互間配合較為重要，在安全措施、工作票時(shí)間的約束下，工作節(jié)奏較緊張。

6.3 分體式綜保方案

6.3.1 實(shí)施流程

分體式綜保改造方案實(shí)施主要流程如圖6所示，不需要現(xiàn)場對柜門原有開孔進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)其他環(huán)節(jié)工作復(fù)雜性降低，現(xiàn)場工作難度得以顯著簡化。

6.3.2 現(xiàn)場過程

分體式綜保改造方案現(xiàn)場實(shí)施過程如圖7所示，改造過程快捷，工作過程簡潔明了，省時(shí)省力，工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)得到較好控制。

6.4 實(shí)施對比

總體而言，分體式綜保改造方案無論是在工作效率或是人力成本等方面都要比柜門開孔方案體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。

（1）施工效率方面，分體式綜保改造方案改造時(shí)間基本每個間隔可控制在3小時(shí)以內(nèi)完成，人均效率約為柜門開孔方案的6倍。（2）實(shí)施成本方面，如果在保證每天改造2個間隔的目標(biāo)下，分體式綜保改造方案成本比柜門開孔方案可節(jié)省50%以上。（3）實(shí)施難度方面，分體式綜保改造方案比柜門開孔方案少了曲線鋸、手槍鉆、銼刀等工具，大幅度減少現(xiàn)場實(shí)施難度。（4）用戶感受方面，分體式綜保改造方案比柜門開孔方案停電時(shí)間更短、工藝更好、操作簡單更容易掌握、改造風(fēng)險(xiǎn)得到更好控制。

7 結(jié)語

高壓開關(guān)柜分體式綜保改造方案不需要調(diào)整高壓柜門安裝開孔，現(xiàn)場作業(yè)難度降低，人員配置需求減少，同一個站內(nèi)可以多間隔同步開始改造計(jì)劃，這使得在改造過程中對于降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高改造效率、便于應(yīng)急搶修等方面可以發(fā)揮獨(dú)有優(yōu)勢，高壓開關(guān)柜分體式綜保改造方案能較大幅度提升綜合效益，值得在更多工程改造中大力推廣應(yīng)用。

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