球團生產線6KV配電室微機改造

王輝

(萊蕪鋼鐵集團魯南礦業有限公司,山東沂水 276421)

球團生產線6KV配電室微機改造

王輝

(萊蕪鋼鐵集團魯南礦業有限公司,山東沂水 276421)

球團生產線高壓系統繼電保護220V直流電源操作的常規電磁式繼電保護經過多年使用隨著部分常規繼電器特性發生了變化,供電故障時斷路器拒動或越級跳閘的現象將頻繁出現,本文介紹了球團生產線6KV配電室微機改造的方法和步驟。

斷路器拒動 微機保護及綜合自動化 后臺監控系統

1 改造原因

魯南礦業球團生產線高壓系統繼電保護是220V直流電源操作的常規電磁式繼電保護,2004年1月投入使用。電力系統的繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生,來達到提高系統運行的可靠性,并最大限度地保證供電的安全和不間斷。電磁式繼電保護是第一代,這種以電磁繼電器為主體的繼電保護存在著不少的缺點,具體是容易發生線圈斷線,觸點抖動,鐘表機構失靈,且體積和功耗大,調試復雜,靈敏度低,邊緣刻度不準等問題。

球團生產線是熱線生產單位,電力系統供電的連續性尤為重要,但魯南礦業球團生產性電氣設備經過多年使用,部分電氣設備存在著老化,絕緣降低等問題,部分常規繼電器特性發生了變化,供電故障時出現了繼電器保護拒動或越級跳閘的現象,現有的繼電保護難以發揮出保證電力系統安全可靠工作,有效切除故障的重大使命,給廠內生產安全、供電可靠運行帶來了嚴重的威脅。所以對配電房的二次設備保護的改造已刻不容緩。通過考察研究,魯南礦業球團生產線在2013年對6KV配電室進行微機保護改造,微機保護是用微型計算機構成的繼電保護,是電力系統繼電保護的發展方向,它具有高可靠性,高選擇性,高靈敏度,微機保護裝置硬件包括微處理器(單片機)為核心,配以輸入、輸出通道,人機接口和通訊接口等。

2 改造方法

本次改造主要是對6KV配電裝置二次保護采用微機保護及綜合自動化系統,建立保護裝置后臺監控系統,同時球團車間高壓室原有的高壓柜真空斷路器操作機構為電磁操作機構,存在著合閘電流較大的缺點,在本次改造中更換為彈簧儲能式操作機構。

2.1 微機保護及綜合自動化系統改造

球團生產線6KV配電室本次針對進線柜(2臺)、電動機出線柜(9臺)、電容器出線柜(2臺)、配電變壓器出線柜(2臺)、分段柜(1臺)、PT柜(1臺)進行微機保護改造,共需安裝17套微機保護裝置(1套PT保護裝置,2套進線保護測控裝置,9套電動機保護測控裝置,2套變壓器保護測控裝置,2套電容器保護測控裝置,1套分段保護測控裝置)。

微機繼電保護裝置與監控計算機之間由新增的通訊箱上下聯系。通訊箱為壁掛式,可安裝在控制室內,也可安裝在高壓室內。通訊箱內包括通訊網關、網絡交換機、音響報警器等設備。

根據球團生產線配電室和主控室場地的實際情況,改造采用全分散式配電室自動化系統,全分散式配電室自動化系統,是將各現場輸入輸出單元部件分別安裝在高壓一次設備附近,現場單元可以是保護、監控和測量功能的集成裝置,亦可以是現場的保護、監控和測量部件分別保持其獨立性。配電室遙測遙信采集及處理、遙控命令執行和繼電保護功能等均由現場單元部件獨立完成,并將這些信息通過網絡送至后臺主計算機。

配電室將不在需要規模龐大的測控屏以及大量連接信號源和測控屏之間的銅芯電纜,全部測控裝置下放在就地,而在控制室取而代之的是一臺監控計算機。

本次配電室改造采用分層分布式結構,整個自動化系統采用模塊化、分層分布式開放結構,即把所有的6KV微機保護設備分別安裝在高壓開關柜上,更換原有的高壓開關柜儀表門和常規繼電保護繼電器,沿用原220V直流電源系統,可以減少投資。

2.2 建立后臺監控系統

站控層的遠方監控由一套通訊網關和后臺監控系統構成。各開關柜上的微機保護裝置通過以太網將數據送到通訊管理機集中管理,通訊總控再以以太網通訊方式將各微機保護裝置送上來的數據送到后臺監控站,而后臺監控站的各種控制信號反向送到對應的微機保護裝置。

(1)放好計算機桌,安裝并設置好后臺監控站系統;(2)連接好開關柜與通訊總控單元的通訊線;(3)連接好通訊總控單元到后臺監控站的通訊線;(4)聯調后臺系統通訊;(5)對各個保護單元進行三遙信號的校對。

2.3 彈簧儲能操作機構的安裝

安裝時先將機構本體用M12螺栓固定在開關柜面板或相應的支撐物上,再裝置水平傳動大軸,然后用手輕輕轉動水平傳動大軸,大軸傳動必須十分靈活,不得有阻滯的感覺。最后裝上機構輸出軸和水平傳動大軸連接的小夾叉,裝上水平傳動大軸和真空斷路器連接的連接桿,做幾個分合動作,看看動作是否靈活可靠,分合閘指示是否到位。機構與斷路器之間的連接應在斷路器和機構都處于分閘位置時進行。機構與斷路器連接后應進行慢分慢合動作,以檢查和排除整個機械傳動系統的卡滯現象。機構的慢分慢合動作可用扳手通過機構輸出軸端的人力合閘接頭來實現。

2.4 現場改造時的注意事項

(1)盡量安排好各線路的停電時間,逐個開關柜進行改造,一定要做好安全措施,確保人身、設備的安全。(2)全面改造前,對每個站各個需改造的開關柜的儀表門進行切實可行的設計,盡量不在現場改動。(3)施工時,將儀表門上所需接線在上柜前接好、整理好,并校驗設備的采樣、保護、信號的正確性,保證上柜后,只對柜內端子進行接線,縮短改造工期。(4)每個站全部改造完成后,安排系統聯合調試,安排一到二天全站停電,對所有設備重新實驗,對彈簧操作機構進行分、合閘校驗,從就地信號、遠方信號、報警、采樣等做全面校核,直至設備完全正常。(5)改造所用的微機保護和彈簧儲能裝置是兩個廠家,需要協調好兩個廠家的工作時間及進度。

3 改造后達到的功能和效果

本次電力系統二次設備改造完成后,提高了配電室自動化水平,而且也為球團廠內的生產及其它負荷提供可靠的電力保障,具有顯著的經濟效益。

(1)將極大改變原配電室運行時常出現斷路器拒動甚至誤動現象,解決微機保護與常規繼電器的配合問題。(2)實現對配電室所有電氣設備的實時監控、提高配電室運行的安全可靠性。(3)所有電氣設備的運行參數全部上傳到監控計算機。(4)配電室操作可以通過計算機實現,減少了事故,提高了安全性。(5)監測功能完整,除常規電氣量測量外,還具有順序事件記錄等功能。(6)系統的保護、控制、監測功能集成一體化,且內外層采用光電耦合,抗干擾能力強。(7)裝置的負荷計算是每個控制單元直接送到后臺,可以顯示和打印各種時限的負荷報表,減少了很多計算量,值班人員不用每小時抄表,節省了人力。