屯蘭工廣變電站6 kV開關柜改造工程研究

胡世軻

（西山煤電電力公司 山西 太原 030053）

0 引言

屯蘭工廣35 kV變電站位于西山煤電屯蘭礦礦區中，擔負著西山煤電集團公司屯蘭礦的安全生產和生活用電，于1996 年投入運行，6 kV 系統帶42 回出線，工廣站的主要特點是負荷數量多且非常重要，但所用設備比較老舊，備件缺失，防護等級低，機械卡澀、無五防功能、而且型號不一，給可靠供電帶來了不穩定因素，6 kV 開關柜急需改造，改造過程中6 kV 配電室空間狹小無法進入起重造成設備安裝不便，此外電纜溝內所有動力電纜、二次電纜交叉，重新敷設電纜難度大，部分出線電纜長度不夠、電纜頭老舊，改造正值雷雨季節，改造工期要求嚴格等等問題。

1 改造施工設計

供電運行方式的設計決定施工方案的設計，雙回路供電方式下完成舊開關柜更換的關鍵就在于負荷的倒接，因此首要考慮臨時開關柜的布置和鋪設臨時線纜的問題。本次改造中需在站內安裝臨時柜17面，臨時進線、母聯開關各一面，由于出線數量多臨時開關柜數量不足，所以另外安裝礦用閑置防爆開關10 臺，作為工廣站二類負荷的電源開關，敷設臨時進線開關至2#主變電纜3 根，臨時進線開關至臨時柜進線電纜3根，敷設臨時母聯開關至原母聯間電纜2根，臨時母聯開關至臨時柜母聯電纜2 根，敷設臨時電纜防爆開關至臨時母聯柜6000開關負荷側一根，敷設臨時柜至原6kV-II段電纜，制作電纜分接箱（見圖1 改造前供電系統圖）。開挖電纜溝并做好防護措施，制作電纜頭確定相序后進行電纜、開關柜試驗（確認相序在相臨的帶電母線段進線穿墻套管處或運行主變的低壓側進行，施工時根據現場相鄰距離確定），試驗合格后，將臨時進線6020開關電源、負荷側，臨時母聯6000開關電源、負荷側，臨時配電柜的電源柜L602 開關電源側、聯絡柜L600開關負荷側，臨時防爆開關電源側電纜壓接[1]。

圖1 改造前供電系統圖

2 改造施工過程

2.1 6 kV配電室母聯柜同臨時母聯柜溝通

如圖2 6 kV 配電室母聯柜同臨時母聯柜溝通所示，斷開原母聯600開關及兩側刀閘，將臨時母聯6000開關至原母聯600間的電纜壓接到600開關至6002隔離間的母排上，壓接前根據確定相序進行壓接，壓接完成后將II 段的重要負荷倒至I 段后，合上原母聯6002 刀閘和 6 kV 母聯 600 開關，并將 2#主變轉為檢修狀態，拆除2#主變至穿墻套管間的鋁排，將臨時6020開關至主變間的電纜壓接到2#主變6 kV 套管接線樁上，壓接前根據確定相序。將原進線602 開關的低后備保護及主保護也轉接至臨時2#進線6020開關，并經行傳動試驗合格后，拆除2#主變的安全措施，開始起動2#主變，將臨時母聯6000開關兩側的刀閘合上，合臨時母聯6000開關，斷開原母聯600開關，恢復系統分列運行。值得注意的是送電前檢查確認臨時進線6020 開關、臨時柜L602 開關、臨時聯絡開關L600 開關、臨時母聯6000開關柜確在冷備用狀態，并對相關臨時電纜和母線排做好沖擊試驗，沖擊試驗以三次為優。

圖2 6kV配電室母聯柜同臨時母聯柜溝通

2.2 負荷倒接

如圖3 負荷倒接示意圖所示，將原6kV-II 段的所有配出線依次倒至臨時6kV-II 段系統及防爆開關帶負荷運行，倒負荷時對保護裝置進行倒接，做好定值校對，并進行傳動試驗，負荷倒接完后；斷開臨時母聯6000 開關及兩側刀閘，斷開原母聯600 開關及兩側刀閘，拆除原母聯開關600開關至6002刀閘間的鋁排，并在確定相序后對電纜重新壓接，壓接完成后合原母聯6001 刀閘，將臨時母聯6000 開關兩側刀閘合上，合上臨時母聯6000開關，并在原母聯6001刀閘處進行核相確認相序正確。

圖3 負荷倒接示意圖

負荷倒接完成后可以拆除原6 kV-II段所有的開關柜、母線橋、穿墻套管、基礎槽鋼、封堵孔洞；拆除隔墻。制作新開關柜的基礎槽鋼，安裝新開關柜，安裝新母線橋，對一次電纜而二次電纜所需孔洞重新開孔。新開關柜安裝好后經常規試驗合格后等待負荷倒接。

2.3 安裝封閉母線橋

如圖4 安裝封閉母線橋系統運行方式圖所示，新開關柜安裝好后進行封閉母線橋安裝，臨時進線6020倒接至新進線柜。停2#主變，合上原母聯600開關，斷開臨時進線6020開關，斷開主變開關，并拉出手車，拉開臨時進線6020開關兩側刀閘，做好安全措施后拆除2#主變6 kV 套管處連接電纜，安裝2#主變與穿墻套管間的封閉母線橋，安裝完成后進行耐壓試驗，另一側將拆除的電纜頭安裝至新進線隔離手車負荷側，拆除和壓接進線電纜的過程中應確定好相序后再執行。將臨時6020開關的低后備及主保護倒接至新602開關，進行傳動試驗，試驗合格后，拆除安全措施，準備起動2#主變，對2#主變6 kV至穿套管間的母線橋沖擊兩次試驗，此時應確認沖擊前臨時6020開關在冷備狀態。

圖4 安裝封閉母線橋系統運行方式圖

合上新602 開關對新安裝的6 kV-II 段母線沖擊三次試驗。沖擊前確認新安裝的6 kV-II 段所有的開關、母聯隔離、所變、電壓互感器均在冷備用狀態。將新6021隔離推至工作位置，在臨時6020開關兩側進行核相，確認相序正確。合上臨時6020 開關兩側刀閘，合上臨時6020 開關，系統合環運行正常后，斷開原母聯600開關，系統恢復分列運行。

2.4 負荷倒接至新開關柜

依次將臨時柜、防爆開關柜內的負荷倒接至新安裝的開關上。倒負荷時對保護裝置進行倒接，做好定值校對，并進行傳動試驗，負荷倒接全部完成后，將配套的保護、小電流選線裝置等二次設備接入后臺，將新布置的一二次電纜安裝于封閉橋架內。

2.5 恢復送電

斷開臨時進線6020開關及兩側刀閘、斷開臨時母聯6000開關及兩側刀閘、拉出新母聯6002隔離手車、拉開原母聯6001刀閘。做好安全措施后，拆除新6002隔離手車負荷側電纜，拆除原母聯600 開關負荷側電纜。安裝新母聯6002隔離手車至原母聯600開關間電纜兩根。安裝完成確認后，合上原母聯6001 隔離刀閘，合上原母聯600開關，對電纜沖擊試驗。在新隔離6002 柜內進行核相，確認相序正確完畢，斷開原母聯600 開關，將新母聯隔離6002 手車推至工作位置。至此，新6kV-II 段開關柜改造完成，改造后供電運行方式如圖1改造前供電系統圖所示。

6 kV-I 段改造方法及負荷倒接參考6 kV-II 段執行，改造完成后臨時柜、防爆開關進行臨時電纜拆除。

3 運行效果

（1）此項技術成果盡可能的保障了供電可靠性。制定了原母線與臨時母線、防爆開關母線同時供電，逐項倒接運行方式，（利用3根YJV3×240 mm2電纜建立臨時母線與主變連接，利用1 根YJV3×240 mm2電纜建立臨時母線與防爆開關母線連接，利用2 根YJV3×240 mm2電纜建立臨時母線與原母線及母聯開關的連接），這樣不涉及6 kV整段母線停電，同時滿足了屯蘭礦提出的所有負荷雙回路供電的要求，并保留了與6 kV-I段的母聯功能。

（2）解決了變電站改造期間限制負荷的供電模式，保障屯蘭礦在改造期間的供電安全可靠性。以傳統方式停整段母線后再進行改造，先拆除舊開關柜再更換新開關柜，在本工程中至少需要半年以上時間，而本工程采用臨時開關柜倒接負荷的方式，同步進行舊開關柜的拆除和新開關的安裝，僅用時3個月就完成改造，節約了改造周期，減少供電系統由于改造帶來停產、限產諸多影響[2]。

（3）新設備投運后，極大的提升了供電可靠性，據統計估算，在項目進行之前，屯蘭煤礦電網的年平均非計劃停電時間為35 h，項目進行之后，可減少非計劃停電至少20 h，屯蘭煤礦年產500萬t，按每年360 d，每天20 h，煤炭價格約為1 050 元/t，年增產煤炭產值達1 000余萬元。

4 結論

本文所述技術改造方案應用于屯蘭工廣6 kV 開關柜的改造工作，為變電站在改造期間的可靠供電提供有力保障。文章論述的解決變電站改造期間限制負荷的供電模式，保障了在改造期間的供電安全可靠性，同時減少供電系統由于改造帶來停產、限產諸多影響。對于同類型變電站不影響正常供電，不限制負荷條件下完成開關柜改造提供了寶貴的改造經驗，此方案尚有改進之處，在實踐中不斷累積經驗使得供電運行方式更加精益求精。