火電廠500 kV斷路器測控裝置升級改造

卞興煒，張玉杰

(淮滬煤電有限公司田集發電廠，安徽 淮南 232098)

0 引言

某火電廠500 kV升壓站測控裝置采用的是西門子公司AK1703系列產品，自2006年設備投運以來，已持續運行超過12年，測控裝置嚴重老化，故障率逐年上升，且西門子公司早已停止相關備件的供應，亟待換型改造。

1 基本情況

500 kV升壓系統接線方式為3/2斷路器接線，其第1串三臺斷路器(編號：5011，5012，5013，見圖1)測控裝置、第2串三臺斷路器(編號：5021，5022，5023)測控裝置、母線測控裝置、啟備變線路斷路器測控裝置、網控變400 V斷路器測控裝置，以及1號、2號機組測控裝置均使用AM1703系列產品。

圖1 500 kV升壓系統連接示意(第1串)

設備于2006年投運，隨著時間推移，測控裝置卡件老化嚴重，故障率逐年上升，且由于生產廠家產品更新迭代，AM1703系列的備件已無法正常供應，相應的技術支持也越來越缺乏。一旦在運行中發生測控裝置故障，將導致500 kV升壓站內相關一次設備無法實施倒閘操作，失去運行監測數據，同時造成上送至調度的重要數據丟失，導致電網潮流失去監視等嚴重后果。因此，電廠組織相關部門開展選型，對測控裝置進行換型改造，以確保升壓站工作正常。

2 改造方案

因電網運行調度的要求，500 kV涉網設備更換改造批準的工期一般較短。為確保在有限工期內順利完成改造工作，確定采取“掏屏改造”方式，即保持原屏位、原屏柜不變，拆除原斷路器測控屏內的AM1703測控裝置，改裝屏內固定支架與面板開孔尺寸，安裝新型測控裝置，保留端子排外側的原控制電纜不變，重新連接端子排內側至新型測控裝置的接線。

2.1 供貨和實施方案的確認

由于采取了“掏屏改造”方式，對新設備的安裝提出了較高要求，不僅在硬件上須與現場屏柜適配，其軟件功能實現上也須與原設備保持一致。原有的功能配置，包括按照測控柜點表配置通信參數，配置和間隔之間的互傳信息等，必須在新設備配置中得到落實。為了保證正確性，減少現場工作量和縮短作業時間，需提前在實驗室仿真，測試配置程序的正確性。

2.2 設計圖紙的更新與確認

新設備需要重新設計屏柜安裝圖紙，主要涉及新設備開孔尺寸變化，模塊型號改變，確認裝置結構及最優的安裝方式，同時要在保持外部回路不改變的前提下，對內部接線進行調整。

2.3 工廠配置與調試

設備選型確認選用西門子SICAM AK3系列后，即著手準備工程配置，配置完成后，在實驗室進行仿真模擬，測試配置程序的正確性。

3 現場實施

3.1 現場試運行及調試

按照批準的涉網設備停電計劃，500 kV升壓站第1串停電，1號機組主變同時停電?，F場主要工作為舊裝置的拆除和新裝置的安裝。

3.2 改造步驟

3.2.1 改造前準備

(1) 點表整理、核對。

(2) 改造圖紙繪制、審核。

(3) 內固定框架檢查。

(4) 現場端子排核對。

(5) “五防”邏輯整理、審核。

(6) 現場改造所需裝置、輔材準備。

3.2.2 施工步驟

(1) 預備工作：檢查改造材料、工具，熟悉圖紙與方案。

(2) 停電工作：對照圖紙核實現場，確認檢修位，做好區域保護；斷開測控柜電源，PT，CT和外部回路斷開(注意CT不能開路，PT不能短路)。

(3) BC面板更新：按步驟拆除舊面板，背板依照新設備開孔；復裝新面板，敷設新的I/O線、接線及套管；整理導線增加端子排；按步驟拆除恢復所有面板。

(4) 設備更新：拆除舊裝置；安裝新導軌與SICAM TM模塊，完成TM接線；核對圖紙，檢查端子-裝置的連接。

(5) MCB (斷路器)更新：拆除現有MCB，更換新的MCB；核對圖紙，檢查端子-空開-裝置的連接。

(6) 繼電器更新：拆除現有TCS繼電器；安裝導軌，更換新的繼電器；更新接線；核對圖紙，檢查端子接線。

(7) 柜后更新：整理更新后的內部連接線；檢查所有連接的套管及標簽；柜后輔助繼電器的更新。

(8) 內部查線：檢查所有內部接線，用搖表測試絕緣；合格后恢復現場。

(9) 聯調試驗：裝置單體調試，所有的開入、開出、電流、電壓等功能完整測試；一次設備調試，所有的開入、開出、電流、電壓等功能完整測試；與其他間隔至聯閉鎖信號；和調度端測試對點(測試到總控單元)。

參考如上步驟分別完成5011/5012/5013斷路器測控屏改造、1號機組測控屏柜改造。

4 改造注意事項

(1) 開工前需向網調、省調自動化專業申請開工，并由網調、省調封鎖改造相關間隔的信號。

(2) 二次電纜配線后，及時核對接線準確性。

(3) 重新打印并張貼所有出口繼電器、空開、壓板的標簽。

(4) 利用測控柜解鎖分合閘實際帶的所有開關、隔離刀、接地刀，檢查分合閘回路正確性、刀閘位置信號正確性，需驗證壓板、對應開關量輸出點、出口繼電器。

(5) 在升壓站網絡監控系統（network control system，NCS）操作前，需要利用事故總信號進行復位(和開關操作流程相同)，在對應的測控裝置內查看是否接收到報文，防止誤遙控到運行設備。

(6) 在NCS服務器內退出“五防”邏輯、將運行模式切換到調試模式，在NCS工作站上實際操作各開關、刀閘，校驗測控柜內“五防”邏輯(允許和閉鎖試驗)，要求驗證到出口繼電器，并核對NCS畫面各刀閘信號正確性。

(7) 檢查NCS服務器的閉鎖邏輯正確性。

(8) 核對NCS畫面所有遙信量，包括外接線和測控柜內部送出至NCS信號，例如：同期允許信號、無壓允許信號、事故跳閘信號等，修改相關光字牌。

(9) 檢查同期電壓的正確性。

(10) 檢查所有遙測量正確性，包括電流、電壓、有功、無功等，注意電流量程設置。

(11) 在遠動裝置內更新邏輯，保證所有信號至遠動裝置信號正確。

(12) 核對到調度信號點。

(13) 所有工作結束后，需向網調、省調自動化專業報竣工，由網調、省調解除相關信號封鎖。

5 結束語

換型改造后的SICAM AK3系列產品，延續了原AM1703的結構并增強了通信處理能力及邏輯運算能力，自完成改造至今，已穩定運行超兩年，設備可靠性得到了驗證。

眾所周知，涉網設備改造時間緊、風險大，改造中容不得絲毫紕漏，且選用的測控裝置在全國同類型火電機組中尚無成功升級改造的先例，無成熟經驗可借鑒。通過國內首次實施完成的電廠側500 kV開關測控柜改造，為類似設備升級提供了寶貴的經驗。