陳 剛

（新疆烏魯瓦提建管局，新疆 和田 848000）

1 概況

烏魯瓦提水力發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱烏電）位于新疆和田河支流喀拉喀什河上游，裝機(jī)容量為4×15MW，其中1、2號(hào)機(jī)組于2000年12月完成安裝投入運(yùn)行，3、4號(hào)機(jī)組于2001年4月完成安裝投入運(yùn)行。烏電電氣主接線低壓側(cè)采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線，高壓側(cè)采用非標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)橋接線，主變高壓側(cè)電壓110kV，低壓側(cè)電壓10kV，高壓側(cè)設(shè)有三回110kV出線，低壓側(cè)每段設(shè)有一回10kV廠區(qū)線和一臺(tái)廠變。電氣主接線形式如圖1所示， 圖中，1B、2B以上的設(shè)備，除了三回出線的隔離開關(guān)和接地刀閘布置于開關(guān)站以外，母線、斷路器、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備分布于室內(nèi)開關(guān)站的9個(gè)間隔內(nèi)；1B、2B布置于開關(guān)站與廠房之間的露天升壓站；1B、2B以下的設(shè)備全部布置于廠房中。

2 改造前存在的問題

2.1 接線形式不標(biāo)準(zhǔn)

如圖1所示，在2001年增加1925烏兵線之前，烏電的電氣主接線形式為標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)大單元內(nèi)橋接線；增加1925烏兵線之后，電氣主接線就變成了非標(biāo)準(zhǔn)接線。

2.2 保護(hù)選擇性較差

由于系統(tǒng)為非標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大單元內(nèi)橋接線，根據(jù)烏電電氣二次保護(hù)設(shè)計(jì)，當(dāng)主變差動(dòng)保護(hù)或發(fā)電機(jī)過流二段保護(hù)動(dòng)作時(shí)，都會(huì)使動(dòng)作于與主變相連的各側(cè)斷路器。由此可見，無(wú)論是主變還是發(fā)電機(jī)發(fā)生故障或保護(hù)誤動(dòng)，都會(huì)嚴(yán)重影響烏電對(duì)電網(wǎng)的送電，這顯然擴(kuò)大了事故的范圍，從而降低了電氣設(shè)備之間保護(hù)的選擇性。

2.3 供電可靠性不高

如圖1所示，以1B維護(hù)檢修為例，無(wú)論是對(duì)1B進(jìn)行事故檢修，還是開展日常的技術(shù)監(jiān)督檢查試驗(yàn)及正常的檢修維護(hù)工作，都必須先要斷開 1150、 1918、 1925、 1011、 1DL、 2DL、101CB斷路器，然后才能拉開1B高、低壓側(cè)11011和10011兩個(gè)隔離開關(guān)，從而將該設(shè)備退出運(yùn)行，以便開展上述工作。而在1B相關(guān)工作開展完畢需要投入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，同樣需要再次將與其相連的各側(cè)斷路器跳開，然后才能合上主變高低壓側(cè)隔離開關(guān)。根據(jù)上述情況看，在改造前的系統(tǒng)中，無(wú)論是主變的投、退，都會(huì)影響烏電對(duì)相應(yīng)側(cè)出線的供電，從而也就降低了烏電對(duì)外供電的可靠性。

2.4 操作維護(hù)量大

由上述“2.3”可知，只要是涉及到對(duì)主變投、退的操作，都會(huì)將操作擴(kuò)大到對(duì)發(fā)電機(jī)、線路和母線相關(guān)開關(guān)、刀閘的操作，在大大增加運(yùn)行人員操作工作量的同時(shí)，還增加了系統(tǒng)停、送電的時(shí)間。同時(shí)，圖1中1B、2B和1929線路進(jìn)出開關(guān)站都是通過油浸式穿墻套管連接的，根據(jù)技術(shù)監(jiān)督要求每年都要對(duì)套管中的油進(jìn)行化驗(yàn)，同時(shí)由于該穿墻套管布置的位置較高，取油和補(bǔ)油的工作難度都較大，這就使得在增加檢修工作人員維護(hù)工作量的同時(shí)，還為烏電的安全生產(chǎn)工作埋下了高空墜落的安全隱患。

2.5 設(shè)備安全穩(wěn)定性不高

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)對(duì)各發(fā)電企業(yè)的安全穩(wěn)定性要求也逐漸提高。由于烏電設(shè)計(jì)、建設(shè)于90年代，限于當(dāng)時(shí)的資金、設(shè)計(jì)和技術(shù)水平，烏電的老式設(shè)備主要存在下述一些問題：

1）開關(guān)站電流互感器、電壓互感器及開關(guān)等一次設(shè)備的二次信號(hào)、控制電纜采用的是非屏蔽電纜，不能實(shí)現(xiàn)抗電磁干擾作用，隨著電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，必將嚴(yán)重影響改造后的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2）10kV發(fā)電機(jī)保護(hù)、測(cè)量電流互感器存在余量小、精度低等問題，這些問題均在一定程度上影響了烏電的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3）1B、2B以前的端子箱主要用于主變散熱風(fēng)機(jī)現(xiàn)地控制，采用的是密封性較差的一般端子箱，抗雨雪、沙塵的性能差，經(jīng)過多年的運(yùn)行，各控制元件嚴(yán)重老化，控制性能大大降低，直接影響了主變的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 改造方案

3.1 改造原則

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司和新疆省網(wǎng)公司反措要求，結(jié)合電廠綜合自動(dòng)化改造工程的需要，為了搞好烏電一次設(shè)備改造工作，特制定了以下原則：

1）統(tǒng)籌安排原則 為了盡量降低由于設(shè)備改造導(dǎo)致發(fā)電量減少，同時(shí)避免影響水利樞紐工程的防洪、灌溉性能的發(fā)揮，烏電將一次設(shè)備改造與全廠綜合自動(dòng)化工程結(jié)合在一起，做到同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)實(shí)施。

2）設(shè)備選型原則 改造設(shè)備的選擇應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、技術(shù)先進(jìn)、便于維護(hù)、以國(guó)內(nèi)外運(yùn)行成熟的定型產(chǎn)品為主。

3）互補(bǔ)替換原則 在選擇設(shè)備時(shí)，要充分考慮以前使用的設(shè)備，無(wú)論是在設(shè)備的尺寸、參數(shù)等方面，均要與原有設(shè)備一致，以保證本次采購(gòu)設(shè)備的備品備件能夠適用于原有設(shè)備。

4）經(jīng)濟(jì)性原則 在一次設(shè)備改造時(shí)，要充分運(yùn)用現(xiàn)有的條件，特別是在土建安裝等方面，要優(yōu)先考慮現(xiàn)有的場(chǎng)地、設(shè)備布置情況，優(yōu)化設(shè)備布置，以減少工程量和資金投入量。

3.2 改造項(xiàng)目

1）主變高壓側(cè)增加1臺(tái)斷路器。充分運(yùn)用原有主變隔離開關(guān)安裝間隔，將以前安裝于間隔外側(cè)（主變側(cè)）鋼筋混泥土梁上的支柱瓷瓶和隔離開關(guān)拆除，同時(shí)為了保證安裝位置，將間隔原有的兩個(gè)混凝土梁拆除，重新架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)梁，在該間隔內(nèi)新安裝一臺(tái)與線路、1150斷路器型號(hào)一致的斷路器。

2）隔離開關(guān)改造 將開關(guān)站原有主變110kV進(jìn)線隔離開關(guān)11011、11021拆除，在間隔出線墻面上（線路側(cè)）安裝一電動(dòng)隔離開關(guān)。

3）將1B、2B和1929油浸式穿墻套管更換為干式絕緣穿墻套管，為了節(jié)省設(shè)備布置場(chǎng)地，在1B、2B穿墻套管處各安裝一個(gè)電流互感器。

4）將原2臺(tái)主變風(fēng)機(jī)控制柜更換為密封良好的戶外式端子箱，同時(shí)將以前由主變直接引至保護(hù)屏的信號(hào)線全部先引至在主變現(xiàn)地改造的端子箱后再引至保護(hù)屏，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的中轉(zhuǎn)和主變風(fēng)機(jī)的控制。

5）將開關(guān)站以前所有不符合新規(guī)范要求的二次信號(hào)控制電纜全部更換屏蔽電纜。

6）將10kV發(fā)電機(jī)各測(cè)量、保護(hù)用電流互感器更換為精度、二次限流倍數(shù)符合要求的電流互感器。

7）根據(jù)烏電改造后的電氣主接線情況，增加一套110kV母線保護(hù)裝置。

4 改造效果

烏電于2010-11-08至2011-01-23和2011-02-15至2011-04-25分兩階段先后對(duì)110kV、10kV一、二段設(shè)備進(jìn)行了包括一次設(shè)備在內(nèi)的綜合自動(dòng)化改造。并于2011-04-30進(jìn)行了初步竣工驗(yàn)收，從工程驗(yàn)收完至今，本次改造的一次設(shè)備運(yùn)行正常，較好地解決了系統(tǒng)以前存在的種種問題，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和整體性能。

1）在2臺(tái)主變高壓側(cè)各增加了1臺(tái)斷路器和1套電流負(fù)感器，將原非標(biāo)準(zhǔn)電氣主接線形式改成了標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)大單元單母分段電氣主接線形式；縮短了主變投、退時(shí)間；同時(shí)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作和發(fā)電機(jī)復(fù)壓過流二段保護(hù)動(dòng)作，由以前的跳1150斷路器、相應(yīng)母線側(cè)出線斷路器改為跳1150斷路器和相應(yīng)主變的高壓側(cè)斷路器，不再動(dòng)作于出線斷路器。這些都提高了線路供電的可靠性。

2）增加了母線保護(hù)裝置后，當(dāng)母線出線故障時(shí)，保護(hù)只動(dòng)作于相應(yīng)母線段的主變高壓側(cè)斷路器和出線斷路器，不再動(dòng)作于機(jī)組、廠變和廠區(qū)供電線路斷路器，在優(yōu)化了系統(tǒng)保護(hù)配合的同時(shí)，提高了系統(tǒng)保護(hù)的選擇性和廠用電及廠區(qū)用電的可靠性。

3）將1B、2B和1929油浸式穿墻套管更換為干式絕緣穿墻套管，并將主變高壓側(cè)一般隔離開關(guān)改造為電動(dòng)隔離開關(guān)，降低了運(yùn)行維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)還提高了電廠設(shè)備的自動(dòng)化程度。

4）通過二次電纜、發(fā)電機(jī)電流互感器及主變端子箱的改造更換，提高了設(shè)備二次自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾的能力，保證了烏電綜合自動(dòng)化改造對(duì)電流互感器線圈組數(shù)和測(cè)量精度的要求，提高了主變風(fēng)機(jī)控制能力，通過這些改造大大提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

5 改造經(jīng)驗(yàn)

烏電在本次整個(gè)改造工作中，準(zhǔn)備充分、計(jì)劃周密、組織合理、管理嚴(yán)謹(jǐn)、職工參與積極性高，在提高了電廠系統(tǒng)安全可靠性的同時(shí)，全廠人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平也得到了大大的提高。烏電在本次改造工作中主要取得了以下一些經(jīng)驗(yàn)：

1）重視規(guī)劃設(shè)計(jì) 由于烏電本次改造工作除了一次設(shè)備改造外，還包括了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、消防管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等在內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造。對(duì)于如此龐大的改造工程，必須高度重視規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。在該階段要積極與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通，使設(shè)計(jì)院在準(zhǔn)確掌握改造單位現(xiàn)有設(shè)備安裝布置和運(yùn)行情況及改造需求的情況下，再進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，這樣才能使規(guī)劃設(shè)計(jì)工作更加符合電廠的實(shí)際和需求。

2）抓住重點(diǎn) 在烏電本次一次設(shè)備的改造工作中，其重點(diǎn)是做好新增斷路器安裝間隔的設(shè)計(jì)和施工。為了滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝的技術(shù)和安全條件，必須將原有的兩個(gè)鋼筋混凝土梁拆除，還需重新安裝鋼結(jié)構(gòu)梁和基礎(chǔ)，以便安裝絕緣支柱瓷瓶和電動(dòng)隔離開關(guān)，這就要求要重點(diǎn)做好鋼梁和基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在滿足電氣設(shè)備安全距離的同時(shí)，保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度。

3）優(yōu)化施工 由于烏電本次改造工作涉及點(diǎn)多面廣，在最大程度上減少對(duì)電廠發(fā)電的同時(shí)，如何能夠在最短的時(shí)間內(nèi)安全地完成各項(xiàng)改造工作是一個(gè)相當(dāng)棘手的問題。為此烏電在進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，將整個(gè)施工過程進(jìn)行了詳細(xì)分解，明確了施工的關(guān)鍵工序和節(jié)點(diǎn)，然后在全廠范圍內(nèi)進(jìn)行了廣泛的研究討論，最終制訂了一套科學(xué)完善的優(yōu)化施工方案。

4）全員參與 烏電本次改造工作一個(gè)最大的特點(diǎn)就是全員參與，烏電全廠58名干部職工，無(wú)論是技術(shù)管理人員，還是運(yùn)行維護(hù)及后勤保障人員全部都參與到了本次改造工作中，不但促進(jìn)了各崗位不同人員的溝通了解，大大提高了烏電團(tuán)隊(duì)工作的能力，還使全廠人員對(duì)烏電的系統(tǒng)設(shè)備有了全面的了解掌握，進(jìn)一步提高了全廠人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。