王輝

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司,山東沂水 276421)

球團(tuán)生產(chǎn)線6KV配電室微機(jī)改造

王輝

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司,山東沂水 276421)

球團(tuán)生產(chǎn)線高壓系統(tǒng)繼電保護(hù)220V直流電源操作的常規(guī)電磁式繼電保護(hù)經(jīng)過(guò)多年使用隨著部分常規(guī)繼電器特性發(fā)生了變化,供電故障時(shí)斷路器拒動(dòng)或越級(jí)跳閘的現(xiàn)象將頻繁出現(xiàn),本文介紹了球團(tuán)生產(chǎn)線6KV配電室微機(jī)改造的方法和步驟。

斷路器拒動(dòng) 微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化 后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

1 改造原因

魯南礦業(yè)球團(tuán)生產(chǎn)線高壓系統(tǒng)繼電保護(hù)是220V直流電源操作的常規(guī)電磁式繼電保護(hù),2004年1月投入使用。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過(guò)縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生,來(lái)達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)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(hù)是第一代,這種以電磁繼電器為主體的繼電保護(hù)存在著不少的缺點(diǎn),具體是容易發(fā)生線圈斷線,觸點(diǎn)抖動(dòng),鐘表機(jī)構(gòu)失靈,且體積和功耗大,調(diào)試復(fù)雜,靈敏度低,邊緣刻度不準(zhǔn)等問(wèn)題。

球團(tuán)生產(chǎn)線是熱線生產(chǎn)單位,電力系統(tǒng)供電的連續(xù)性尤為重要,但魯南礦業(yè)球團(tuán)生產(chǎn)性電氣設(shè)備經(jīng)過(guò)多年使用,部分電氣設(shè)備存在著老化,絕緣降低等問(wèn)題,部分常規(guī)繼電器特性發(fā)生了變化,供電故障時(shí)出現(xiàn)了繼電器保護(hù)拒動(dòng)或越級(jí)跳閘的現(xiàn)象,現(xiàn)有的繼電保護(hù)難以發(fā)揮出保證電力系統(tǒng)安全可靠工作,有效切除故障的重大使命,給廠內(nèi)生產(chǎn)安全、供電可靠運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。所以對(duì)配電房的二次設(shè)備保護(hù)的改造已刻不容緩。通過(guò)考察研究,魯南礦業(yè)球團(tuán)生產(chǎn)線在2013年對(duì)6KV配電室進(jìn)行微機(jī)保護(hù)改造,微機(jī)保護(hù)是用微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的繼電保護(hù),是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向,它具有高可靠性,高選擇性,高靈敏度,微機(jī)保護(hù)裝置硬件包括微處理器(單片機(jī))為核心,配以輸入、輸出通道,人機(jī)接口和通訊接口等。

2 改造方法

本次改造主要是對(duì)6KV配電裝置二次保護(hù)采用微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng),建立保護(hù)裝置后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),同時(shí)球團(tuán)車間高壓室原有的高壓柜真空斷路器操作機(jī)構(gòu)為電磁操作機(jī)構(gòu),存在著合閘電流較大的缺點(diǎn),在本次改造中更換為彈簧儲(chǔ)能式操作機(jī)構(gòu)。

2.1 微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造

球團(tuán)生產(chǎn)線6KV配電室本次針對(duì)進(jìn)線柜(2臺(tái))、電動(dòng)機(jī)出線柜(9臺(tái))、電容器出線柜(2臺(tái))、配電變壓器出線柜(2臺(tái))、分段柜(1臺(tái))、PT柜(1臺(tái))進(jìn)行微機(jī)保護(hù)改造,共需安裝17套微機(jī)保護(hù)裝置(1套PT保護(hù)裝置,2套進(jìn)線保護(hù)測(cè)控裝置,9套電動(dòng)機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置,2套變壓器保護(hù)測(cè)控裝置,2套電容器保護(hù)測(cè)控裝置,1套分段保護(hù)測(cè)控裝置)。

微機(jī)繼電保護(hù)裝置與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間由新增的通訊箱上下聯(lián)系。通訊箱為壁掛式,可安裝在控制室內(nèi),也可安裝在高壓室內(nèi)。通訊箱內(nèi)包括通訊網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、音響報(bào)警器等設(shè)備。

根據(jù)球團(tuán)生產(chǎn)線配電室和主控室場(chǎng)地的實(shí)際情況,改造采用全分散式配電室自動(dòng)化系統(tǒng),全分散式配電室自動(dòng)化系統(tǒng),是將各現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出單元部件分別安裝在高壓一次設(shè)備附近,現(xiàn)場(chǎng)單元可以是保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量功能的集成裝置,亦可以是現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量部件分別保持其獨(dú)立性。配電室遙測(cè)遙信采集及處理、遙控命令執(zhí)行和繼電保護(hù)功能等均由現(xiàn)場(chǎng)單元部件獨(dú)立完成,并將這些信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送至后臺(tái)主計(jì)算機(jī)。

配電室將不在需要規(guī)模龐大的測(cè)控屏以及大量連接信號(hào)源和測(cè)控屏之間的銅芯電纜,全部測(cè)控裝置下放在就地,而在控制室取而代之的是一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

本次配電室改造采用分層分布式結(jié)構(gòu),整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化、分層分布式開放結(jié)構(gòu),即把所有的6KV微機(jī)保護(hù)設(shè)備分別安裝在高壓開關(guān)柜上,更換原有的高壓開關(guān)柜儀表門和常規(guī)繼電保護(hù)繼電器,沿用原220V直流電源系統(tǒng),可以減少投資。

2.2 建立后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

站控層的遠(yuǎn)方監(jiān)控由一套通訊網(wǎng)關(guān)和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。各開關(guān)柜上的微機(jī)保護(hù)裝置通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到通訊管理機(jī)集中管理,通訊總控再以以太網(wǎng)通訊方式將各微機(jī)保護(hù)裝置送上來(lái)的數(shù)據(jù)送到后臺(tái)監(jiān)控站,而后臺(tái)監(jiān)控站的各種控制信號(hào)反向送到對(duì)應(yīng)的微機(jī)保護(hù)裝置。

(1)放好計(jì)算機(jī)桌,安裝并設(shè)置好后臺(tái)監(jiān)控站系統(tǒng);(2)連接好開關(guān)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(tái)監(jiān)控站的通訊線;(4)聯(lián)調(diào)后臺(tái)系統(tǒng)通訊;(5)對(duì)各個(gè)保護(hù)單元進(jìn)行三遙信號(hào)的校對(duì)。

2.3 彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)的安裝

安裝時(shí)先將機(jī)構(gòu)本體用M12螺栓固定在開關(guān)柜面板或相應(yīng)的支撐物上,再裝置水平傳動(dòng)大軸,然后用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)水平傳動(dòng)大軸,大軸傳動(dòng)必須十分靈活,不得有阻滯的感覺。最后裝上機(jī)構(gòu)輸出軸和水平傳動(dòng)大軸連接的小夾叉,裝上水平傳動(dòng)大軸和真空斷路器連接的連接桿,做幾個(gè)分合動(dòng)作,看看動(dòng)作是否靈活可靠,分合閘指示是否到位。機(jī)構(gòu)與斷路器之間的連接應(yīng)在斷路器和機(jī)構(gòu)都處于分閘位置時(shí)進(jìn)行。機(jī)構(gòu)與斷路器連接后應(yīng)進(jìn)行慢分慢合動(dòng)作,以檢查和排除整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的卡滯現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的慢分慢合動(dòng)作可用扳手通過(guò)機(jī)構(gòu)輸出軸端的人力合閘接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)盡量安排好各線路的停電時(shí)間,逐個(gè)開關(guān)柜進(jìn)行改造,一定要做好安全措施,確保人身、設(shè)備的安全。(2)全面改造前,對(duì)每個(gè)站各個(gè)需改造的開關(guān)柜的儀表門進(jìn)行切實(shí)可行的設(shè)計(jì),盡量不在現(xiàn)場(chǎng)改動(dòng)。(3)施工時(shí),將儀表門上所需接線在上柜前接好、整理好,并校驗(yàn)設(shè)備的采樣、保護(hù)、信號(hào)的正確性,保證上柜后,只對(duì)柜內(nèi)端子進(jìn)行接線,縮短改造工期。(4)每個(gè)站全部改造完成后,安排系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試,安排一到二天全站停電,對(duì)所有設(shè)備重新實(shí)驗(yàn),對(duì)彈簧操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行分、合閘校驗(yàn),從就地信號(hào)、遠(yuǎn)方信號(hào)、報(bào)警、采樣等做全面校核,直至設(shè)備完全正常。(5)改造所用的微機(jī)保護(hù)和彈簧儲(chǔ)能裝置是兩個(gè)廠家,需要協(xié)調(diào)好兩個(gè)廠家的工作時(shí)間及進(jìn)度。

3 改造后達(dá)到的功能和效果

本次電力系統(tǒng)二次設(shè)備改造完成后,提高了配電室自動(dòng)化水平,而且也為球團(tuán)廠內(nèi)的生產(chǎn)及其它負(fù)荷提供可靠的電力保障,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(1)將極大改變?cè)潆娛疫\(yùn)行時(shí)常出現(xiàn)斷路器拒動(dòng)甚至誤動(dòng)現(xiàn)象,解決微機(jī)保護(hù)與常規(guī)繼電器的配合問(wèn)題。(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室所有電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、提高配電室運(yùn)行的安全可靠性。(3)所有電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)全部上傳到監(jiān)控計(jì)算機(jī)。(4)配電室操作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),減少了事故,提高了安全性。(5)監(jiān)測(cè)功能完整,除常規(guī)電氣量測(cè)量外,還具有順序事件記錄等功能。(6)系統(tǒng)的保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)功能集成一體化,且內(nèi)外層采用光電耦合,抗干擾能力強(qiáng)。(7)裝置的負(fù)荷計(jì)算是每個(gè)控制單元直接送到后臺(tái),可以顯示和打印各種時(shí)限的負(fù)荷報(bào)表,減少了很多計(jì)算量,值班人員不用每小時(shí)抄表,節(jié)省了人力。