陳 朋

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司寬厚板廠， 湖南 湘潭 411101）

1 高壓柜的概述

湖南華菱湘潭鋼鐵有限公（以下簡(jiǎn)稱湘鋼）某廠LF 爐建于2004 年，根據(jù)總體設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況要求以及設(shè)備選型等因素，配置2 套KYN10－40.5（Z）型鎧裝移開(kāi)式金屬封閉式開(kāi)關(guān)柜，主斷路器為ZN65A-40.5 型真空斷路器。該高壓柜由角鋼和金屬薄鋼板焊接而成，配備進(jìn)線柜、隔離柜、PT 柜、斷路器柜、保護(hù)柜等單元，斷路器柜柜內(nèi)用接地的金屬隔板按功能分割成4 個(gè)獨(dú)立隔室：即手車室、主母線室、電纜室和繼電器室等。

2 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

自2004 年投產(chǎn)已運(yùn)行10 a，設(shè)備部分絕緣老化，因電爐變壓器反復(fù)停送電的工作性質(zhì)，斷路器頻繁操作，故障頻發(fā)，對(duì)生產(chǎn)影響較大，主要存在如下缺陷：

1）柜體為2.5 mm 厚的鋼板，易變形，安全等級(jí)低，如：柜門無(wú)法關(guān)閉嚴(yán)實(shí)，小動(dòng)物防護(hù)不到位，柜門輔助開(kāi)關(guān)信號(hào)不穩(wěn)定；五防功能不全。

2）部分活動(dòng)機(jī)構(gòu)工藝較為粗糙，精度差，如：PT柜和斷路器柜防護(hù)門相繼損壞，PT 小車和斷路器小車定位精度差，小車已在試驗(yàn)位或工作位但手柄裝置無(wú)法放松或鎖定，需來(lái)回操作幾次。

3）保護(hù)系統(tǒng)雖然采用西門子綜合保護(hù)裝置，但顯示裝置為信號(hào)繼電器，存在誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況，且該信號(hào)繼電器動(dòng)作表現(xiàn)不顯眼，容易漏讀；斷路器無(wú)位置信號(hào)指示，無(wú)儲(chǔ)能狀態(tài)指示等。

4）圖紙亂，因該套系統(tǒng)施工階段工期緊，邊施工邊改造，造成圖紙更新不及時(shí)，與現(xiàn)場(chǎng)部分實(shí)況不符。

5）真空斷路器觸頭為鴨嘴式，動(dòng)靜觸頭出現(xiàn)過(guò)接觸不良或上下錯(cuò)層連接等，均造成過(guò)短路放炮事故。

6）根據(jù)表1 分析可知，該套裝置的主要故障集中在真空斷路器上，主要故障點(diǎn)為斷路器操縱機(jī)構(gòu)和觸頭，事故損失較大。

表1 近5 年故障統(tǒng)計(jì)

3 改造方案比選

根據(jù)當(dāng)前設(shè)備缺陷及故障綜合分析，對(duì)該套高壓柜改造迫在眉睫，但是在考慮整體改造還是局部改造內(nèi)部存在爭(zhēng)議，現(xiàn)從工期、費(fèi)用、功能、維護(hù)等方面對(duì)兩套方案進(jìn)行優(yōu)劣分析。

3.1 整體改造

1）整體改造將現(xiàn)有舊的高壓柜整體置換，高壓柜地基基礎(chǔ)改造，一次、二次系統(tǒng)全部重新設(shè)計(jì)，主要的工作有：舊柜拆除，新柜安裝，一次進(jìn)線重新做頭，一次出線銅排加工，通訊和控制電纜拆接線等，工期約4 d，費(fèi)用約110 萬(wàn)元。

2）整體改造的優(yōu)點(diǎn)分析。設(shè)備完整：該方案整體置換成套高壓柜，柜體之間銜接牢靠，兼容性好，美觀；功能優(yōu)化：該方案可將當(dāng)前隱患全部消除，且在五防、綜保等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)；便于維護(hù)和排故：整體改造后，圖紙整合，備件統(tǒng)一，方便設(shè)備檢修和故障排查。

3）整體改造的缺點(diǎn)分析。前期工程量大：需吸收和消化當(dāng)前所有的設(shè)備圖紙?jiān)龠M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括高壓供電系統(tǒng)圖、原理圖、MCC 圖紙、PLC 圖紙等等，設(shè)計(jì)、制造、施工等工期均偏長(zhǎng)；費(fèi)用高：整體改造因設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)，施工工期長(zhǎng)，直接工程費(fèi)用較高，且對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)量影響較大，綜合費(fèi)用高。

3.2 局部改造

1）局部改造即其他柜體功能和位置不變，僅對(duì)斷路器柜進(jìn)行改造，對(duì)一次進(jìn)行利舊改造，二次回路重新設(shè)計(jì)。主要的工作有：斷路器柜一次母線改造、控制小母線拆除，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括保護(hù)系統(tǒng)），控制電纜接拆線，工期約36 h，費(fèi)用約40 萬(wàn)。

2）局部改造的優(yōu)點(diǎn)分析。工期短，費(fèi)用低，性價(jià)比高。因改造工程量小，施工工期短，綜合費(fèi)用低，可達(dá)到消除設(shè)備隱患，功能優(yōu)化的目的，綜合性價(jià)比較高。

3）局部改造的缺點(diǎn)分析。不利于維檢：局部改造，勢(shì)必會(huì)造成多套圖紙、多類設(shè)備、多種備件、多個(gè)接頭等，對(duì)日常維檢、備件準(zhǔn)備、故障排查造成一定的負(fù)擔(dān)；功能不夠完善，易產(chǎn)生新的缺陷：局部改造雖然消除了斷路器柜的缺陷，滿足了現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求，但新舊系統(tǒng)在外形尺寸、二次接線、一次母線、保護(hù)功能等多方面是利舊改造，易造成新的隱患，如：外形尺寸不合，造成孔洞封堵不嚴(yán)；一次母線存在管形和矩形兩種，造成新的接頭；控制電纜多，需一一校驗(yàn)，與新系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)，稍有差錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致工期延長(zhǎng)；專業(yè)技術(shù)能力要求高：局部改造，需將原有的控制電纜需全部對(duì)接到新系統(tǒng)，技術(shù)人員需消化吸收高壓柜新舊圖紙、PLC 圖紙等，對(duì)專業(yè)能力要求較高。

綜合分析鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)、檢修費(fèi)用、工期等，結(jié)合兩套方案的優(yōu)劣（見(jiàn)表2），最終采取局部改造方案，局部改造有超高的性價(jià)比：產(chǎn)量影響小，工期短，費(fèi)用低；提高技術(shù)人員綜合能力：通過(guò)參與此次改造，培養(yǎng)技術(shù)人員的專業(yè)技能和協(xié)調(diào)、管理等能力，為其他類似項(xiàng)目的改造積累經(jīng)驗(yàn)。

4 經(jīng)濟(jì)改造的方案和實(shí)施

4.1 具體方案

根據(jù)局部改造方案，即用ZS3.2 型開(kāi)關(guān)柜替換掉在線的真空斷路器柜，配套VD4 型真空斷路器，采用iVD4 智能方案，附帶在線測(cè)溫功能。

表2 兩套方案分析

4.2 施工準(zhǔn)備

1）工器具準(zhǔn)備。通用工器具準(zhǔn)備（套筒、內(nèi)六角、35 kV 驗(yàn)電筆、接地線、電工通用工具等），專用工器具準(zhǔn)備（銅排沖孔裝置、電焊機(jī)、千斤頂、液壓剪、液壓車等），試驗(yàn)用工器具準(zhǔn)備（綜保試驗(yàn)裝置、直流電阻測(cè)試儀、交流耐壓裝置等）。

2）備件確認(rèn)。備件拆封，外觀檢查，零部件檢查及試驗(yàn)，斷路器試驗(yàn)，控制電纜打點(diǎn)等。

3）圖紙準(zhǔn)備。將本次檢修相關(guān)的PLC 圖紙、老圖紙、新圖紙、MCC 圖紙等相關(guān)的圖紙、資料等準(zhǔn)備好。

4）其他工作。高壓檢修兩票，施工安全交底，停機(jī)時(shí)間，施工人員等工作提前落實(shí)。

4.3 方案實(shí)施

在做好停電、安全交底等安全措施后，按照施工方案和步驟依次實(shí)施：拆除舊柜體，二次電纜拆線及標(biāo)識(shí)、一次銅排、柜體等拆除；新柜體安裝，基礎(chǔ)槽鋼焊接、柜體安裝、柜體焊接、柜間封板及接地；母線加工和二次電纜接線，母線加工及安裝、二次電纜接線、綜保裝置安裝及調(diào)試等；調(diào)試及試驗(yàn)，電纜打點(diǎn)、試驗(yàn)分合閘、連鎖和信號(hào)測(cè)試、一次母線耐壓、繼保試驗(yàn)等；送電試車，檢查驗(yàn)收、送電試車、跟蹤運(yùn)行等。因施工準(zhǔn)備工作較為充分，工期較計(jì)劃工期提前約2 h，施工過(guò)程較為順利。

5 改造后運(yùn)行情況和改造實(shí)施總結(jié)

改造實(shí)施后，經(jīng)過(guò)3 年多的運(yùn)行跟蹤，運(yùn)行穩(wěn)定，未再出現(xiàn)過(guò)斷路器故障，但仍有少量缺陷，如：柜體間拼縫密封不嚴(yán)，易進(jìn)灰；部分反饋信號(hào)混亂或錯(cuò)誤；二次電纜芯線標(biāo)識(shí)不清；繼保系統(tǒng)誤報(bào)漏報(bào)事故；高壓柜保護(hù)回路復(fù)位無(wú)效等。

5.1 典型故障簡(jiǎn)介

1）繼保系統(tǒng)誤報(bào)漏報(bào)事故：2018 年3 月點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)綜保裝置報(bào)“過(guò)流速斷”，但信號(hào)繼電器無(wú)任何指示，HMI 無(wú)報(bào)警記錄，經(jīng)查詢HMI 歷史電流、電壓數(shù)據(jù)，綜保裝置動(dòng)作是因?yàn)楹祥l涌流沖擊，動(dòng)作正常。聯(lián)系繼保試驗(yàn)人員對(duì)該套高壓柜進(jìn)行繼保試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“過(guò)流速斷”保護(hù)只有動(dòng)作，無(wú)信號(hào)，存在漏報(bào)；“一次過(guò)流”保護(hù)有動(dòng)作，但信號(hào)繼電器報(bào)“一次過(guò)流”、“過(guò)流速斷”，存在誤報(bào)。經(jīng)查詢綜保裝置說(shuō)明書及比對(duì)圖紙發(fā)現(xiàn)是新高壓柜廠家在繼保系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在失誤，把綜保裝置過(guò)流速斷的DO 信號(hào)電纜接到DI端子，將電纜進(jìn)行改接后，再次試驗(yàn)，動(dòng)作和信號(hào)均正常。

2）反饋信號(hào)混亂：2017 年6 月，35 kV 油式變壓器試驗(yàn)，在對(duì)瓦斯繼電器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，高壓柜信號(hào)繼電器報(bào)“變壓器壓力釋放”、“變壓器重瓦斯”，HMI 畫面報(bào)“重瓦斯”，經(jīng)查詢圖紙和現(xiàn)場(chǎng)接線，為施工時(shí)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致。

5.2 改造總結(jié)

雖然改造后未在發(fā)生過(guò)故障，但潛伏的隱患卻不少，經(jīng)過(guò)陸續(xù)整改、改進(jìn)，設(shè)備缺陷逐步消除，進(jìn)入了穩(wěn)定運(yùn)行階段。結(jié)合此次改造，需考慮以下幾個(gè)方面：設(shè)備管理人員能力要全面，電力、自動(dòng)化等都要會(huì)、都要懂；加強(qiáng)對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，要知其所以然，繼保試驗(yàn)不僅僅關(guān)注綜保裝置，更多的應(yīng)關(guān)注信號(hào)繼電器狀態(tài)、HMI 故障記錄等。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次改造，在原高壓柜、地基基礎(chǔ)、二次電纜等不動(dòng)的情況下，僅更換斷路器柜，即可達(dá)到設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)，具有施工工期短、費(fèi)用低、質(zhì)量高等特點(diǎn)，又使現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員得到鍛煉，積攢經(jīng)驗(yàn)，綜合效益明顯，可為同類型設(shè)備改造項(xiàng)目提供參考。