杜 娜，喻 龍，吳 鑫

（武鋼有限能源環(huán)保部，湖北武漢 430081）

引言

低壓開關(guān)柜是聯(lián)絡(luò)用戶和輸電網(wǎng)絡(luò)的直接紐帶，是電能輸送和分配調(diào)度的直接載體，其內(nèi)部安全穩(wěn)定的電磁交互環(huán)境是電能轉(zhuǎn)換的直接保障，其運行的可靠性直接影響到電能供電的質(zhì)量水平。

武鋼某電站汽機主廠房配電室380 V 低壓配電柜是全站低壓設(shè)備控制中心，計算負荷為Sj=1 700 kVA，Ij=2 500 A，為燃機、汽機、鍋爐、煤壓機MCC 提供動力，低壓設(shè)備采用NGC3 型正泰低壓抽屜式開關(guān)柜。

1 存在問題

NGC3 是一種模塊化、多功能的低壓配電柜，采用的柜體結(jié)構(gòu)具有高度的靈活性，型材結(jié)構(gòu)及連接方式對各種元器件具有兼容性。該型抽屜式全封閉低壓開關(guān)柜具備操作簡單的特點。但是隨著電站投運9 年，開關(guān)柜抽屜頻繁操作檢修造成各部件接觸松動等問題。

（1）容量超過75 kW、額定電流超150 A 電機的低壓抽屜柜，進出引線插件發(fā)熱嚴重，導(dǎo)致燒壞引線、短路故障時有發(fā)生，每年處理引線發(fā)熱等各種故障20多次。

（2）NGC3 開關(guān)柜抽屜為封閉式，運行人員巡檢時無法直接對開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件進行觀察監(jiān)測，若柜內(nèi)發(fā)熱隱患不能及時發(fā)現(xiàn)，長期運行會造成元件燒毀。

（3）由于本站水環(huán)真空泵、凝結(jié)水泵等電機容量為75 kW 以上，該饋電回路與電動機控制回路混裝在400 mm 的模塊內(nèi)，不利于散熱導(dǎo)致發(fā)熱嚴重；同時各元件布置緊湊造成空間狹窄，不利于檢修。

2 原因分析

對NGC3 控制超過75 kW 大容量電機的低壓抽屜柜反復(fù)出現(xiàn)引線燒毀及引發(fā)短路的問題進行分析，結(jié)果如下。

（1）設(shè)計不規(guī)范

不規(guī)范的配電系統(tǒng)設(shè)計是NGC3 開關(guān)柜發(fā)熱的重要因素之一。當(dāng)初由于投資成本的限制，設(shè)計人員沒有對大容量（≥75 kW）電機的控制進行充分地分析及連續(xù)運行的考慮，導(dǎo)致低壓抽屜開關(guān)柜的布局及柜內(nèi)各電氣元件設(shè)計選型為標(biāo)準(zhǔn)低限，只能滿足一時需求，不能滿足長期滿負荷工況運行的要求，使得各電氣元件實際運行容量與額定容量不匹配。同時大電流對開關(guān)設(shè)備沖擊，在熱力和動力雙重外力作用下，開關(guān)設(shè)備容易出現(xiàn)扭曲變形和接觸不良，造成開關(guān)柜各元件發(fā)熱溫升現(xiàn)象嚴重。

（2）運行操作及檢修不規(guī)范

電動機和各種電氣設(shè)備檢修及停送電操作，都涉及到NGC3 型抽屜開關(guān)柜。運行人員如操作不規(guī)范，強行推入抽屜，使開關(guān)柜一次、二次插件接觸面不能有效插入，導(dǎo)致接觸電阻增大，造成接觸部件發(fā)熱。同時大量的熱量促使插件接觸面氧化速度加快，導(dǎo)致插件接觸面的電氣性能嚴重下降，發(fā)生發(fā)熱的故障。另外檢修人員技術(shù)水平不高，對NGC3 低壓柜的整體檢修過程沒有進行嚴格的回檢工作，造成開關(guān)柜元件沒有牢固接觸，在大電流負荷下，就會產(chǎn)生大量的熱量。

（3）NGC3抽屜柜絕緣性能老化

在處理故障的過程中發(fā)現(xiàn)，固定金屬插件的塑料元件，由于年久出現(xiàn)嚴重老化、脆化等情況，導(dǎo)致插件接觸面不能有效固定。同時插件的彈簧彈性也下降，造成插件接觸松動，使整個開關(guān)系統(tǒng)的電氣性能水平急劇下降，這些都容易造成開關(guān)柜發(fā)生單向或兩相間放電短路故障。

3 處理措施

3.1 增設(shè)多路式無線測溫系統(tǒng)

針對因NGC3 型配電柜運行時無法直接觀察到柜內(nèi)開關(guān)設(shè)備的動、靜觸頭的動作性能，無法觀察觸頭接觸面有無變色，對柜內(nèi)設(shè)備溫度無法測量的問題，將傳統(tǒng)的NGC3 型開關(guān)柜增設(shè)了AT-Ⅱ-D 多路式無線測溫系統(tǒng)。為此將1#、2#汽機共6 臺凝結(jié)水泵、4臺循環(huán)真空泵；1#、2#燃機共4臺閉式循環(huán)水泵；1#、2#煤壓機共4 臺交流潤滑油泵等18 臺重要負載電機增設(shè)AT-Ⅱ-D多路式無線測溫系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 無線測溫監(jiān)控圖表

將溫度傳感器安裝于開關(guān)柜內(nèi)電源進線電纜和電動機出線電纜上，測量插件的接觸點的發(fā)熱溫度，以無線的方式將溫度值發(fā)射至主控室無線溫度顯示儀上，顯示儀進一步將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線上傳至計算機，接入自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度的遠程、在線監(jiān)測和預(yù)警，解決無法直接測溫的難題。

運行人員在計算機上可以利用配套軟件生成圖表查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、曲線趨勢分析如表1所列。遠程設(shè)置了無線溫度傳感器溫度高溫報警閾值。若檢測到進出引線溫度高于73℃，計算機監(jiān)控畫面出現(xiàn)紅色報警及音響報警，運行人員將到現(xiàn)場進行處理。

表1 2021年6月10日某電站實時溫度數(shù)據(jù)表

3.2 加大預(yù)防性維護

日常運行維護是提高開關(guān)柜安全經(jīng)濟運行的有效保障措施，加大預(yù)防性維護量，逢停必檢，檢查開關(guān)柜內(nèi)各種安全隱患。實時查看開關(guān)設(shè)備的動、靜觸頭的動作性，觀察觸頭接觸面有無變色現(xiàn)象，查看觸頭及接觸面處絕緣材料性能。

3.3 加強規(guī)范操作、檢修及人工智能測溫系統(tǒng)的學(xué)習(xí)應(yīng)用

執(zhí)行操作票制度是防止錯誤操作的主要措施之一。運行人員進行電氣操作時必須嚴格按照操作票進行標(biāo)準(zhǔn)化操作，停送電時一人操作，一人監(jiān)護，再三確認設(shè)備狀況。檢修人員檢修設(shè)備時按照設(shè)備檢修規(guī)范進行檢修，做到逐一拆分回裝，不漏掉任何零部件。

運行人員應(yīng)加強微機智能測溫系統(tǒng)軟件的學(xué)習(xí)，熟練掌握溫度曲線查看、追蹤、報警信息處理和數(shù)據(jù)庫靈活應(yīng)用，增強對控制系統(tǒng)自動化程度不斷提高的適應(yīng)性。

4 效果分析

通過加大電氣設(shè)備預(yù)防性維護力度，及時掌握開關(guān)元件的性能，及時更換內(nèi)部性能不好的元器件，使電氣元件始終屬于優(yōu)良狀況，避免了因年久元件老化影響設(shè)備安全使用。

通過微機智能引入低壓開關(guān)柜增設(shè)無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)，較好地收集了更準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)，效果明顯。運行中多次出現(xiàn)發(fā)熱情況，運行人員及時倒泵進行了處理，避免了短路等惡性事故發(fā)生。

通過強化規(guī)范操作和檢修，提高檢修質(zhì)量，保證開關(guān)柜抽屜機械部分始終處于完好狀態(tài)。