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        某采油平臺發(fā)電機繼保系統(tǒng)數(shù)字化升級改造

        2022-12-12 11:51:08寧印斌
        中國設(shè)備工程 2022年23期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電機

        寧印斌

        (中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東 深圳 518054)

        1 改造前背景

        從發(fā)電機控制系統(tǒng)升級改造的必要性、制約性因素和經(jīng)濟角度綜合考慮,本次改造決定采用Basler公司的BE-11g和BE1-11f微機型綜合保護器,替換原來由多臺單功能繼電器組成的繼電保護裝置,BE1-11g作為主保護器,BE1-11f作為后備保護器。

        2 改造前準備工作

        2.1 原始數(shù)據(jù)采集

        收集出廠設(shè)計圖紙信息及原繼保參數(shù)設(shè)定的數(shù)據(jù),將實際測試結(jié)果與原始設(shè)定值進行校對分析,為新綜保裝置參數(shù)設(shè)定提供可靠性依據(jù)。通過對原繼保系統(tǒng)的單功能繼電器進行整定值檢測,其實際動作值如表1所示。

        表1 舊繼電保護器整定動作值檢測記錄

        舊繼電器的過流保護51G及接地電流保護51N的反時限曲線如圖1、圖2所示。

        圖1 原51N繼電器反時限動作曲線圖

        圖2 原51G繼電器反時限動作曲線圖

        2.2 新綜保功能調(diào)試

        使用繼保測試儀給新綜保提供相模擬電壓和模擬電流,以測試設(shè)置參數(shù)后,綜保能否實現(xiàn)準確保護。測試差動(87G)、逆功率(67G)、接地過流(51N)、速斷(50G)功能,核對啟動值和動作時間,檢查相應(yīng)保護出口接點通斷良好、保護跳閘指示燈顯示正常,差動及過流測試曲線如圖3、4所示。

        圖3 綜合保護器BE1-11g差動保護設(shè)置及測試曲線

        2.3 電路設(shè)計變更

        發(fā)電機新繼保系統(tǒng)選用BE1-11g和BE1-11f兩臺微機型綜合保護器分別作為發(fā)電機的主保護和后備保護,遵循“硬件升級、接線優(yōu)化,整定值不變”的設(shè)計思路對發(fā)電機綜保系統(tǒng)進行電路設(shè)計,主要電路變更有以下5個方面:(1)欠壓27G、欠頻95G、速斷51G及逆功率67G保護電路設(shè)計變更。將原95G、27G兩單功能繼電器電壓采樣信號接入新綜合保護器BE1-11g及BE1-11f的C13、C14、C15及C16端子,將原51G、67G兩單功能繼電器電流采樣信號改接入母線側(cè)新綜合保護器BE1-11f的C1/C2、C3/C4及C5/C6端子,原單功能繼電器直流110V電源改接入新綜合保護器BE1-11f,另外,增加復位按鈕接入BE1-11f的B3、B4端子。(2)過壓保護59G電路設(shè)計變更。將原59G單功能繼電器的交流勵磁110V電壓信號接入新綜合保護器BE1-11f的C17/C18端子,原59G直流110V電源接線取消。(3)差動保護87及接地電流保護51N主電路設(shè)計變更。將原87GR、87GS、87GT及51N四個單功能繼電器信號電路及直流110V電源接入發(fā)電機側(cè)新綜合保護器BE1-11g。(4)差動保護87及接地電流保護51N輔助電路設(shè)計變更。將原51N單功能繼電器常開觸點線路接入BE1-11g綜合保護器C3/C4端子,將原87GS、87GR、87GT三組單功能繼電器常開輔助觸點線路優(yōu)化為一組改為BE1-11g綜合保護器C7/C8端子,刪除原87GA、87TA、R51N、R87N及TS87等電路。(5)報警電路設(shè)計變更。將原單功能繼電器的51、59、27及95L輸出信號常開觸點線路分別改接入BE1-11f綜合保護器C1/C2端子、C5/C6端子、C7/C8端子、C9/C10端子,將原單功能繼電器的67輸出信號常開觸點線路改接入BE1-11g綜合保護器C5/C6端子。

        圖4 綜合保護器BE1-11g速斷保護設(shè)置計測試曲線

        3 改造實施步驟

        (1)查閱圖紙確定測試時需要旁通的信號以及旁通方法。(2)依據(jù)設(shè)計圖紙和控制原理進行梳理,現(xiàn)場拆除和安裝新的控制回路,并做好標記,避免誤拆誤解,并有專人進行監(jiān)護。(3)更換安裝綜合保護器,按照設(shè)計電路圖紙進行接線。(4)控制回路接線結(jié)束后,核對新繼電器接線的正確性,檢查沒有短路、斷路情況后,測試新繼電器絕緣良好,測試裝置電源正負極之間、三相交流電壓相間直流電阻阻值在合理范圍。

        4 實施后調(diào)試

        (1)綜保上電。將發(fā)電機出線端的VCB 拉到測試位置,合入VCB開關(guān)柜的110V直流控制電源空開,即給綜合保護器通入正式的110V直流工作電源,檢查指示、顯示是否正常。(2)模擬功能測試。使用綜保測試儀提供測試電流和電壓,測試綜保及其控制柜內(nèi)的繼電器是否動作準確,觸發(fā)87G、67G、51N、51G、27、59、81-1、81-2保護的出口接點動作,檢查發(fā)電機控制盤上相應(yīng)的紅色跳閘報警光字牌將被點亮,同時,在VCB開關(guān)柜的端子G1131A(G2131A)與N111(N211)之間將立即出現(xiàn)110V直流電壓(分閘信號),測試綜保及其控制柜內(nèi)的繼電器是否動作準確,其中失磁保護和差動保護不僅具備跳開發(fā)電機出線端VCB功能,還具備讓發(fā)電機停機功能。(3)空載參數(shù)檢查。先不投入逆功率功能,將輸出繼電器旁通,啟動發(fā)電機,檢查相關(guān)參數(shù),無誤后再投入逆功率功能,檢查相關(guān)參數(shù)是否正常。(4)帶載試驗。解除隔離措施,VCB開關(guān)推入工作位置。啟動發(fā)電機,并網(wǎng)后手動帶載150kW左右,檢查發(fā)電機電壓、電流的幅值及相位顯示正常,頻率、功率顯示正常,重點檢查差動電流顯示值在“0.001~0.005”,發(fā)電機及繼保系統(tǒng)運行穩(wěn)定后逐漸加載測試,確保新綜保裝置可靠投用。

        5 實施后效果

        在不影響平臺正常原油生產(chǎn)、施工周期短、總體造價低的前提下,利用微機型多功能綜合保護器對原老型單功能繼電保護器進行數(shù)字化改造,將采樣、檢測、比對、保護集為一身,不僅簡化了繼保系統(tǒng)電路,節(jié)約后續(xù)設(shè)備維護所需的人力、物力和財力,為平臺安全生產(chǎn)、設(shè)備穩(wěn)定運行打下了強有力的基礎(chǔ),更為后續(xù)拓展發(fā)電機綜保裝置的遠程通信、監(jiān)控及控制功能奠定了基礎(chǔ),提升了老舊設(shè)施數(shù)字化、智能化水平。同時,提升了設(shè)備運行穩(wěn)定性,故障率比原繼保系統(tǒng)降低了70%,定期校驗的工作量較改造前減少了60%,值得向其他老舊設(shè)施推廣。

        6 結(jié)語

        此次繼保系統(tǒng)數(shù)字化改造工作能夠安全高效順利地開展,得益于新技術(shù)、新方法的實踐與創(chuàng)新,由于平臺舊繼電保護器已經(jīng)投用20多年,配電柜因圖紙缺失、盤柜不集中及不停產(chǎn)施工等因素,給這次改造工作帶來了一定的困難,通過查閱標準、收集圖紙、原理分析、接線及參數(shù)設(shè)置的校對等大量前期工作,確認最優(yōu)設(shè)備選型及改造方案,確保了此次升級改造工作的順利完成。

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