王輝

(萊蕪鋼鐵集團魯南礦業(yè)有限公司,山東沂水 276421)

球團生產(chǎn)線6KV配電室微機改造

王輝

(萊蕪鋼鐵集團魯南礦業(yè)有限公司,山東沂水 276421)

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

斷路器拒動 微機保護及綜合自動化 后臺監(jiān)控系統(tǒng)

1 改造原因

魯南礦業(yè)球團生產(chǎn)線高壓系統(tǒng)繼電保護是220V直流電源操作的常規(guī)電磁式繼電保護,2004年1月投入使用。電力系統(tǒng)的繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報事故的發(fā)生,來達到提高系統(tǒng)運行的可靠性,并最大限度地保證供電的安全和不間斷。電磁式繼電保護是第一代,這種以電磁繼電器為主體的繼電保護存在著不少的缺點,具體是容易發(fā)生線圈斷線,觸點抖動,鐘表機構(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)等問題。

球團生產(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)球團生產(chǎn)性電氣設(shè)備經(jīng)過多年使用,部分電氣設(shè)備存在著老化,絕緣降低等問題,部分常規(guī)繼電器特性發(fā)生了變化,供電故障時出現(xiàn)了繼電器保護拒動或越級跳閘的現(xiàn)象,現(xiàn)有的繼電保護難以發(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、供電可靠運行帶來了嚴(yán)重的威脅。所以對配電房的二次設(shè)備保護的改造已刻不容緩。通過考察研究,魯南礦業(yè)球團生產(chǎn)線在2013年對6KV配電室進行微機保護改造,微機保護是用微型計算機構(gòu)成的繼電保護,是電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展方向,它具有高可靠性,高選擇性,高靈敏度,微機保護裝置硬件包括微處理器(單片機)為核心,配以輸入、輸出通道,人機接口和通訊接口等。

2 改造方法

本次改造主要是對6KV配電裝置二次保護采用微機保護及綜合自動化系統(tǒng),建立保護裝置后臺監(jiān)控系統(tǒng),同時球團車間高壓室原有的高壓柜真空斷路器操作機構(gòu)為電磁操作機構(gòu),存在著合閘電流較大的缺點,在本次改造中更換為彈簧儲能式操作機構(gòu)。

2.1 微機保護及綜合自動化系統(tǒng)改造

球團生產(chǎn)線6KV配電室本次針對進線柜(2臺)、電動機出線柜(9臺)、電容器出線柜(2臺)、配電變壓器出線柜(2臺)、分段柜(1臺)、PT柜(1臺)進行微機保護改造,共需安裝17套微機保護裝置(1套PT保護裝置,2套進線保護測控裝置,9套電動機保護測控裝置,2套變壓器保護測控裝置,2套電容器保護測控裝置,1套分段保護測控裝置)。

微機繼電保護裝置與監(jiān)控計算機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、音響報警器等設(shè)備。

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

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

本次配電室改造采用分層分布式結(jié)構(gòu),整個自動化系統(tǒng)采用模塊化、分層分布式開放結(jié)構(gòu),即把所有的6KV微機保護設(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 建立后臺監(jiān)控系統(tǒng)

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

(1)放好計算機桌,安裝并設(shè)置好后臺監(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監(jiān)控站的通訊線;(4)聯(lián)調(diào)后臺系統(tǒng)通訊;(5)對各個保護單元進行三遙信號的校對。

2.3 彈簧儲能操作機構(gòu)的安裝

安裝時先將機構(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,再裝置水平傳動大軸,然后用手輕輕轉(zhuǎn)動水平傳動大軸,大軸傳動必須十分靈活,不得有阻滯的感覺。最后裝上機構(gòu)輸出軸和水平傳動大軸連接的小夾叉,裝上水平傳動大軸和真空斷路器連接的連接桿,做幾個分合動作,看看動作是否靈活可靠,分合閘指示是否到位。機構(gòu)與斷路器之間的連接應(yīng)在斷路器和機構(gòu)都處于分閘位置時進行。機構(gòu)與斷路器連接后應(yīng)進行慢分慢合動作,以檢查和排除整個機械傳動系統(tǒng)的卡滯現(xiàn)象。機構(gòu)的慢分慢合動作可用扳手通過機構(gòu)輸出軸端的人力合閘接頭來實現(xiàn)。

2.4 現(xiàn)場改造時的注意事項

(1)盡量安排好各線路的停電時間,逐個開關(guān)柜進行改造,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,對每個站各個需改造的開關(guān)柜的儀表門進行切實可行的設(shè)計,盡量不在現(xiàn)場改動。(3)施工時,將儀表門上所需接線在上柜前接好、整理好,并校驗設(shè)備的采樣、保護、信號的正確性,保證上柜后,只對柜內(nèi)端子進行接線,縮短改造工期。(4)每個站全部改造完成后,安排系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試,安排一到二天全站停電,對所有設(shè)備重新實驗,對彈簧操作機構(gòu)進行分、合閘校驗,從就地信號、遠方信號、報警、采樣等做全面校核,直至設(shè)備完全正常。(5)改造所用的微機保護和彈簧儲能裝置是兩個廠家,需要協(xié)調(diào)好兩個廠家的工作時間及進度。

3 改造后達到的功能和效果

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

(1)將極大改變原配電室運行時常出現(xiàn)斷路器拒動甚至誤動現(xiàn)象,解決微機保護與常規(guī)繼電器的配合問題。(2)實現(xiàn)對配電室所有電氣設(shè)備的實時監(jiān)控、提高配電室運行的安全可靠性。(3)所有電氣設(shè)備的運行參數(shù)全部上傳到監(jiān)控計算機。(4)配電室操作可以通過計算機實現(xiàn),減少了事故,提高了安全性。(5)監(jiān)測功能完整,除常規(guī)電氣量測量外,還具有順序事件記錄等功能。(6)系統(tǒng)的保護、控制、監(jiān)測功能集成一體化,且內(nèi)外層采用光電耦合,抗干擾能力強。(7)裝置的負荷計算是每個控制單元直接送到后臺,可以顯示和打印各種時限的負荷報表,減少了很多計算量,值班人員不用每小時抄表,節(jié)省了人力。