鄧永新,鄧人杰

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制和保護(hù)等作用，廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、民用住宅等各種不同場所[1]。高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障企業(yè)有序生產(chǎn)的基礎(chǔ)，筆者對(duì)安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能化工)高壓開關(guān)柜多年來在煤化工生產(chǎn)裝置中經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行歸類梳理，總結(jié)故障處理方法和措施，盡可能減少高壓開關(guān)柜的故障發(fā)生。

1 存在的問題

為了在當(dāng)前嚴(yán)峻的安全環(huán)保形勢下更好地生存和發(fā)展，煤化工企業(yè)必須杜絕各類事故的發(fā)生，減少設(shè)備故障，尤其是電氣裝置中的高壓開關(guān)柜。高壓開關(guān)柜一旦出現(xiàn)故障，輕則導(dǎo)致生產(chǎn)波動(dòng)，重則迫使系統(tǒng)停車，并引發(fā)安全環(huán)保事件[2]。2018年中能化工高壓開關(guān)柜操作總數(shù)1 381次，故障總數(shù)59次，故障率高達(dá)4.27%，并有上升趨勢;因此，必須采取切實(shí)可行的改進(jìn)措施降低高壓開關(guān)柜的故障率。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)XGN-10型高壓開關(guān)柜故障次數(shù)高達(dá)46次，占總故障次數(shù)的77.97%，其中頻繁操作的、控制電動(dòng)機(jī)的高壓開關(guān)柜有41臺(tái)。

2 原因分析

造成XGN-10型高壓開關(guān)柜故障的主要原因?yàn)椋簜鲃?dòng)機(jī)構(gòu)卡滯、二次回路接觸不良、合閘電壓損失大和操作程序不完善等。

(1) 高壓開關(guān)柜的斷路器合分閘是通過線圈得電，磁鐵推動(dòng)連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)觸頭合分閘的[3-4]。2018年2月16日，對(duì)XGN-10型高壓開關(guān)柜進(jìn)行專項(xiàng)檢查發(fā)現(xiàn)，該類型高壓開關(guān)柜是2003年3月投入使用的，已經(jīng)運(yùn)行了15 a，彈簧疲勞，孔銷磨損嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)孔銷分離、連桿機(jī)構(gòu)脫落的現(xiàn)象。2018年5月10日，2#造氣風(fēng)機(jī)高壓開關(guān)柜傳動(dòng)連桿脫落，影響開機(jī)4 h。

(2) 2019年2月17日，用直流電橋現(xiàn)場測量41臺(tái)GXN-10型高壓開關(guān)柜的合分閘回路，按照電氣技術(shù)規(guī)定，合分閘回路直流電阻應(yīng)不超過0.05 Ω，但是通過現(xiàn)場測量，合閘回路有8臺(tái)電阻超標(biāo)，分閘回路有6臺(tái)電阻超標(biāo)。2018年8月13日化工車間2#氫氮壓縮機(jī)因二次回路接觸不良，影響15 h。

(3) 2018年11月12日，110 kV外線停電，在系統(tǒng)恢復(fù)開車過程中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)啟動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)4次時(shí)，直流屏電壓在230 V左右；當(dāng)進(jìn)行第5次啟動(dòng)時(shí)，直流屏電壓在200 V左右，電壓損失超過16.67%，說明合閘電壓損失大。

(4) 2016年7月2日，操作票未確認(rèn)接地刀已分開步驟，2#貧液泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，高壓開關(guān)柜短路爆炸，系統(tǒng)停車，造成經(jīng)濟(jì)損失約102萬元。2017年3月15日，氣化工段2#循環(huán)水泵電機(jī)測量絕緣值時(shí)，未將轉(zhuǎn)換開關(guān)分開，帶負(fù)荷拉閘，造成航天爐系統(tǒng)停車，經(jīng)濟(jì)損失約80萬元。2018年7月13日，未將開關(guān)打到分閘位，出現(xiàn)帶負(fù)荷合閘事故，造成經(jīng)濟(jì)損失約50萬元。

3 處理措施

(1) 針對(duì)二次回路接觸不良問題，2019年3月1日—8日，利用計(jì)劃檢修時(shí)間，用CSC-237A型智能保護(hù)器取代電子繼電器，并檢查緊固端子排。對(duì)實(shí)施后的效果進(jìn)行確認(rèn)：臨時(shí)把線圈短接，用直流電橋分別測量模擬合分閘回路直流電阻,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)41臺(tái)高壓開關(guān)柜的合分閘回路直流電阻均小于0.05 Ω，符合技術(shù)要求，該措施有效。

(2) 針對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡滯問題，2019年3月10日—20日，采用VS1型集成真空斷路器，代替連桿操作機(jī)構(gòu)和老舊的斷路器。實(shí)驗(yàn)檢測高壓開關(guān)柜的合閘時(shí)間均小于100 ms,分閘時(shí)間均小于60 ms，符合電氣實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，徹底消除了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡滯問題。

(3) 針對(duì)合閘電壓損失大的問題，2019年3月10日—20日，用鋼絲刷清除氧化層；合閘母線供電由1路改為2路，減小線路電阻，降低電壓損失。合閘電源線路優(yōu)化后，依據(jù)電氣標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行連續(xù)10次合閘實(shí)驗(yàn)，測得電壓均在238～244 V，符合實(shí)施目標(biāo)。

(4) 針對(duì)操作程序不完善的問題，2019年3月10日—20日，對(duì)不同型號(hào)的高壓開關(guān)柜，制定標(biāo)準(zhǔn)化操作票模板，增加反事故操作程序：① 確認(rèn)斷路器在分閘位，并詳細(xì)注釋分閘狀態(tài)顯示的詳細(xì)內(nèi)容；② 把轉(zhuǎn)換開關(guān)由“遠(yuǎn)方”位打到“就地分”位；③ 確認(rèn)接地刀在分閘位。倒閘操作程序的完善，避免了帶地刀合閘和帶負(fù)荷拉閘，減少人身和設(shè)備事故的發(fā)生，確保了煤化工生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 效果檢驗(yàn)

由中能化工生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表得知2018年4月—11月因?yàn)楦邏洪_關(guān)柜故障影響生產(chǎn)375 h;高壓開關(guān)柜改進(jìn)后，2019年4月—11月高壓柜故障影響12 h,少影響生產(chǎn)363 h。折合成12個(gè)月，每月少影響生產(chǎn)554.5 h。高壓開關(guān)柜的故障率由4.27%降低到1.26%，故障率降低幅度達(dá)3.01百分點(diǎn)，效果非常明顯。

2019年4月12日3#冰機(jī)電動(dòng)機(jī)繞組進(jìn)水接地改進(jìn)為XGN-10型高壓開關(guān)柜過流速斷動(dòng)作，避免了1臺(tái)900 kW/6 kV電動(dòng)機(jī)燒毀事故。2019年 5月12日3期雙氧水1#工作液泵電動(dòng)機(jī)絕緣子擊穿改進(jìn)為XGN-10型高壓開關(guān)柜零序保護(hù)動(dòng)作，避免了1臺(tái)250 kW 電動(dòng)機(jī)燒毀事故。2019年9月30日化工車間2#氫氮機(jī)電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)電纜油污短路改進(jìn)為XGN-10型高壓開關(guān)柜差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作，避免了1次合成氨系統(tǒng)停電停車事故。

根據(jù)對(duì)策實(shí)施中的有效手段，編制了《電氣設(shè)備運(yùn)行、操作規(guī)程》和《高壓開關(guān)柜操作票標(biāo)準(zhǔn)化模板》。2019年9月，經(jīng)公司動(dòng)力處審核，總工程師批準(zhǔn)后后，在中能化工內(nèi)部使用。

5 結(jié)語

采用上述措施和方法，提高了高壓開關(guān)柜運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少了人身和電氣設(shè)備事故的發(fā)生，為煤化工生產(chǎn)裝置的長周期運(yùn)行提供了保障，并為中能化工的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；同時(shí)減少了原料氣的排放，降低了環(huán)境污染和能源消耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了節(jié)能、減排、提質(zhì)、增效的目的。