影響發電廠電氣設備運行的安裝問題的思考

卞永勝+段宏全+呂偉+趙卿

摘 要：本文闡述了發電廠電氣設備材質、安裝方式及接線方式等因素對電氣設備運行帶來的不利影響。并結合具體實例，提出解決辦法、優化方案及預防措施。

關鍵詞：變頻柜；感應電；偷跳

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.134

1 引言

由于電力行業日益激烈的市場競爭，大型發電廠電氣設備的安裝工藝越來越高。同時，各電力設計院也將設備及材料等成本控制的更加精細。這些無疑都推動著電力工業不斷向前發展。但美觀的工藝并不一定實用，工程設計也不能過分的追求成本控制。若工藝和成本與功能之間的關系處理不當，會直接影響電氣設備運行的穩定性、可靠性。本文謹結合一些實例對具體問題展開分析，并提出解決辦法、優化方案及預防措施。

2 就地盤柜安裝問題

2.1 安裝方式

電氣盤柜的排列方式有兩種：一種是成列式安裝，一種是獨立式安裝。如圖1所示。

電氣盤柜的基礎型鋼也有兩種：一種是臥式，一種是立式。如圖2所示。

根據上述不同的排列方式和不同的基礎型鋼，可排列組合出以下四種安裝方式：

6kV（或10kV）高壓盤柜盤、380V低壓PC段及MCC段盤柜采用方式1，在此不贅述。重點說說就地變頻柜的安裝方式問題。

變頻器由于具有良好的起動、控制、節能等特性，得到越來越廣泛的應用。但變頻器（特別是大型變頻器）有一個突出的問題，就是運行過程中發熱量較大，且發熱量隨負荷增大而變大。這是變頻柜安裝必須注意的問題，但很多時候并未引起足夠的重視。下圖3為某廠稀釋風機變頻柜的安裝圖。

圖3變頻柜排熱風扇安裝在盤柜左側中上方，若采用1或2成列式安裝，必然會擋住右面盤柜的排熱風扇，影響柜內散熱。正是由于安裝方式的問題，該廠2號稀釋風機（右側）曾因盤內溫度過高而導致變頻器保護跳閘。

有的變頻柜排熱風扇安裝在盤柜頂部，如下圖4所示。

顯而易見，采用圖4排熱風扇設計的變頻柜可采用3或4的安裝方式。

除此之外，還需注意兩點：一是盤柜有無進風孔，二是盤柜安裝位置下方有無電纜溝道。這兩點都和排熱通風效果有關。

由于就地控制盤柜涉及到大量的一、二次電纜的敷設及接線工作，一旦盤柜就位、接線調試完畢，其安裝位置及基礎高度就很難更改。所以在就地盤柜的安裝過程中，不能一味的照搬圖紙，應該根據盤柜的實際情況及安裝位置來確定安裝方式。

上述問題并非個例，很多發電廠都有類似的問題。原因在于：1）設計院只考慮基礎型鋼的設計尺寸及所用材料（槽鋼）的數量，忽視了盤柜排熱風扇安裝位置等具體信息；2）工程技術人員經驗不足或未能嚴格把關，只知按圖施工，不結合實際。

2.2 盤柜材質

下圖5為某廠廢水計量泵就地控制柜。

該廢水計量泵控制柜外殼材質為鐵皮，由于車間內空氣流通不暢，酸、堿等腐蝕氣體濃度較大，柜內繼電器、端子排等元器件及二次線頭銹蝕嚴重。投入使用兩年，發生多次非正常跳閘、無法啟動及信號異常等問題。

所以，安裝于上述特殊環境下（酸、堿、室外）的盤柜應使用不銹鋼材質的柜體，同時保證室內通風，必要時可給盤柜加裝室外風道，降低柜內腐蝕氣體含量。

3 感應電問題

在發電廠電氣及熱控系統中，經常有感應電問題。感應電一般是在同一敷設路徑上，控制電纜受動力電纜的強電干擾而產生的虛電。通常電壓能達到幾伏至二百多伏，但電量卻很小，當感應電電量達到可以使繼電器動作時，會非常危險。

通常，除塵、除灰、輸煤、循環水等附屬系統中，由于電纜敷設路徑較長，二次控纜易產生感應電。消除感應電并不難，只要將控纜兩端鎧甲或屏蔽層接地，便可有效消除線芯上的感應電；若控纜較多且已接線完畢，問題電纜雖然較少，但很難查找，可將有問題的線芯對地并接一個小電容，即可消除感應電。

某660MW火電機組布袋除塵器，由于控制電纜敷設路徑長且全部為一端接地，導致二十多臺清灰電機指令線都帶感應電，運行中頻繁自行啟停。后在每臺清灰電機抽屜開關內將指令線并電容接地，問題解決。

某300MW火電機組輸煤系統，由于指令線受感應電干擾，煤倉間梨煤器頻繁自行抬落，嚴重影響機組運行及人身安全。由于數量較多，只能將所有指令控纜兩端屏蔽層都接地后，感應電消除。

雖然反復強調將控纜兩端屏蔽層都接地可有效消除感應電，但由于火力發電廠的除塵、除灰、輸煤、循環水等附屬系統遠離主廠房，且環境較為惡劣，施工人員在接線工藝及質量方面容易松懈，所以感應電問題還是會經常發生。這就要求工程技術人員在加強技術監督的同時，施工人員也要不斷提高自身素質和修養，嚴律己、不懈怠，保證工藝質量符合要求。

4 事故按鈕問題

重要的電氣設備附近都要安裝一個事故按鈕。當電氣設備發生緊急狀況、危及設備或系統安全時，巡視人員可立即拍事故按鈕，使之立刻斷電。

通常，一個事故按鈕控制一臺電源開關。如果電動機需要正反轉控制、或高低轉速控制、或工頻變頻控制，那么一臺電機就需要兩個電源開關。這種情況下，就必須考慮事故按鈕的數量和接線方法。

（1）有一種設計為兩根控纜、兩個事故按鈕，分別控制兩臺開關。這種設計比較保守，優點是控纜及事故按鈕作用明確，只跳一臺開關。圖6為電機正反轉示意圖。

圖6的設計存在弊端是：由于短時間內很難分辨出電機正反轉、高低轉速、工頻變頻狀態，所以緊急狀態下拍事故按鈕時必須SA1和SA2一起按。如果有兩臺電機、配四個事故按鈕，且按鈕并排安裝，則存在按錯的風險。

（2）還有一種設計為兩根控纜、一個事故按鈕，同時控制兩臺開關。這種設計比較簡潔、人性化，優點是一個事故按鈕可同時控制兩臺開關。如圖7所示。

圖7的設計需要注意：事故按鈕SA必須同時提供兩對常開接點，各接一根控纜至各自電源開關。暨兩根控纜不能接至SA的同一對開接點。

某300MW火電機組可逆式碎煤機（6kV高壓電機）運行期間，無論正轉還是反轉，均發生偷跳，保護裝置無任何報警，開關機械特性正常。后查明該碎煤機正轉事故按鈕跳閘控纜（101、133）與反轉事故按鈕跳閘控纜（101、133）接至事故按鈕SA的同一對開接點。如下圖8所示。

拆掉外部控纜，用萬用表測量保護裝置101和133端子之間、101和133端子之間均有有18Ω左右的阻值，這個阻值來自保護裝置內部，不可更改。當兩根控纜按上圖接至事故按鈕同一開接點時，對于正轉保護裝置來說，雖然SA接點不通，但101和133之間的阻值只有18Ω，且與SA是并聯關系，所以正轉保護裝置認為SA兩端阻值為18Ω。18Ω的阻值基本上是保護裝置判斷事故按鈕接點通斷的臨界值，導致該碎煤機發生偷跳。

5 結束語

本文闡述和列舉的都是發電廠電氣安裝過程中的一些小細節、小案例，嚴格意義上說，有些問題并不屬于安裝工藝及質量的范疇，但卻影響設備的穩定運行。只要工程技術人員及施工人員精細管理、精心施工，很多類似的問題是完全可以避免的。同時希望本文能為相關人員、特別是在建工程技術人員提供一點借鑒，為機組持續安全穩定運行打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]西門子MICROMASTER430變頻器使用手冊[S].軟件版本V2.1西門子.

[2]WDZ-5200系列微機保護測控裝置技術說明書[S].金智科技股份有限公司.

[3]電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].GB50150-2006建設部.

作者簡介：卞永勝（1980-）男，本科，電氣工程師，主要從事電氣一次及繼電保護工作。