高壓開關柜分體式綜保改造方案研究及應用

李榮昌

摘 要：微機綜保達到規定的運行使用年限后，如何安全、穩妥、快速地實現綜保裝置更換，是整個行業關切的問題。本文重點對分體式綜保改造方案予以闡述，同時總結實際工程應用效果，為后續具體工程實踐提供較好的借鑒。

關鍵詞：分體式；綜保；改造

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0204-02

1 引言

根據《微機繼電保護裝置運行管理規程》，微機繼電保護裝置使用年限一般為10～12年，而高壓開關柜使用壽命通常超過20年，這導致在高壓開關柜使用的壽命周期內，面臨一次繼電保護裝置更換的需求。微機繼電保護裝置達到規定的運行使用年限后，面臨老化嚴重、無備品可換、故障率較高等問題，增大電力系統運行風險。如何安全、穩妥、快速地實現綜保裝置更換，是整個行業特別關切的問題，針對上述工程實際難題，有必要研究一種安全、可靠、快捷的改造方案并予以驗證推廣。

2 高壓開關柜綜保改造難點

高壓開關柜綜保更換改造面臨如下幾方面典型困難：停電時間有限；改造過程要求快速、可靠、安全；高壓柜一次設備、電纜、元器件等利舊；原有圖紙缺失或與現場不一致；現有設備技術規格與前期差異；安裝尺寸差異等等。其中，因為不同廠家裝置大小不一樣，同一個廠家不同時期不同系列的裝置開孔尺寸也可能有差異，高壓開關柜綜保改造最直接的困難就是需要解決前后期裝置開孔大小不一致的問題，在解決該問題的前提下，才能進一步處理前后期裝置回路對應、附件更換等問題。

3 針對安裝尺寸差異的改造方案

針對前后期綜保裝置的開孔尺寸差異，典型處理方案如下。

3.1 常規方案

（1）方案一：基于原有安裝位置擴孔或加裝附件。基于原有安裝位置擴孔或加裝附件的方式，開關柜面板及元器件利舊，配套成熟標準的綜保裝置；綜保裝置滿足行業及地區入網檢測要求，軟硬件升級和運維方便、備品備件保障充分，現場擴孔一定程度影響改造效率，采用該方案作業組織管理要求較高。（2）方案二：更換高壓開關柜門。更換高壓開關柜門的方式，綜保裝置及對應配線可在廠內準備，減少現場難度，原有表計等可利舊或同期改造，節省現場時間，物料成本有所增加。該方案現場實施難度和風險小，但成本增加較多。

3.2 改進方案設想

（1）方案一：開發小尺寸綜保。開發小尺寸綜保，覆蓋現場各類安裝尺寸要求；現場無需調整綜保開孔，直接安裝或套殼安裝，方便快捷，通用性強；由于采用特殊尺寸，綜保裝置需重新專項開發，軟硬件通用性差，增加運維復雜性，專項開發難度過大。（2）方案二：開發分體式結構綜保裝置。綜保裝置機箱主體與面板（含液晶及鍵盤等）在安裝過程中分離，兩者由數據線纜經原開孔連接，安裝完成后機箱與面板仍然構成一個整體。該方案綜保裝置結構需調整開發，但原有高壓柜門布局影響很小，優勢明顯，值得深入研究。

4 分體式綜保開發思路

4.1 結構設計難點

分體式綜保裝置結構設計難點主要是面板與裝置主體間的安裝方式及電磁兼容性能的處理。安裝方式可以考慮在開關柜門上開通孔或者不打孔的兩種方式（如圖1所示），開通孔方式需要現場打孔，存在一定工作量并且操作不便；不打孔方式需要重點研究結構穩定性問題，但應作為主要攻關方向。

關于電磁兼容問題，主要考慮解決裝置機箱與面板間的密封性問題，以及連接裝置機箱與面板之間的數據線電磁兼容問題。

4.2 分體式綜保設計效果

分體式綜保裝置結構上分為兩部分，即裝置機箱主體、液晶鍵盤面板，二者之間通過數據線連接（如圖2所示）；裝置安裝時，分別考慮原開孔尺寸不大于新綜保裝置、原開孔尺寸寬或高大于新綜保裝置兩種情況，有必要時加裝擋板等附件。

5 分體式綜保新型結構開發

分體式綜保裝置新型結構在開發過程中，重點從如下幾方面針對性研究實現。

兼容性設計方面，分體式綜保裝置僅更改機箱結構，沿用已有裝置插件，對外端子定義、操作面板、軟件版本均與原入網測試裝置保持一致。

安裝尺寸適應性設計方面，分體式綜保裝置安裝附件采用通用性設計，保證結構穩定性并且覆蓋絕大多數安裝開孔的通用尺寸，超過通用開孔尺寸的情況可配套不同附件解決。

便捷性設計方面，分體式綜保裝置機箱采用采取專門措施，有效解決裝置安裝的穩定性問題，保證在現場單人即可輕松完成設備快速安裝，不需要采取特殊作業工具。

可靠性設計方面，分體式綜保裝置面板安裝框架及箱體承重面板均為一體成型，保證結構穩定可靠，上下及左右多點限位，保證整機安裝限位準確。

6 工程實踐對比

為了驗證分體式綜保改造方案的工程可行性，在針對上述考慮專門開發分體式綜保裝置并通過第三方測試后，筆者在現場實際變電所中選擇兩個相同規格的高壓開關柜，參與柜門開孔、分體結構兩種改造方案實踐對比，大致情況如下。

6.1 實施步驟

柜門開孔、分體結構兩種改造方案，總體都需要經過方案確定、勘察準備、廠內準備、現場實施等幾個實施步驟，各步驟典型工作內容如圖3所示。

其中分體式綜保改造方案，盡管總體流程和常規開孔方案相同，但每個流程步驟中的工作內容和工作復雜性得以大量簡化。

6.2 柜門開孔方案

6.2.1 實施流程

高壓柜柜門開孔方案實施主要流程如圖4所示，其中現場開孔環節工作難度較大，需要采用曲線鋸、手槍鉆、銼刀等作業工具，而且不同作業人的工藝質量差異較大。

6.2.2 現場過程

柜門開孔方案現場實施過程如5圖所示，不同專業的人員配置及相互間配合較為重要，在安全措施、工作票時間的約束下，工作節奏較緊張。

6.3 分體式綜保方案

6.3.1 實施流程

分體式綜保改造方案實施主要流程如圖6所示，不需要現場對柜門原有開孔進行調節，同時其他環節工作復雜性降低，現場工作難度得以顯著簡化。

6.3.2 現場過程

分體式綜保改造方案現場實施過程如圖7所示，改造過程快捷，工作過程簡潔明了，省時省力，工藝質量標準得到較好控制。

6.4 實施對比

總體而言，分體式綜保改造方案無論是在工作效率或是人力成本等方面都要比柜門開孔方案體現出明顯優勢。

（1）施工效率方面，分體式綜保改造方案改造時間基本每個間隔可控制在3小時以內完成，人均效率約為柜門開孔方案的6倍。（2）實施成本方面，如果在保證每天改造2個間隔的目標下，分體式綜保改造方案成本比柜門開孔方案可節省50%以上。（3）實施難度方面，分體式綜保改造方案比柜門開孔方案少了曲線鋸、手槍鉆、銼刀等工具，大幅度減少現場實施難度。（4）用戶感受方面，分體式綜保改造方案比柜門開孔方案停電時間更短、工藝更好、操作簡單更容易掌握、改造風險得到更好控制。

7 結語

高壓開關柜分體式綜保改造方案不需要調整高壓柜門安裝開孔，現場作業難度降低，人員配置需求減少，同一個站內可以多間隔同步開始改造計劃，這使得在改造過程中對于降低安全風險、提高改造效率、便于應急搶修等方面可以發揮獨有優勢，高壓開關柜分體式綜保改造方案能較大幅度提升綜合效益，值得在更多工程改造中大力推廣應用。

參考文獻

[1]《微機繼電保護裝置運行管理規程》（DL/T 587-2007）[S].

[2]國家電力調度通信中心.國家電網公司繼電保護培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2009.

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