淺談某合成變電所改造

摘要：針對原合成變電所存在設備老化、設計要求低、開關柜電氣五防不符合標準、沒有建立完善的后臺通信監控系統等實際問題，對其進行了改造，分析了改造過程中遇到的問題及解決方案，闡述了合成變電所改造后的優點，為類似變電所改造工程提供參考。

關鍵詞：變電所;功率因數;保護裝置

0 引言

中海油化學股份有限公司一期合成變電所是我司一期合成裝置、尿素裝置及脫鹽水裝置的供配電中心，已投運22年。合成變電所6 kV系統采用雙電源、單母線分段接線方式，尿素裝置6 kV I/II段母線通過母線橋直接與合成裝置I/II段母線連接，無開關隔離，共有6臺6 kV/400 V變壓器，系統一次接線圖如圖1所示。原合成變電所設計要求低，開關柜的電氣五防等要求已不符合現行規范標準要求，自動化控制水平低，且開關柜斷路器小車機構變形嚴重，電子元件老化，已經嚴重影響到一期化肥生產裝置的安全、穩定運行。因此，急需對變電所的開關柜進行整體更新改造，以提高供電安全、穩定性，提升變電所的自動化控制水平。

1 變電所改造前存在的問題

（1）開關柜斷路器小車機構變形，斷路器小車進出操作困難，嚴重影響設備的正常停、送電，甚至因小車機構變形嚴重，設備無法送電運行。（2）斷路器插接頭錯位，斷路器小車無法正常操作，斷路器不能合閘，設備無法正常運行。（3）開關柜對操作人員的防護存在設計缺陷，操作時有可能對操作人員造成人身傷害。（4）電力系統的功率因數低。

2 合成變電所改造方案

（1）對合成變電所內6 kV開關柜和保護裝置進行更新，采用先進的具有多重聯鎖控制功能的鎧裝開關柜替換老式的電磁式開關柜;合成變電所6 kV開關柜綜保采用微機保護裝置代替傳統的電磁式繼電器，尿素裝置6 kV開關柜綜保利舊;對尿素裝置400 V配電柜進行整體更新。（2）建立合成變電所的監控與管理系統，收集全所信息并實時存入數據庫，實現對變電所的就地監視和控制功能，提供各種遙測與遙脈裝置，同時將別的變電所的后臺監控系統信號全部整合至合成變電所。（3）投用無功補償裝置，對合成變電所兩段母線就行集中補償，提高功率因數，實現節能目的。

3 改造的重難點

在變電所改造施工過程中，部分400 V設備需繼續供電，故在改造施工前6 kV系統由正常的I/II段進線分段運行方式轉為由II段進線通過母聯帶整段母線運行方式，將合成變電所400 V系統也由正常的I/II段進線分段運行方式轉為由II段進線通過母聯帶整段母線運行方式。利用6 kV系統I段進線電纜直接與合成變電所01A、02A變壓器一次動力電纜對接，由I期總變饋線直接對其供電。在做好核相和安全措施等工作后，在改造施工期間合成變電所400 V系統的01A、02A段進線分別由合成變電所01A、02A變壓器供電，供電運行方式為I段進線通過母聯帶整段母線運行。

在此次改造中，最大的難點是6 kV開關柜的一次電纜孔的位置確定和一次電纜的長度是否足夠的問題，6 kV舊開關柜是上下兩層開關柜，上下層分別為不同的設備供電，改造后每一面開關柜對應一個設備，數量增加至37面，其中進線柜、母聯柜和PT柜為800 mm寬，其他開關柜為600 mm寬。為了解決上述兩個問題，工作人員在改造前進行了大量的測量和分析工作，最終根據各開關柜的饋線情況，將PT柜的位置由進線柜旁挪至別的地方，并做了一些開關柜位置的調整。另外，在改造施工的立柜過程中，對開關柜位置進行了細微調整，整個改造施工十分順利。

4 改造過程中存在的問題及解決方案

本次改造施工二次接線時，發現部分二次接線不夠長。對于到本變電所轉接盤不夠長的二次接線，經過觀察發現電纜走向是沿著電纜橋架走不規則的曲線路徑，于是在開關柜和轉接盤之間重新搭建一段直線橋架，將所有到轉接盤的二次接線走這段直線橋架，保證二次接線有足夠余量;對于直接到現場操作站不夠長的二次接線，采用加長電纜的方法，用同型號的電纜線芯與原電纜線芯用錫焊連接，再做絕緣處理。

合成變電所3臺6 kV電機的溫度探頭為鉑制的Pt100，原溫度模塊為二線制，接入來自現場的12芯電纜，共監控6個溫度點，改造后的綜保溫度模塊按原來接法，不接補償線，溫度偏差比較大，于是改成三線制接法，將12芯電纜改成只監控4個溫度點。

在調試過程發現，6 kV開關柜的MSA141模擬輸出模塊輸出到DCS的4～20 mA信號，在DCS棒圖中的顯示值與實際不符，后將MSA141模塊的量程最大值由原來的CT一次額定值改成與棒圖的最大值一致。另外，在尿素裝置380電機配電柜的電流變送器傳送到DCS的4～20 mA信號，在DCS棒圖中的顯示值也與實際不符，因電流變送器的最大值為固定值，于是在DCS修改棒圖的最大值，與電流變送器的最大值對應，便將該問題有效解決。

在尿素裝置配電柜中，給馬達保護器供電的電源均是由直流小母線直接送到A/D模塊經過斷路器再到電機保護器，當輸送直流小母線電源時，因A/D模塊內有電容器，當多個A/D模塊同時得電時，電流會過大，導致直流饋線開關跳閘，另外當A/D模塊在運行中損壞時，只能帶電更換，所以將A/D模塊與斷路器位置互換，可徹底解決該問題。

在尿素裝置400 V電機配電柜調試過程中，有個別電機回路因信號干擾現場電機停止不了，究其原因，進電機配電柜的二次電纜有來自DCS高達130 V的感應電壓，于是將進電機配電柜的二次電纜換為雙屏蔽控制電纜，感應電壓降至10 V以下，可徹底解決該問題。

5 合成變電所改造后的優點

5.1? ? 開關柜運行安全、可靠

開關柜具有可靠的五防聯鎖功能，操作簡單，具有合理的釋壓通道，保證操作人員的人身安全，符合國家規范標準要求。

5.2? ? 提高系統功率因數，實現節能目標

投用無功補償裝置后，對合成變電所兩段母線就行集中補償，每一段無功補償裝置的容量為300+300+600=1 200 kvar，共3組。表1為投用無功補償裝置后6 kV I段進線各參數的變化情況。

5.3? ? 微機繼電保護的優勢

（1）微機繼電保護邏輯判斷清楚，正確;（2）微機保護可以實現常規模擬式保護無法實現的優良保護性能;（3）調試維護方便;（4）在線運行的可靠性高;（5）能夠提高系統運行信息量。

5.4? ? 擁有強大的后臺監控系統

合成變電所改造完成后，實現了系統實時調度、電網調度綜合化，數據集中顯示，自動記錄、計算電量，信號集中顯示功能，實現了事故記錄、追憶，保護裝置自檢功能，雙網可靠運行。

6 結語

該合成變電所改造完成后，工作人員對變電所開關柜的功能及配置、變電所自動化平臺分別進行了系統測試，完成測試后，還進行了繼電保護裝置現場與后臺自動化系統的聯合調試測試，各項測試結果均達到預期效果，改造順利完成。

[參考文獻]

[1] 高翔.數字化變電站應用技術[M].北京：中國電力出版社，2008.

收稿日期：2020-07-28

作者簡介：鄭仁錦（1986—），男，海南陵水人，工程師，從事電氣設備運行與檢修維護工作。