火電廠500 kV斷路器測(cè)控裝置升級(jí)改造

卞興煒，張玉杰

(淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098)

0 引言

某火電廠500 kV升壓站測(cè)控裝置采用的是西門子公司AK1703系列產(chǎn)品，自2006年設(shè)備投運(yùn)以來(lái)，已持續(xù)運(yùn)行超過(guò)12年，測(cè)控裝置嚴(yán)重老化，故障率逐年上升，且西門子公司早已停止相關(guān)備件的供應(yīng)，亟待換型改造。

1 基本情況

500 kV升壓系統(tǒng)接線方式為3/2斷路器接線，其第1串三臺(tái)斷路器(編號(hào)：5011，5012，5013，見圖1)測(cè)控裝置、第2串三臺(tái)斷路器(編號(hào)：5021，5022，5023)測(cè)控裝置、母線測(cè)控裝置、啟備變線路斷路器測(cè)控裝置、網(wǎng)控變400 V斷路器測(cè)控裝置，以及1號(hào)、2號(hào)機(jī)組測(cè)控裝置均使用AM1703系列產(chǎn)品。

圖1 500 kV升壓系統(tǒng)連接示意(第1串)

設(shè)備于2006年投運(yùn)，隨著時(shí)間推移，測(cè)控裝置卡件老化嚴(yán)重，故障率逐年上升，且由于生產(chǎn)廠家產(chǎn)品更新迭代，AM1703系列的備件已無(wú)法正常供應(yīng)，相應(yīng)的技術(shù)支持也越來(lái)越缺乏。一旦在運(yùn)行中發(fā)生測(cè)控裝置故障，將導(dǎo)致500 kV升壓站內(nèi)相關(guān)一次設(shè)備無(wú)法實(shí)施倒閘操作，失去運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)造成上送至調(diào)度的重要數(shù)據(jù)丟失，導(dǎo)致電網(wǎng)潮流失去監(jiān)視等嚴(yán)重后果。因此，電廠組織相關(guān)部門開展選型，對(duì)測(cè)控裝置進(jìn)行換型改造，以確保升壓站工作正常。

2 改造方案

因電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的要求，500 kV涉網(wǎng)設(shè)備更換改造批準(zhǔn)的工期一般較短。為確保在有限工期內(nèi)順利完成改造工作，確定采取“掏屏改造”方式，即保持原屏位、原屏柜不變，拆除原斷路器測(cè)控屏內(nèi)的AM1703測(cè)控裝置，改裝屏內(nèi)固定支架與面板開孔尺寸，安裝新型測(cè)控裝置，保留端子排外側(cè)的原控制電纜不變，重新連接端子排內(nèi)側(cè)至新型測(cè)控裝置的接線。

2.1 供貨和實(shí)施方案的確認(rèn)

由于采取了“掏屏改造”方式，對(duì)新設(shè)備的安裝提出了較高要求，不僅在硬件上須與現(xiàn)場(chǎng)屏柜適配，其軟件功能實(shí)現(xiàn)上也須與原設(shè)備保持一致。原有的功能配置，包括按照測(cè)控柜點(diǎn)表配置通信參數(shù)，配置和間隔之間的互傳信息等，必須在新設(shè)備配置中得到落實(shí)。為了保證正確性，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量和縮短作業(yè)時(shí)間，需提前在實(shí)驗(yàn)室仿真，測(cè)試配置程序的正確性。

2.2 設(shè)計(jì)圖紙的更新與確認(rèn)

新設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)屏柜安裝圖紙，主要涉及新設(shè)備開孔尺寸變化，模塊型號(hào)改變，確認(rèn)裝置結(jié)構(gòu)及最優(yōu)的安裝方式，同時(shí)要在保持外部回路不改變的前提下，對(duì)內(nèi)部接線進(jìn)行調(diào)整。

2.3 工廠配置與調(diào)試

設(shè)備選型確認(rèn)選用西門子SICAM AK3系列后，即著手準(zhǔn)備工程配置，配置完成后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真模擬，測(cè)試配置程序的正確性。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

3.1 現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行及調(diào)試

按照批準(zhǔn)的涉網(wǎng)設(shè)備停電計(jì)劃，500 kV升壓站第1串停電，1號(hào)機(jī)組主變同時(shí)停電。現(xiàn)場(chǎng)主要工作為舊裝置的拆除和新裝置的安裝。

3.2 改造步驟

3.2.1 改造前準(zhǔn)備

(1) 點(diǎn)表整理、核對(duì)。

(2) 改造圖紙繪制、審核。

(3) 內(nèi)固定框架檢查。

(4) 現(xiàn)場(chǎng)端子排核對(duì)。

(5) “五防”邏輯整理、審核。

(6) 現(xiàn)場(chǎng)改造所需裝置、輔材準(zhǔn)備。

3.2.2 施工步驟

(1) 預(yù)備工作：檢查改造材料、工具，熟悉圖紙與方案。

(2) 停電工作：對(duì)照?qǐng)D紙核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)檢修位，做好區(qū)域保護(hù)；斷開測(cè)控柜電源，PT，CT和外部回路斷開(注意CT不能開路，PT不能短路)。

(3) BC面板更新：按步驟拆除舊面板，背板依照新設(shè)備開孔；復(fù)裝新面板，敷設(shè)新的I/O線、接線及套管；整理導(dǎo)線增加端子排；按步驟拆除恢復(fù)所有面板。

(4) 設(shè)備更新：拆除舊裝置；安裝新導(dǎo)軌與SICAM TM模塊，完成TM接線；核對(duì)圖紙，檢查端子-裝置的連接。

(5) MCB (斷路器)更新：拆除現(xiàn)有MCB，更換新的MCB；核對(duì)圖紙，檢查端子-空開-裝置的連接。

(6) 繼電器更新：拆除現(xiàn)有TCS繼電器；安裝導(dǎo)軌，更換新的繼電器；更新接線；核對(duì)圖紙，檢查端子接線。

(7) 柜后更新：整理更新后的內(nèi)部連接線；檢查所有連接的套管及標(biāo)簽；柜后輔助繼電器的更新。

(8) 內(nèi)部查線：檢查所有內(nèi)部接線，用搖表測(cè)試絕緣；合格后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。

(9) 聯(lián)調(diào)試驗(yàn)：裝置單體調(diào)試，所有的開入、開出、電流、電壓等功能完整測(cè)試；一次設(shè)備調(diào)試，所有的開入、開出、電流、電壓等功能完整測(cè)試；與其他間隔至聯(lián)閉鎖信號(hào)；和調(diào)度端測(cè)試對(duì)點(diǎn)(測(cè)試到總控單元)。

參考如上步驟分別完成5011/5012/5013斷路器測(cè)控屏改造、1號(hào)機(jī)組測(cè)控屏柜改造。

4 改造注意事項(xiàng)

(1) 開工前需向網(wǎng)調(diào)、省調(diào)自動(dòng)化專業(yè)申請(qǐng)開工，并由網(wǎng)調(diào)、省調(diào)封鎖改造相關(guān)間隔的信號(hào)。

(2) 二次電纜配線后，及時(shí)核對(duì)接線準(zhǔn)確性。

(3) 重新打印并張貼所有出口繼電器、空開、壓板的標(biāo)簽。

(4) 利用測(cè)控柜解鎖分合閘實(shí)際帶的所有開關(guān)、隔離刀、接地刀，檢查分合閘回路正確性、刀閘位置信號(hào)正確性，需驗(yàn)證壓板、對(duì)應(yīng)開關(guān)量輸出點(diǎn)、出口繼電器。

(5) 在升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)（network control system，NCS）操作前，需要利用事故總信號(hào)進(jìn)行復(fù)位(和開關(guān)操作流程相同)，在對(duì)應(yīng)的測(cè)控裝置內(nèi)查看是否接收到報(bào)文，防止誤遙控到運(yùn)行設(shè)備。

(6) 在NCS服務(wù)器內(nèi)退出“五防”邏輯、將運(yùn)行模式切換到調(diào)試模式，在NCS工作站上實(shí)際操作各開關(guān)、刀閘，校驗(yàn)測(cè)控柜內(nèi)“五防”邏輯(允許和閉鎖試驗(yàn))，要求驗(yàn)證到出口繼電器，并核對(duì)NCS畫面各刀閘信號(hào)正確性。

(7) 檢查NCS服務(wù)器的閉鎖邏輯正確性。

(8) 核對(duì)NCS畫面所有遙信量，包括外接線和測(cè)控柜內(nèi)部送出至NCS信號(hào)，例如：同期允許信號(hào)、無(wú)壓允許信號(hào)、事故跳閘信號(hào)等，修改相關(guān)光字牌。

(9) 檢查同期電壓的正確性。

(10) 檢查所有遙測(cè)量正確性，包括電流、電壓、有功、無(wú)功等，注意電流量程設(shè)置。

(11) 在遠(yuǎn)動(dòng)裝置內(nèi)更新邏輯，保證所有信號(hào)至遠(yuǎn)動(dòng)裝置信號(hào)正確。

(12) 核對(duì)到調(diào)度信號(hào)點(diǎn)。

(13) 所有工作結(jié)束后，需向網(wǎng)調(diào)、省調(diào)自動(dòng)化專業(yè)報(bào)竣工，由網(wǎng)調(diào)、省調(diào)解除相關(guān)信號(hào)封鎖。

5 結(jié)束語(yǔ)

換型改造后的SICAM AK3系列產(chǎn)品，延續(xù)了原AM1703的結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)了通信處理能力及邏輯運(yùn)算能力，自完成改造至今，已穩(wěn)定運(yùn)行超兩年，設(shè)備可靠性得到了驗(yàn)證。

眾所周知，涉網(wǎng)設(shè)備改造時(shí)間緊、風(fēng)險(xiǎn)大，改造中容不得絲毫紕漏，且選用的測(cè)控裝置在全國(guó)同類型火電機(jī)組中尚無(wú)成功升級(jí)改造的先例，無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒。通過(guò)國(guó)內(nèi)首次實(shí)施完成的電廠側(cè)500 kV開關(guān)測(cè)控柜改造，為類似設(shè)備升級(jí)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。