秦皇岛港总开变电所高压柜改造

秦皇岛港总开变电所高压柜改造

张斌

秦皇岛港股份有限公司电力分公司河北秦皇岛066000

摘要：秦皇岛港总开变电所为B级危险源，肩负着为河北港口集团办公楼供电的重要任务。一旦出现设备故障将对整个集团公司日常工作、生产调度指挥造成重大的经济影响和社会影响。本次项目对总开变电站的高压开关柜进行升级改造，提高总开变电站设备运行的安全性，减少设备维护时间、调试时间，降低事故发生几率，提高供电的可靠性。

关键词：电力系统安全运行、高压开关柜改造

引言

秦皇岛港总开变电所高压柜设备老化，经常出现越级跳闸事故，供电可靠率低。高压开关柜设计落后，机构上存在很多操作缺陷。如：开关柜没有接地刀闸，封地操作十分繁琐，因此变电站停电检修操作时间加长；高压开关柜高压开关分断时间过长，经常引发出线开关越级跳进线开关的故障。通过本次高压开关柜的改造极大地提高了总开变电所高压柜持续安全运行及抵御停电风险的能力，有效的保障了企业的正常生产运行。

一、立项背景

秦皇岛港总开变电所采用华北电力学院华沃公司于1997年生产的MLA98型小电流系统接地微机选线装置，该设备用于接地故障的检测及选线，由于设备故障该装置于2008年后一直处于停用状态。在此期间，该站出现过几次单相接地事故，由于没有小电流系统接地微机选线装置，只能逐个拉开各出线开关查找故障点，这样严重影响了港口的安全生产和正常的集团办公。

电力系统安全运行规程规定，发生单相接地故障时，设备可继续运行1-2个小时，但此时非故障相对地电压升高为线电压，若不及时切除故障点，系统中的绝缘薄弱点很可能被击穿，从而造成相间短路故障，弧光接地还会引起全系统过电压，甚至烧坏设备。长时间的单相接地还极有可能烧毁电压互感器保险或电压互感器。

综上所述，总开变电站的高压开关柜已经与港口现代化电力系统不相适应，难以满足系统安全、可靠运行的基本要求，因此需要对其进行改造。

二、技术方案

1、对变电所主接线的说明

（1）变电所的10kV母线为单母线分段，四路电源进线、母联开关为断路器，正常时两路电源503、504同时工作，501、502开关热备用，两段10kV母线分列运行，当任一路电源线路发生故障或检修时，同母线的另一回线路带该段母线运行。当同一母线的两路进线均发生故障或检修时，另一回母线的进线开关通过母联开关带全站负荷运行。同一母线的进线断路器、进线断路器与母联开关之间要有可靠的电气联锁，防止两路电源并列运行。

（2）变电所设有2台变压器，型号分别为1#变压器SBH15-M-800/10、2#变压器SBH15-M-630/10。

2、技术要求

新的高压柜仍为单母线分段运行，保留原各路进出线，将各段母线的两路电源布置在相邻位置，更加直观，避免误操作。

10kV高压开关柜采用柜型为KYN28A-12，断路器型号选用VS1型真空断路器。开关柜结构为铠装型移开式户内交流金属封闭开关设备，户内独立安装，可防止害虫进入，外壳防护等级为IP4X，各小室间和断路器室间防护等级为IP2X。开关柜分为以下相互隔离的功能小室：断路器室、继电器仪表室、电缆室、母线室。基本柜体材料采用优质敷铝锌板，具有五防设施及完善联锁装置，而且有事故泄压孔。开关柜具有可靠的“五防”功能：防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关（插头）；防止带电分、合接地刀闸；防止带接地刀闸送电；防止误入带电间隔。

为保证安全和设备的正常操作及试验，具备下列联锁。

--采用模块式操作机构保证隔离开关（插头）与接地开关不会同时处于关合状态；

--断路器处于合闸状态时，隔离开关（插头）操作手柄无法操作；

--柜门在开启状态下不能操作隔离开关（插头），反之亦然。

--当主开关设备进行机械操作时，它不可能进行电气控制。

柜内加装在线温度测控装置。对开关柜内触头温度进行全程监测，对过温过热接触不良及短路故障做及时有效的巡检提示。为有效防止相地、相间过电压对系统及设备绝缘的危害，系统的每个出线回路中装设EAT一特六柱避雷器进行全相的过电压防护。

3、主要施工内容

总开变电所高压柜改造主要更新30面高压柜；更新小电流选线装置；更新小电流选线二次电缆；更新直流与交流二次电缆、二次通讯电缆。对原来的旧柜保护装置、PM800检测单元、计量表、零序互感器。高压出线电缆及高压进线电缆不更新；保护装置及其他二次回路需要保留的元件重新设计满足新高压柜安装要求。

施工分三个阶段，第一阶段为前期外线路准备及保护定值调整阶段；第二阶段是拆旧柜安装新柜的安装阶段；第三阶段为试验、调试阶段。施工先后顺序是先对四母线进线及出线开关改造；试验调试合格后四母线进线开关及出线开关送电。再对五母线进线开关及出线开关进行改造。

施工第一阶段，变电所每段母线上有涉及单一线路的高压出线开关，在施工前，需要将负荷转移到另一段母线的其它开关上，做好临时电缆接头，及相应保护定值变更并调试传动，待施工完毕后恢复为原供电方式。

施工第二阶段拆除旧柜安装新柜

旧柜体拆除

1）将待拆除母线上的所有开关线路由运行转检修；

2）拆除防火封堵；

3）拆除开关柜所有出线电缆头并做好标记，同时拆除零序互感器，注意将零序互感器做好标记，以便安装新柜体使用；拆除母排连接；

4）拆除柜体内部需要利旧的S40、S20保护和PM800装置及保护通信装置、计量表并做好标记，与新柜二次线进行核对，为新柜保护安装做好准备；

5）二次控制母线，信号母线电源全部拆除重新铺设新电缆；

6）直流电、交流电电源重新铺设；

7）将所有有用旧线拆除并标记完成后，进行柜体拆除工作；

新柜体安装施工

1）根据新柜体尺寸做好柜体基础安装；

2）按柜体排列顺序安装新柜；

3）安装一个柜体时，同时将其出线电缆及相应的通讯二次电缆放至柜内，确认标记正确；

4）柜体安装完成后，进行并柜施工；

5）并柜施工完成后，将出线电缆安装和零序互感器安装；

6）安装保护装置、计量表等利旧设备，以及二次电缆的铺设安装；

施工第三阶段调试及试验、检查、送电阶段

1）对开关进行保护定值调试及高压试作；

2）对后台监控综合自动化系统进行调试；

3）安装完毕试验正常后按调度令恢复送电。

（三）应用情况

对于总开变电所来说，高压开关柜改造解决了原有设备运行安全可靠性的问题。项目改造投产至今，总开变电所供电事故率为零、设备完好率为100%，供电可靠性得到了极大提升，取得了良好的应用成果。因此，我公司计划继续对其它变电所进行类似改造，为港区优质供电提供可靠保障。

（四）实施效果

本次高压柜改造后，解决了总开变电所原有高压柜严重老化及布局不合理的安全隐患，同时引入了无线测温装置、PT聚优柜、小电流选线装置、极大地提高了总开变电所高压柜持续安全运行及抵御停电风险的能力。

结束语

在本次改造中利用原有保护装置，对原有高压柜二次回路进行优化设计，对综合自动化系统进行重新整合。这些设计很好的提升了变电所的用电安全系数。

参考文献

[1]高压柜内干空气正压交换及露点检测控制系统研制[J].苏和,陆剑云,蒋树风,许弋,尹锦泉.科技创新与应用.2015(36).

[2]高压柜的优化选择体会[J].张曦元.科技风.2018(06).

[3]高压柜防触电报警器[J].任力.电世界.1998(03).