重慶動力旗能電鋁的研究人員李落印，在2019年第5期《電氣技能》雜志上撰文上指出，整流機(jī)組是電解鋁企業(yè)出產(chǎn)重要的大型供電設(shè)備，一旦發(fā)作供電中止，將對企業(yè)出產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)峻經(jīng)濟(jì)損失。某國有大型企業(yè)220kV開關(guān)站在進(jìn)行正常倒閘操作過程中，擺開/合上220kV母線側(cè)阻隔開關(guān)時，屢次導(dǎo)致單臺整流機(jī)組誤動跳閘，對整流機(jī)組體系的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成極大的安全隱患。
本文針對該非典型嚴(yán)峻缺點(diǎn)問題，專業(yè)人員對圖紙、毛病信息、現(xiàn)場等狀況進(jìn)行剖析、專家會診，經(jīng)技能改造，有用排除了整流機(jī)組非典型誤動跳閘的毛病。
作為鋁電解企業(yè)出產(chǎn)大型供電設(shè)備的整流機(jī)組，要求安全、牢靠、經(jīng)濟(jì)、繼續(xù)平穩(wěn)供電。在進(jìn)行正常倒閘操作過程中發(fā)作維護(hù)誤動，構(gòu)成單臺整流機(jī)組跳閘，然后影響整流機(jī)組體系安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，對鋁電解企業(yè)的平穩(wěn)出產(chǎn)構(gòu)成極大的影響。這種典型嚴(yán)峻缺點(diǎn)問題在電解鋁職業(yè)中并不常見，尤其是在預(yù)處理此類缺點(diǎn)問題的初期，存在不少的困擾，更是缺少可直接學(xué)習(xí)的實(shí)踐事例。
本文以此為布景，經(jīng)過對鋁電解整流機(jī)組非典型維護(hù)誤動跳閘進(jìn)行剖析及技能改造，成功處理整流機(jī)組非典型誤動跳閘問題，以便于職業(yè)界對此類缺點(diǎn)問題進(jìn)行討論，為往后處理此類整流機(jī)組非典型誤動缺點(diǎn)供給更多的參閱。
1 鋁電解整流機(jī)組非典型誤動現(xiàn)象
某國有大型鋁電解企業(yè)220kV開關(guān)站在進(jìn)行正常倒閘操作過程中，擺開/合上220kV氣體絕緣金屬關(guān)閉開關(guān)設(shè)備（gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear, GIS）母線側(cè)阻隔開關(guān)時，屢次導(dǎo)致單臺整流機(jī)組誤動跳閘，整流操控柜PLC及后臺報整流柜“元件壞二”跳閘、“母線過熱”跳閘等信息，整流操控柜重動箱對應(yīng)動作指示燈亮。
這種毛病現(xiàn)象并不是每次進(jìn)行母線側(cè)阻隔開關(guān)倒閘操作時都會發(fā)作，僅僅偶爾幾率，可是每年的方案檢修作業(yè)中，該倒閘操作項(xiàng)較為頻頻，每年導(dǎo)致單臺整流機(jī)組誤動跳閘的次數(shù)也會有2～3次，且發(fā)作在不同的整流機(jī)組，對企業(yè)的正常出產(chǎn)平穩(wěn)供電構(gòu)成嚴(yán)峻的要挾。
2 整流機(jī)組誤動原因剖析
經(jīng)對整流機(jī)組誤動跳閘或許性、現(xiàn)場狀況及毛病現(xiàn)象剖析，排除了二次回路接線過錯的或許性。但考慮到變電站自動化體系在強(qiáng)壯的電磁攪擾環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，會遭到不同程度的電磁攪擾，尤其是一次高壓設(shè)備（斷路器、阻隔開關(guān)等）進(jìn)行操作，會發(fā)作暫態(tài)攪擾電壓，經(jīng)過靜電耦合、電磁耦合等其峰值高達(dá)幾百伏至幾千伏，嚴(yán)峻時將會對二次回路發(fā)作嚴(yán)峻的攪擾或?qū)S護(hù)設(shè)備中的元器件構(gòu)成損壞。
電力體系的電磁環(huán)境是一個極為雜亂并存在多種電磁攪擾的環(huán)境，這樣的電磁環(huán)境對自動化設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來極為晦氣的影響。因而，經(jīng)過歸納剖析，認(rèn)為有或許是以下幾個方面的原因?qū)е抡鳈C(jī)組誤動誤跳。
1）操作220kV GIS母線側(cè)阻隔開關(guān)引起地電位改變發(fā)作的攪擾。一次高壓電氣設(shè)備（斷路器、阻隔開關(guān)等）進(jìn)行的操作，動作瞬間會構(gòu)成比較大的電網(wǎng)沖擊，構(gòu)成較高頻率電磁波，具有很強(qiáng)的攪擾才能，嚴(yán)峻影響電力體系牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)，對二次回路發(fā)作電磁打擾。
2）操作220kV GIS母線側(cè)阻隔開關(guān)時引起的母線電磁場改變耦合到低壓側(cè)引起的誤動。一般阻隔開關(guān)拉合過程中發(fā)作的過電壓幅值可達(dá)體系額外電壓的3.0倍；阻隔開關(guān)動作瞬間除因?yàn)闀簯B(tài)電磁場經(jīng)過對二次回路構(gòu)成電磁攪擾外，還或許因?yàn)殡姶藕挽o電感應(yīng)經(jīng)過耦合構(gòu)成攪擾。
3）非同相逆并聯(lián)整流設(shè)備磁場改變較大引起出口電磁繼電器誤動。
4）整流操控柜PLC接地線與其他接地線混接引起PLC的誤動，包含體系地、屏蔽地、溝通地和維護(hù)地等，不同接地址間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，或許構(gòu)成維護(hù)誤動。接地是進(jìn)步電子設(shè)備電磁兼容性的有用手法。正確地接地，既能按捺電磁攪擾的影響，又能按捺設(shè)備向外宣布攪擾；而過錯地接地，反而會引進(jìn)嚴(yán)峻的攪擾信號，影響體系正常作業(yè)。
5）信號線受電磁輻射感應(yīng)攪擾，關(guān)于阻隔功能差的環(huán)節(jié)，在外部感應(yīng)攪擾的狀況下，導(dǎo)致信號間相互攪擾，引起共地體系回流，構(gòu)成誤動。
3 整流機(jī)組誤動技能改造辦法
經(jīng)過上述誤動原因或許性剖析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐狀況，進(jìn)行有針對性的整改及技能改造。針對抗攪擾三要素即攪擾源、傳達(dá)途徑和電磁靈敏設(shè)備著手進(jìn)行整改及技改，首要辦法分為4個方面：①對整流機(jī)組PLC建立獨(dú)自接地極并接地；②整流柜操控重動箱裝設(shè)防磁屏蔽罩；③相關(guān)設(shè)備接地整改； ④整流柜維護(hù)回路技改。
1）整流機(jī)組PLC獨(dú)自做接地極，與現(xiàn)有的接地網(wǎng)分隔，間隔大于5m，接地電阻不大于4。為避免PLC體系受高壓體系的攪擾，將PLC接地體系與開關(guān)站主接地網(wǎng)分隔，獨(dú)自裝設(shè)PLC接地體系。主接地極選用型號為50mm×50mm×5mm接地角鋼，每根長度1.5m，每間隔1m將角鋼直埋入大地內(nèi)。每根角鋼之間用50mm×5mm扁鋼進(jìn)行焊接。運(yùn)用16mm銅導(dǎo)線將接地極引至各整流機(jī)組操控柜，專用于PLC接地，并將該接地與其他接地進(jìn)行有用別離。
2）整流柜操控重動箱用2mm的鋼板做屏蔽，外殼接地。整流操控柜內(nèi)重動箱間隔整流柜較近，受磁場感應(yīng)較強(qiáng)，為有用屏蔽磁場對重動箱攪擾，避免受攪擾導(dǎo)致重動箱誤動，依據(jù)重動箱尺度運(yùn)用厚度為2mm鋼板加工防磁屏蔽罩，并進(jìn)行裝置。
3）整流柜就地操控箱箱體用絕緣子阻隔，操控箱外殼不能有接地址。原整流柜就地操控箱外殼箱體與接地體銜接，現(xiàn)將一切整流機(jī)組整流柜A/B柜就地操控箱的箱體與基座螺栓松脫，拆下螺栓，用螺栓將4個型號為SM30絕緣子裝置在原整流柜就地操控箱金屬基座4個角上。用螺栓將就地操控箱固定在絕緣子上，使就地操控箱金屬外殼與金屬基座進(jìn)行電氣絕緣阻隔。
4）整流變壓器鐵心接地與過電壓維護(hù)箱維護(hù)接地別離，閥側(cè)過電壓維護(hù)吸收作業(yè)接地采納就近接地，變壓器鐵心作業(yè)接地選用就近接地。將兩者相互銜接的原接地電纜撤除。
5）整流柜純水冷卻器操控柜外殼接地與操控柜根底接地選用就地銜接。
純水冷卻器操控箱體外殼與接地體（扁鐵）銜接電纜較長，并與直流母線構(gòu)成切開磁力線之狀，易發(fā)作電磁感應(yīng)。之間有耦合電容存在，耦合的電場會發(fā)作攪擾源。技改辦法為：選取與箱體外殼就近的接地引線，撤除箱體原接地電纜并將該端與就近接地引線銜接，避免接地線呈切開磁力線狀，削弱接地線受電場感應(yīng)強(qiáng)度。
6）開關(guān)站三級防雷模塊接地引線需獨(dú)自接地，以有用避免二次回路構(gòu)成的攪擾。三級防雷模塊與PLC接地混接提出改造，不能與PLC接地混接。PLC接地改造后，撤除原PLC與防雷模塊一起的接地址，三級防雷模塊獨(dú)自接地。
7）因?yàn)檎鳈C(jī)組誤動時宣布“元件壞二”和“母線過熱”跳閘信號，所以要點(diǎn)對這兩回路維護(hù)信號進(jìn)行技改。對整流柜“元件壞二”、“母線過熱”的維護(hù)信號選用中心繼電器進(jìn)行擴(kuò)展，將維護(hù)信號別離接至PLC及非電量重動箱。
圖1 A柜非電量重動箱端子圖
首要運(yùn)用繼電器進(jìn)行信號擴(kuò)展和信號阻隔，經(jīng)過時間差錯失信號攪擾。為保證信號牢靠，同步加裝以上兩回路壓板（如圖3所示），在操作母線阻隔開關(guān)前退出該維護(hù)，操作后投入該維護(hù)，有用避免誤跳。技改完成后，每臺機(jī)組維護(hù)回路進(jìn)行傳動實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成功并保證回路正確，方可投入運(yùn)轉(zhuǎn)。
從整流機(jī)組整流柜重動箱維護(hù)原理圖（如圖1所示）中能夠看出，A柜“元件壞二”維護(hù)，回路接線編號是05.31，“元件母線溫度過熱”接線編號是05.35；B柜“元件壞二”維護(hù)線路接線編號是05.38，“元件母線溫度過熱”維護(hù)接線編號是05.42。
為了避免因?yàn)?ldquo;元件壞二”、“元件母線溫度過熱”誤動構(gòu)成整流機(jī)組跳閘，對“元件壞二”，“元件母線溫度過熱”維護(hù)回路進(jìn)行技能改造（如圖2所示），將“元件壞二”，“元件母線溫度過熱”維護(hù)回路中串聯(lián)接入中心繼電器（總），經(jīng)過輔佐觸點(diǎn)輸出，1路輸出到A/B“元件壞二”中心繼電器，再經(jīng)過中心繼電器別離輸出到A柜05.31和B柜05.38；在中心接入維護(hù)連片，1路輸出到PLC。其間SB-A1回路作為KA21繼電器的復(fù)位按鈕，SB-A2回路作為KA22繼電器的復(fù)位按鈕，當(dāng)回路中有誤動信號時，信號能夠堅持，區(qū)別是重動箱宣布來的信號，仍是PLC宣布來的信號。
另一方面，在操作母線阻隔開關(guān)前，經(jīng)過斷開連片LP1（至PLC數(shù)字輸入模塊D11：1）、LP2（至PLC數(shù)字輸入模塊D11：5）、LP3（至重動箱，整流柜A柜“元件壞二”跳閘回路）、LP4（至重動箱，整流柜B柜“元件壞二”跳閘回路）、LP5（至重動箱，整流柜A柜“母線溫度過熱”跳閘回路）、LP6（至重動箱，整流柜B柜“母線溫度過熱”跳閘回路），能夠避免整流機(jī)組“元件壞二”，“元件母線過熱”維護(hù)回路誤動構(gòu)成整流機(jī)組跳閘，避免整流機(jī)組誤跳而影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖2 B柜非電量重動箱端子圖
4 整流機(jī)組誤動跳閘技能改造的效果
經(jīng)過增設(shè)整流機(jī)組重動箱防磁屏蔽罩，有用屏蔽整流柜強(qiáng)磁場對重動箱維護(hù)回路攪擾；就地操控箱絕緣底座改造等，減小電磁靈敏設(shè)備受磁場攪擾。整流變鐵心接地與操作過電壓作業(yè)接地別離整改，避免一次高壓設(shè)備（斷路器、阻隔開關(guān)等）進(jìn)行操作時，發(fā)作的操作過電壓，對整流柜過電壓維護(hù)回路等影響。
PLC獨(dú)自接地極的改造，可有用避免強(qiáng)磁場狀況下，電位差發(fā)作的攪擾等。一起對整流柜維護(hù)回路技改，在母線阻隔開關(guān)操作前退出該維護(hù)，操作后投入該維護(hù)，有用避免整流柜誤跳等辦法；整改及技改辦法施行結(jié)束后，對整流機(jī)組體系進(jìn)行防誤動技改進(jìn)行調(diào)試、查驗(yàn)，經(jīng)2017—2018年度整流機(jī)組方案檢修期間頻頻對220kV GIS母線側(cè)阻隔開關(guān)倒閘操作，期間未再發(fā)作單臺整流機(jī)組誤動跳閘現(xiàn)象。
一年多來對整流機(jī)組體系運(yùn)轉(zhuǎn)盯梢及實(shí)踐狀況剖析，技能改造效果契合預(yù)期，整流機(jī)組維護(hù)非典型誤動跳閘嚴(yán)峻缺點(diǎn)得到有用揭制，整流機(jī)組誤動跳閘由本來的2～3次/年，經(jīng)技能改造后降為0次，見表1。整流機(jī)組維護(hù)誤動嚴(yán)峻缺點(diǎn)問題的處理，保證了整流機(jī)組體系安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，為公司電解鋁的正常出產(chǎn)供給了杰出的供電條件。
圖3 元件壞二、母線過熱技改圖
表1 整流機(jī)組防誤動跳閘技改比照
定論
經(jīng)過對整流機(jī)組非典型誤動原因剖析、會診及技能改造，經(jīng)實(shí)踐操作查驗(yàn)，成功處理了整流機(jī)組誤動跳閘缺點(diǎn)問題。本次對整流機(jī)組非典型誤動缺點(diǎn)的處理，首要是從或許會引起整流機(jī)組誤動的要素動身從而采納辦法和進(jìn)行技改。
但是各企業(yè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境不同，接線不同、設(shè)備裝備不同，發(fā)作誤動的狀況也會不同。本文對上述整流機(jī)組非典型誤動缺點(diǎn)問題的處理進(jìn)行總結(jié)，以便于職業(yè)界對此類缺點(diǎn)問題進(jìn)行討論，堆集更多的經(jīng)歷，為往后的作業(yè)起到更好的學(xué)習(xí)效果。
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