基于6kv高压电机进行综自改造的探讨

【摘要】介绍了北京四方公司数字式保护测控装置在6kv高压电动机上的应用。发电厂引进的数字式保护测控装置代替了电磁式继电保护产生了巨大的影响。即更加保证了电动机的安全稳定运行，同时也减轻了运行人员监盘等的劳动强度。文中列举了数字式保护测控装置在实际中的许多优点，但它又不是万能的。针对在综自改造过程中所遇到的问题，需要进行灵活的应用，以祢补数字式保护测控装置的不足。由于数字式保护测控装置的引入，形成了计算机通信网络，使得6kv高压电动机的监控步入了计算机时代。

【关键词】综自改造;高压电机;安全稳定运行;数字式保护测控装置

Abstract：Beijing sifang company digital protection measurement and control device are introduced in the application of 6 kv high-voltage motor. Power plant，the introduction of digital protection measurement and control device to replace the electromagnetic relay protection has a great influence. More guarantee the safe and stable operation of the motor，and to reduce the labor intensity of operation personnel supervisor plate. This paper enumerates the digital protection measurement and control device in the actual many advantages，but it is not everything. Aimed at problems in the process of heald since the reform，the need for flexible application，fill in your digital protection measurement and control device. Due to the introduction of digital protection measurement and control device，has formed a computer communication network，make 6 kv high-voltage motor monitoring marched into the computer age.

Keywords：all the modification;High voltage motor;The safe and stable operation; Digital protection measurement and control device

1.引言

本钢发电厂是本溪钢铁公司的自备电厂。本钢发电厂高压车间自1989年投产以来，已经运行了二十多年，造成设备陈旧老化，频繁出现故障影响生产。而电力生产的顺利进行在很大程度上取决于发电机组辅机的安全稳定运行，因此必须对辅机进行有效的管理与维护[1]。特别是6kv高压三相交流电动机在运行中存在很多的问题。本钢发电厂高压车间六台锅炉所属的单台高压电机的额定有功功率都是几百KW的电机，汽机所属六台给水泵的单台电机的额定有功功率都是2000KW的大型电机。因此，这些电机的状况如何直接关系到生产的顺行。经过这次综自改造已经将历史遗留问题基本解决。

2.原6kv高压电机在运行中存在的问题

继电保护误动作：电气继电保护原是阿城继电器厂电磁式继电保护，已经运行了二十多年，元件性能老化。电压、电流、时间继电器等定值总造成偏差，多次出现保护误动作和拒动作，给故障查找和分析带来很大困难;没有事件记录：系统发生故障时，采用传统的测量手段，人为记录常规指针式仪表各表计变化[2]，数值不准确，保护先后动作时间无法确定;设备运行参数异常时无报警提示：设备运行参数异常时，仅仅依靠运行人员用肉眼监盘，读取常规方式下的指针表读数，设备发生异常不易被发现;6kv高压电机起停无监视：6kv系统发生接地故障时，主控室值班员要及时询问汽机、锅炉有无设备启动和本段设备运行情况。因此延长了排查时间。

3.综自改造后，问题解决的结果

（1）6kv高压电机所有保护装置更换成了北京四方公司数字式保护测控装置。经过投產运行后证明，该数字式保护测控装置定值准确、保护动作可靠，并有保护动作记录。

（2）新安装的北京四方公司CSC-237A数字式电动机综合保护测控装置和CSC-236数字式电动机差动保护装置。当6kv系统发生故障时，该数字式保护测控装置具有故障录波和各种事件顺序记录SOE等[3]，包括断路器合跳闸记录、保护动作顺序记录[2]，数值准确。

（3）6kv高压电机设备运行参数异常时有报警提示。通过语音报警和显示器的屏幕文字提示，还可以观察到异常参数的具体数值[2]。

（4）增加了6kv高压电机的监视。采用微机监控系统后，主控室值班员只要面对显示器的屏幕，通过操作鼠标或键盘就可观察和了解到6kv高压电机的起停，并且可以监视到6kv的Ⅰ—Ⅵ段的每段高压电机的负荷运行参数情况，便于6kv系统接地故障的排查。

4.计算机通信网络的组成

6kv高压电动机保护均采用CSC-237A数字式电动机综合保护测控装置。其中6kv给水泵电动机是采用CSC-236数字式电动机差动保护装置与配套的CSC-237A数字式电动机综合保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护[3]。通讯接口方式均采用双LON网，并且采用CSC2000规约设置。LonWorks控制网络是当前最为流行、通信能力较强的一种现场总线，它由美国Echelon公司推出并与Motorola＼Toshiba公司共同倡导而形成[4]。CSN-031E通信管理机可以作为LonWorks方式通信的CSC-200系列数字式保护测控装置接入以太网络的转换器进行规约转换，接收装置上送报文，转换成CSPA2004规约，通过以太网上送至后台监控系统[5]。计算机通信网络的形成，提高了电力系统的自动化水平，标志着电力系统自动化领域进入到一个崭新的阶段[6]。

5.开关状态的显示与开关实际的状态不符合

第一批数字式保护测控装置经与北京四方公司签订合同，订购的21套数字式保护测控装置（包括21台CSC-237A和4台CSC-236，总共25台保护测控装置）分别安装于3炉8台高压电动机和4炉8台高压电动机，以及给水泵等高压电动机上。以3炉8台高压电动机的任意一个电动机为例：如3炉1排粉机。新安装了CSC-237A数字式保护测控装置。在后台监控系统增加了6kv高压电动机的断路器状态的监控画面。6kvⅢ段使用的是高压车间1989年刚投产时引进的少油断路器手车。该手车是辽宁省锦州新生开关厂1987年出厂的适用于短时工作制的SN10-10Ⅱ少油断路器手车。借助CSC-237A数字式保护测控装置内部的HWJ位置继电器（如图1所示）的辅助接点来作为6kv开关状态的监视点。在使用过程中发现，当3炉1排粉机的控制回路断线或切开操作电源时，HWJ位置继电器失电，因此，HWJ的辅助开接点打开。后台监控系统电脑画面3炉1排粉机的断路器状态点发生了改变，即由合闸位变成切闸位，即开关变位。这样就与3炉1排粉机断路器的实际状态不符合。所以，不再采用利用HWJ位置继电器的得电或者失电状态来实现断路器状态的监视，而是利用新进的吉林永大集团有限公司生产的断路器手车。该手车是YDD户内高压永磁真空断路器手车。利用该手车本体上的开关辅助接点的打开或者闭合来作为6kv开关状态的监视点。目前，3炉8台高压电动机和4炉8台高压电动机已全部换上了新进的6kv真空断路器手车。开关的状态点已全部改到由断路器手车的开关辅助接点来带。至此，6kv开关状态变位的现象已彻底消除。

图1 合闸位置继电器HWJ回路

6.6kv直流控制系统线路接地

电力系统中的直流电源接地故障是一种易发生且对电力系统危害较大的故障，无论是正极接地或者负极接地，都可能造成保护或高压断路器误动或拒动，破坏电力系统的正常运行。2013年5月17日主控室直流Ⅰ段接地信号来，经查是负极纯接地，是6kvⅡ段PT保护回路影响造成。进一步检查发现是6kvⅡ段PT低电压保护小母线02接地造成。由于6kvⅡ段高压电动机的保护装置已全部更换成了北京四方公司CSC-237A数字式电动机综合保护测控装置。而且，每台高压电动机配备的数字式保护测控装置都具有低电压保护功能。所以，我们就将6kvⅡ段PT低电压保护小母线02线在PT控制柜端子排拆除。也就是说，6kvⅡ段PT低电压保护功能取消。低电压保护功能由各高压电动机配备的数字式保护测控装置来完成。从这一例可以看出，对于老化的破损的线路接地，由于我们有了新的数字式保护测控装置，可以不再理会、不必再去花大量的人力物力去排查恢复。因为，即使暂时恢复了，不几日在原来的线路上又有新的接地点产生。因为线路已老化破损了，只有去除病根。通过这一方法排除故障，体现了综合自动化技术的引进，不仅可以缩短事故处理时间，而且可以提高供电质量和安全性，可靠性[7]。即提高了直流电源系统的供电可靠性和电网的安全运行水平。

7.高压电动机开关手车的合闸接触器线圈或合闸线圈频繁烧毁

图2 合闸控制回路

本钢发电厂高压车间6kv 系统断路器手车是1989年刚投产时引进的少油断路器手车。该手车是辽宁省锦州新生开关厂1987年出厂的适用于短时工作制的SN10-10Ⅱ少油断路器手车。6kvⅢ段和6kvⅣ段的各八台高压电动机的保护装置已全部换成CSC-237A数字式电动机综合保护测控装置。但在使用过程中常常造成断路器手车合闸接触器线圈或合闸线圈烧毁的事故发生。而合闸回路完整性破坏时，它使得线路不能正常送电，妨碍了供电可靠性的提高。所以很有必要对断路器线圈烧毁原因进行分析，积累了事故处理经验，提出防范措施和技术改进。目前所使用的高压断路器的合闸线圈是按其短时通电电流设计的。通常，高压断路器的合闸回路都有自己的保持电路。合闸动作完成后，依靠断路器的辅助接点的动作来断开合闸电路。但由于产品质量等原因，断路器的操作机构可能卡死、动作不到位或辅助接点分合出现问题，造成合闸线圈长时间通过大电流而烧毁，这是造成合闸线圈烧毁的根本原因[8]。于是在CSC-237A数字式保护测控装置内部将合闸保持继电器HBJ线圈短接（如图2中红线ab所示），也就是把断路器手车合闸保持功能解除了。当断路器手车开关由于机械原因合不上时，或当断路器手车开关合上时，由于断路器辅助开关的辅助触点打不开，以及合闸接触器本身卡涩或触点粘连等原因[9]，不至于造成合闸接触器线圈KMC或合闸线圈L（如图3所示）长期通电，也就不会使合闸接触器线圈KMC或合闸线圈L烧毁。后来实践证明：断路器手车开关合闸接触器线圈KMC或合闸线圈L再也没有发生过烧毁的事故。而且，断路器手车合闸、切闸均正常，没有受到影响。2012年高压车间又引进了吉林永大集团有限公司生产的YDD户内高压永磁真空断路器手车，该手车也是适用于短时工作制的真空断路器手车。在YDD户内高压永磁真空断路器手车的合闸接触器线圈KMC回路上又接入了综合保护器BH，使合闸输出时间限度在115ms±5ms之内，使得对断路器手车开关合闸接触器线圈KMC和合闸线圈L又起到了一层保护作用。断路器手车合闸接触器线圈或合闸线圈频繁烧毁的事故问题终于完美的解决了。

图3 合闸回路

8.结语

数字式保护测控装置自运行以来，性能可靠。即更加保证了电动机的安全稳定运行，同时也减轻了运行人员监盘等的劳动强度。电厂电气设备运行中出现故障是在所难免的，6kv高壓电动机作为电厂电气设备的重要组成部分也不例外，其常见的故障主要有开关状态的显示与开关实际的状态不符合、6kv直流控制系统线路接地、高压电动机开关手车的合闸接触器线圈或合闸线圈频繁烧毁。本文对这几种故障的产生原因进行分析，并提出了相应的故障排除方法，这对加强6kv高压电动机的安全可靠运行有着一定的借鉴意义。同时也为其它企业的技术改造提供了经验。总之，实现综合自动化可以全面提高6kv系统的技术水平和运行管理水平，也将必然会成为改造发电厂的主导技术。

参考文献

[1]呼长勇.电厂汽动给水泵常见故障分析与排除[J].电工技术，2013，34（10）：54.

[2]贾会荣，路文梅，李铁玲，王向东.变电站综合自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2012，06：07-08.

[3]李莎，许健.CSC-200系列数字式保护测控装置说明书（下册）[P].北京四方继保自动化股份有限公司，2007，11：85-92.

[4]李红奇，蒋仁南，黄林华.嵌入式LonWorks/Ethernet/Modbus网关的研究与设计[J].电子世界，2013，35（04）：121.

[5]陈莉.CSN-031E电厂自动化系统主控单元说明书[P].北京四方继保自动化股份有限公司，2006，04：02.

[6]张明君，林敏.电力系统微机保护（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2011，04：234.

[7]方大千，方立，方成.继电保护实用技术手册[M].北京：金盾出版社，2012，03：703.

[8]罗安世.高压断路器的分闸、合闸线圈预防烧毁措施[J].电子世界，2013，35（12）：31.

[9]李金伴，林丛，李捷辉，刘青山.供用电技术手册[M].化学工业出版社，2009，05：197-198.

作者简介：徐晓光（1966—），男，满族，辽宁本溪人，大学本科，机电工程师，现供职于本溪钢铁公司发电厂，主要从事电力系统运行与维护等方面的工作。