高压开关柜分体式综保改造方案研究及应用

李荣昌

摘 要：微机综保达到规定的运行使用年限后，如何安全、稳妥、快速地实现综保装置更换，是整个行业关切的问题。本文重点对分体式综保改造方案予以阐述，同时总结实际工程应用效果，为后续具体工程实践提供较好的借鉴。

关键词：分体式；综保；改造

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0204-02

1 引言

根据《微机继电保护装置运行管理规程》，微机继电保护装置使用年限一般为10～12年，而高压开关柜使用寿命通常超过20年，这导致在高压开关柜使用的寿命周期内，面临一次继电保护装置更换的需求。微机继电保护装置达到规定的运行使用年限后，面临老化严重、无备品可换、故障率较高等问题，增大电力系统运行风险。如何安全、稳妥、快速地实现综保装置更换，是整个行业特别关切的问题，针对上述工程实际难题，有必要研究一种安全、可靠、快捷的改造方案并予以验证推广。

2 高压开关柜综保改造难点

高压开关柜综保更换改造面临如下几方面典型困难：停电时间有限；改造过程要求快速、可靠、安全；高压柜一次设备、电缆、元器件等利旧；原有图纸缺失或与现场不一致；现有设备技术规格与前期差异；安装尺寸差异等等。其中，因为不同厂家装置大小不一样，同一个厂家不同时期不同系列的装置开孔尺寸也可能有差异，高压开关柜综保改造最直接的困难就是需要解决前后期装置开孔大小不一致的问题，在解决该问题的前提下，才能进一步处理前后期装置回路对应、附件更换等问题。

3 针对安装尺寸差异的改造方案

针对前后期综保装置的开孔尺寸差异，典型处理方案如下。

3.1 常规方案

（1）方案一：基于原有安装位置扩孔或加装附件。基于原有安装位置扩孔或加装附件的方式，开关柜面板及元器件利旧，配套成熟标准的综保装置；综保装置满足行业及地区入网检测要求，软硬件升级和运维方便、备品备件保障充分，现场扩孔一定程度影响改造效率，采用该方案作业组织管理要求较高。（2）方案二：更换高压开关柜门。更换高压开关柜门的方式，综保装置及对应配线可在厂内准备，减少现场难度，原有表计等可利旧或同期改造，节省现场时间，物料成本有所增加。该方案现场实施难度和风险小，但成本增加较多。

3.2 改进方案设想

（1）方案一：开发小尺寸综保。开发小尺寸综保，覆盖现场各类安装尺寸要求；现场无需调整综保开孔，直接安装或套壳安装，方便快捷，通用性强；由于采用特殊尺寸，综保装置需重新专项开发，软硬件通用性差，增加运维复杂性，专项开发难度过大。（2）方案二：开发分体式结构综保装置。综保装置机箱主体与面板（含液晶及键盘等）在安装过程中分离，两者由数据线缆经原开孔连接，安装完成后机箱与面板仍然构成一个整体。该方案综保装置结构需调整开发，但原有高压柜门布局影响很小，优势明显，值得深入研究。

4 分体式综保开发思路

4.1 结构设计难点

分体式综保装置结构设计难点主要是面板与装置主体间的安装方式及电磁兼容性能的处理。安装方式可以考虑在开关柜门上开通孔或者不打孔的两种方式（如图1所示），开通孔方式需要现场打孔，存在一定工作量并且操作不便；不打孔方式需要重点研究结构稳定性问题，但应作为主要攻关方向。

关于电磁兼容问题，主要考虑解决装置机箱与面板间的密封性问题，以及连接装置机箱与面板之间的数据线电磁兼容问题。

4.2 分体式综保设计效果

分体式综保装置结构上分为两部分，即装置机箱主体、液晶键盘面板，二者之间通过数据线连接（如图2所示）；装置安装时，分别考虑原开孔尺寸不大于新综保装置、原开孔尺寸宽或高大于新综保装置两种情况，有必要时加装挡板等附件。

5 分体式综保新型结构开发

分体式综保装置新型结构在开发过程中，重点从如下几方面针对性研究实现。

兼容性设计方面，分体式综保装置仅更改机箱结构，沿用已有装置插件，对外端子定义、操作面板、软件版本均与原入网测试装置保持一致。

安装尺寸适应性设计方面，分体式综保装置安装附件采用通用性设计，保证结构稳定性并且覆盖绝大多数安装开孔的通用尺寸，超过通用开孔尺寸的情况可配套不同附件解决。

便捷性设计方面，分体式综保装置机箱采用采取专门措施，有效解决装置安装的稳定性问题，保证在现场单人即可轻松完成设备快速安装，不需要采取特殊作业工具。

可靠性设计方面，分体式综保装置面板安装框架及箱体承重面板均为一体成型，保证结构稳定可靠，上下及左右多点限位，保证整机安装限位准确。

6 工程实践对比

为了验证分体式综保改造方案的工程可行性，在针对上述考虑专门开发分体式综保装置并通过第三方测试后，笔者在现场实际变电所中选择两个相同规格的高压开关柜，参与柜门开孔、分体结构两种改造方案实践对比，大致情况如下。

6.1 实施步骤

柜门开孔、分体结构两种改造方案，总体都需要经过方案确定、勘察准备、厂内准备、现场实施等几个实施步骤，各步骤典型工作内容如图3所示。

其中分体式综保改造方案，尽管总体流程和常规开孔方案相同，但每个流程步骤中的工作内容和工作复杂性得以大量简化。

6.2 柜门开孔方案

6.2.1 实施流程

高压柜柜门开孔方案实施主要流程如图4所示，其中现场开孔环节工作难度较大，需要采用曲线锯、手枪钻、锉刀等作业工具，而且不同作业人的工艺质量差异较大。

6.2.2 现场过程

柜门开孔方案现场实施过程如5图所示，不同专业的人员配置及相互间配合较为重要，在安全措施、工作票时间的约束下，工作节奏较紧张。

6.3 分体式综保方案

6.3.1 实施流程

分体式综保改造方案实施主要流程如图6所示，不需要现场对柜门原有开孔进行调节，同时其他环节工作复杂性降低，现场工作难度得以显著简化。

6.3.2 现场过程

分体式综保改造方案现场实施过程如图7所示，改造过程快捷，工作过程简洁明了，省时省力，工艺质量标准得到较好控制。

6.4 实施对比

总体而言，分体式综保改造方案无论是在工作效率或是人力成本等方面都要比柜门开孔方案体现出明显优势。

（1）施工效率方面，分体式综保改造方案改造时间基本每个间隔可控制在3小时以内完成，人均效率约为柜门開孔方案的6倍。（2）实施成本方面，如果在保证每天改造2个间隔的目标下，分体式综保改造方案成本比柜门开孔方案可节省50%以上。（3）实施难度方面，分体式综保改造方案比柜门开孔方案少了曲线锯、手枪钻、锉刀等工具，大幅度减少现场实施难度。（4）用户感受方面，分体式综保改造方案比柜门开孔方案停电时间更短、工艺更好、操作简单更容易掌握、改造风险得到更好控制。

7 结语

高压开关柜分体式综保改造方案不需要调整高压柜门安装开孔，现场作业难度降低，人员配置需求减少，同一个站内可以多间隔同步开始改造计划，这使得在改造过程中对于降低安全风险、提高改造效率、便于应急抢修等方面可以发挥独有优势，高压开关柜分体式综保改造方案能较大幅度提升综合效益，值得在更多工程改造中大力推广应用。

参考文献

[1]《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T 587-2007）[S].

[2]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2000.