红花电厂机组出口开关柜改造浅析

摘要：发电机出口开关柜是水电厂发电的关键设备，对于电站安全稳定运行具有重要意义，本文对发电机出口开关柜改造方案进行了分析，重点解决发电机出口开关短路导致机组跳闸的问题，希望对类似项目改造有借鉴意义。

关键词：出口开关发热；断路器跳闸；事故停机；改造设计

中图分类号：TM621文献标识码： A

1、概述

红花电厂共装六台单机容量为38MW的灯泡贯流式机组，总装机容量为228MW，发电机额定电压为10.5KV。10.5KV高压柜全部布置在室内，发电机出口断路器选用西门子的发电机专用真空断路器型号：3AH3 818-7，柜体采用的是广东电气控制设备有限公司生产KYN28-12系列的高压柜，发电机出口高压开关柜布置在副厂房电气设备层，发电机组扩大单元10.5KV设备柜室（共3室），每室共有14面高压柜，包括主变低压侧隔离开关柜、机组出口开关柜、隔离变高压侧断路器柜和其测量PT、励磁进线柜等共计14面柜体组成。

2、存在问题：

红花电厂六台发电机出口10.5kv高压柜投入运行已十年，特别是近几年已连续发生多起发电机出口开关短路导致机组跳闸事件，从事件特征上看此类故障有进入高发期的趋势，有一定的共同特征暴露出同样的安全隐患，影响机组的安全、稳定运行。由于故障点处于发电机出口开关柜内部事故发生前无任何征兆，机组处于满负荷运行状态处理故障时间较长，如故障造成发电机出口开关损坏后果极为严重。近年加装了发电机出口开关温度在线监测装置，虽然可以实时监控机组出口开关触头温度，对故障有一定的预警性，但是每次触头温度偏高机组必须降负荷或停机检查，无法从本质上解决问题，从我厂高压柜故障特征上来看，此类故障影响机组安全、稳定、高效运行,所以发电机出口开关柜改造势在必行。

3、解决方案：从目前看能解决红花电厂发电机出口开关短路跳闸事件，必须从两方面着手一是基础改造，二是开关柜本体改造：

3.1发电机出口开关柜基础改造。发电机出口开关柜基础槽钢改造方式的初步构想，是在发电机出口高压柜原有三条平行敷设的基础槽钢上，用10#槽钢与原基础槽钢焊接，出口开关柜基础形成“日”字型槽钢布置，发电机出口开关柜整体重量全部受力在“日”型基础槽钢上，从原先的纵向“三”型布局，变成成横、纵交叉布局槽钢基础，柜体与基础槽钢用局部电焊的方式加以固定，当发电机出口断路器分合闸时上下产生的冲击力，能均匀的吸收与分布“日”基础槽钢上，完全可以承受断路器自身重量及分合闸产生的冲击力，防止柜体局部受力过大变形下沉。

3.2发电机出口开关柜本体改造。由于出口开关柜断路器小车轨道变形下沉，及柜体用2mm镀铝锌钢板经多重折弯组装而成略显单薄，无法承受断路器分合闸长期上下震动对柜体的冲击力，需更换发电机出口开关柜，由于发电机出口开关柜基础位置、主母排进、出线方式、柜体样式已定型，更换其它型号高压开关柜，无法满足现有高压柜接线方式、柜体大小等条件，在不更换现有KYN型号高压开关柜型号的前提下，主要改进柜体主材镀铝锌钢板厚度，由原来2mm镀铝锌钢板，更换为2mm厚以上镀铝锌钢板，小车轨道也相应增加镀彩锌钢板厚度，满足小车行走所需的机械强度，防止轨道局部下沉。 KYN28型开关柜采用2mm进口敷锌钢板经过先进的多重折边工艺弯制而成，用拉铆螺母.高强度螺栓联接的全封闭式组装结构，防护等级符合IP40。

4、安装工艺：

4.1高压柜吊装时，柜体上有吊环时，吊索应穿过吊环；无吊环时，吊索应挂在四角主要承力结构处，不得将吊索挂在设备部件上吊装。吊索的绳长度应一致，以防受力不均，柜体变形或损坏部件。在搬运过程中要固定牢靠，防止磕碰，避免元件、仪表及油漆的损坏。

4.2高压柜离墙安装时距墙体不应小于0.8米，巡视通道宽不应小于1.5米。高压柜需要安装在原有基础型钢上。安装基础型钢时，应用水平尺找正、找平。基础型钢安装的不平直度及水平度，每米长度应小于1mm全长时应小于5mm；基础型钢的位置偏差及不平型度在全长时均应小于5mm。

4.3 基础型钢接地。埋设的配电柜的基础型钢应做良好的接地。一般用40*4镀锌扁钢在基础型钢的两端分别与接地网进行焊接，焊接面为扁钢宽度的2倍。

4.4高压柜组立。高压柜与基础型钢采取螺栓固定。高压柜单独安装时，应找好柜体正面和侧面的垂直度。成列高压柜安装时，可先把高压柜调整到大致的位置上，就位后再精确地调整第一面高压柜，再以第一面高压柜的柜盘面为标准逐台进行调整。高压柜组立安装后，盘面每米高的垂直度应小于1.5mm，相邻两盘顶部的水平偏差应小于2 mm；成列安装时，盘顶部水平偏差应小于5 mm。

4.5成套高压柜内设备的安装与检验。机械闭锁、电器闭锁应动作准确、可靠；动触头与静触头的中心线应一致，触头接触紧密；二次回路辅助开关的切换接点应动作准确，接触可靠；

4.6 高压柜内母线安装。母线应镀锌，表面应光滑平整，不应有裂纹、变形和扭曲缺陷。金属紧固件及卡件，必须符合设计要求，应是镀锌制品的标准件。绝缘材料及瓷件的型号、规格、电压等级应符合设计要求。外观质量无损伤及裂纹、绝缘良好。母线采用螺栓连接时，螺栓、平垫、弹簧垫必须匹配齐全，螺栓紧固后丝扣应露出螺母外5-8mm。母线相序排列必须符合规范要求。安装应平整、整齐、美观。

4.7高压柜内二次回路结线。按高压柜工作原理图逐台检查柜内的全部电气元件是否相符，其额定电压和控制、操作电压必须一致。按照电气原理图检查柜内二次回路结线是否正确。控制线校线后要套上线号，将每根芯线煨成圈，用镀锌螺丝、垫圈、弹簧垫连接在每个端子板上。并应严格控制端子板上的接线数量，每侧一般一端子压一根线，最多不超过两根，必须在两根线间应加垫圈。多股线应涮锌，严禁产生断股缺陷。

5、结束语。通过对发电机出口开关柜基础和柜体的改造，彻底解决出口开关在断路器分合闸时巨大冲击力对基础的冲击和对小车轨道和柜体的巨大冲击，使得开关柜的动静触头保持安全、稳定的运行，减少因为开关短路造成的发电机跳闸事件发生，提高运行的稳定和可靠性。