電廠電氣設備安裝分析論文

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1前言

水電機組運行參數的調節、控制和狀態的監視，是通過電氣二次設備實現的。當機組主設備運行穩定后，二次設備運行狀況的優劣，是亙接影響電廠的安全、高效發、供電的關鍵因素。假如機組的勵磁裝置可控硅阻容保護回路擊穿導致拆柜檢修，假如頂蓋浮子或水位傳感器故障，導致淹水導，則該電廠的機組安裝生產和安全記錄將受到極大的威脅。

葛洲壩電廠作為三峽工程的實戰演習，在已過去的20年中，經歷了機組安裝、調試、投運，機組大、小修和設備改造后的調試投運，尤其是完成了機組控制設備從以晶體管集成電路為主的控制到計算機局域網（LAN）的實時控制的改造。在二次設備施工改造過程中，處理過很多技術隱患。在此，通過幾個實例力求概括二次設備安裝調試質量應控制的幾個關鍵環節，以供三峽左岸電廠二次設備安裝調試時質量控制參考。

2二次設備配置特點

三峽左岸電廠二次設備是基于雙冗余、全分布、全開放計算機網絡配置，計算機監控系統（SCADA）可分為3層，它們分別是廠站層，主要由包括數據服務器、歷史記錄服務器、I/O接日的模擬返回屏、消防系統。工業電視系統、調度電話和行政電話服務器等組成，對廠內執行AVG、AVC和各類監視、告警、工業電視畫面顯示和編輯等功能，對外接受三峽梯調、華中、華東、重慶和國家等信息；現地控制單元（LCU）分布在各臺機組、公用設備、GIS室等，LCU該受上位機的指令，執行開停機、I/O執行和數字信號反饋和事件記錄、機組調試試驗等功能；物理層設備包括發電機勵磁裝置、水輪機調速器、發變組保護設備、GIS保護設備、工業設備遠程1/O或可編程控制器（PL以及各類基礎自動化元件，如各類傳感器、測溫元件、繼電器和接觸器、浮子和壓力接點等。

3二次設備安裝調試質量應控制的幾個環節

三峽左岸電廠二次設備安裝調試質量目標是應符合設備合同文件中的技術條款、安裝試驗規程和性能保證值的要求。

質量控制通常分為主動控制和被動控制，主動控制是在工程開工前的方案和圖紙審核等；而被動控制是指正式施工過程中，監理和政府職能部門的質量監督機構通過諸如旁站監理、質量檢查等發現問題，糾正質量偏差。基于第2節中的配置方式，三峽左岸電廠二次設備安裝時質量控制重點應放在以下幾個環節。

3.1圖紙審核應注意原理的正確性和控制過程的完備性

審查二次設備的原理圖、配線圖和程序框圖時，首先應驗證圖紙的正確性，但原理正確并不等于控制過程是完備的，尤其是用計算機控制。

例如，葛洲壩電廠發電機組為自動準同期方式。勵磁裝置中功率柜采用負壓風冷方式，兩臺風機互為備用。風機設有機組LCU自動開啟、自動停止，風機控制把手上有“自動、手動、停止”3個位置。同時機組LCU和上位機可以單獨啟、停風機。在控制原理上，當發電機空載升壓后，如果LCU開機流程中設置的1臺勵磁風機未啟動，則自動準同期后，由斷路器輔助接點通過重復繼電器作為備用回路啟動勵磁風機。這樣設計，原理上無疑是正確的，但不是完備的。就風機備用啟動回路本身而言，在現場的實際運行中，由于斷路器中問重復繼電器的兩對常開接點分別接入兩臺勵磁風機，因此出現兩臺風機同時啟動。就開機流程而言，諸如機組LCU勵磁風機啟動開出令的維持時問，風機接觸器的動作特性，以及數字反饋信號采集的原因等，將導致風機在開機過程中啟動失敗。機組LCU做斷路器位置開出試驗時，如果風機電源投入，勵磁風機兩臺也會同時啟動。

解訣的方法是將1臺風機接觸器的輔助常閉接點串在另1臺風機的自保持回路中即可。

由此可見圖紙資料審查作為質量控制中主動控制的重要性，它不僅可以影響工程建設的質量和進度，更主要在于為設備投產后長期安全、穩定運行打好了良好的基礎。

3.2基礎自動化元件校驗

基礎自動化元件校驗是電氣二次設備安裝質量控制的另一個重要環節。它直接關系到機組調試是否順利完成，各種開關電器設備能否正確動作，各輔機設備能否正常投入和退出。

水電站基礎自動化元件可分為以下幾類：

繼電器類：從用途上分，包括中間繼電器、時間繼電器、交流接觸器、直流接觸器、信號繼電器、轉速繼電器、示流器、熱耦繼電器等；接點類：壓力接點、水位油位常規接點、水位油位磁性接點、行程和限位接點、風壓接點等；傳感器類（包括電流源和電壓源）：位移傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、水位油位傳感器、溫度傳感器等；

電磁閥：如過速電磁鐵、技術供水系統的各電磁閥、排污閥等；

變送器類：包括CT、PT及其二次儀表和采樣回路，P、Q變送器或直接差行交流采樣的回路；測溫電阻類：三部軸承測溫系統、定于測溫系統、各變壓器測溫系統等；

表計類：如電壓、電流、功率、壓力表以及分流器等。

基礎自動化元件的校驗應嚴格遵循設備采購合同中的技術規范條款和指定的校驗規程進行；在無上述標準時，應按廠家說明書中的性能保證值進行校驗。在校驗過程中，應結合元件所在的原理圖和實際接線的電氣距離，校核動作的正確性和準確級是否符合技術規范要求。

例如，某新裝機組滅磁開關合閘線圈直流電阻力4.4Ω，動作電壓值為183V，設計操作電源為DC220V；由于滅磁開關的操作按開關電器設備的規定，必須設置專用合閘電源，同時合閘線圈只能短時通電（通過時間繼電器實現），按設計的電源電纜線徑和直流母線至滅磁開關安裝地點的距離，計算電阻值為3．8Ω，合閘線圈上的電壓力12lV。合閘線圈校驗和電源電纜的計算結果送交業主和監理單位后，批準通電試驗，實際測量合閘線圈上的電壓為123V，合滅磁開關時，合閘力不夠，開關發生往復操作。后從該機組動力盤取交流，加裝單相橋式整流電路，直流輸出電壓為197V，滿足合閘線圈動作值要求，開關一次會閉成功。

因基礎自動化元件校驗不合格而導致工期拖延的現場實例不勝枚舉，建議基礎自動化元件校驗時，應有現場試驗經驗的技術人員和電廠維護人員參與。

3.3配線和復查

配線工作不單指芯線上端子排，應該是電纜敷設完畢后，包括開電纜、做電纜頭、做電纜屏蔽地線、號頭編寫、對線、上端子。配線時，應特別注意芯線的預留長度（裕度）、各類插頭和電纜接地線的連接應符合技術規范要求。配線時經常犯的錯誤是，用烙鐵焊接芯線時，焊渣或造成虛地、虛焊、假焊，短路等；對稱回路配反，如電動閥的開啟與關閉、電磁鐵的開啟與關閉、直流元件有正負極要求的極性接反等等。

例如，某機組勵磁裝置同步變壓器一次測取自陽極刀閘的進線側，同步變壓器一次側和二次側的引出線焊接在變壓器兩側的抽頭上。小電流試驗時，各通道調整正常，勵磁工作面報完工。當發電機空載升流至0.7Ie時，監護人員聽到勵磁功率柜有放電聲音。采取逆變和跳開滅磁開關后，檢查發現同步變壓器一次側有一相的焊點在焊接端子時有一節焊錫絲與變壓器鐵芯有虛接觸而形成放電間隙，清除焊錫絲后，放電現象消失。其他諸如傳感器有正負極要求的將線配反，燒壞傳感器；電磁閥、電動閥配反而導致相反操作的技術隱患均有發生。

因此復查工作是保證配線質量的重要環節，復查時，應確認接線的正確性和接線可靠性（尤其是CT口路、計算機等）。

3.4試驗

試驗是直接考核設備綜合性能的關鍵環節。因此設備試驗，應注意以下幾個方面：

(1)試驗前的準備工作：包括試驗儀器、儀表，試驗記錄表格，試驗原理分析，試驗人員職責分工，熟悉試驗大綱，安全措施等；

(2)試驗開始前，應檢查消防、安全應急措施是否落實；

(3)試驗應由有經驗的技術人員統一協調、指揮各工作面的試驗工作；

(4)試驗時，設專人監護，防止誤合試驗電源或試驗人員誤入帶電間隔；

(5)試驗開始后，應嚴格按照試驗大綱進行各項試驗，并做好原始記錄；

(6)新技術試驗（由于現行的試驗規程相對滯后，有些最新發展的技術的試驗應根據廠家的技術資料進行，如勵磁、電調給定按鈕的防粘連試驗）；

(7)試驗完工后，應及時整理試驗記錄、試驗報告，以利于標準化管理。

本文強調上述幾個環節，是因為這幾個環節出現技術隱思和事故的機率高于其它環節，同時在施工過程中容易疏忽。