影响发电厂电气设备运行的安装问题的思考

卞永胜+段宏全+吕伟+赵卿

摘 要：本文阐述了发電厂电气设备材质、安装方式及接线方式等因素对电气设备运行带来的不利影响。并结合具体实例，提出解决办法、优化方案及预防措施。

关键词：变频柜；感应电；偷跳

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.134

1 引言

由于电力行业日益激烈的市场竞争，大型发电厂电气设备的安装工艺越来越高。同时，各电力设计院也将设备及材料等成本控制的更加精细。这些无疑都推动着电力工业不断向前发展。但美观的工艺并不一定实用，工程设计也不能过分的追求成本控制。若工艺和成本与功能之间的关系处理不当，会直接影响电气设备运行的稳定性、可靠性。本文谨结合一些实例对具体问题展开分析，并提出解决办法、优化方案及预防措施。

2 就地盘柜安装问题

2.1 安装方式

电气盘柜的排列方式有两种：一种是成列式安装，一种是独立式安装。如图1所示。

电气盘柜的基础型钢也有两种：一种是卧式，一种是立式。如图2所示。

根据上述不同的排列方式和不同的基础型钢，可排列组合出以下四种安装方式：

6kV（或10kV）高压盘柜盘、380V低压PC段及MCC段盘柜采用方式1，在此不赘述。重点说说就地变频柜的安装方式问题。

变频器由于具有良好的起动、控制、节能等特性，得到越来越广泛的应用。但变频器（特别是大型变频器）有一个突出的问题，就是运行过程中发热量较大，且发热量随负荷增大而变大。这是变频柜安装必须注意的问题，但很多时候并未引起足够的重视。下图3为某厂稀释风机变频柜的安装图。

图3变频柜排热风扇安装在盘柜左侧中上方，若采用1或2成列式安装，必然会挡住右面盘柜的排热风扇，影响柜内散热。正是由于安装方式的问题，该厂2号稀释风机（右侧）曾因盘内温度过高而导致变频器保护跳闸。

有的变频柜排热风扇安装在盘柜顶部，如下图4所示。

显而易见，采用图4排热风扇设计的变频柜可采用3或4的安装方式。

除此之外，还需注意两点：一是盘柜有无进风孔，二是盘柜安装位置下方有无电缆沟道。这两点都和排热通风效果有关。

由于就地控制盘柜涉及到大量的一、二次电缆的敷设及接线工作，一旦盘柜就位、接线调试完毕，其安装位置及基础高度就很难更改。所以在就地盘柜的安装过程中，不能一味的照搬图纸，应该根据盘柜的实际情况及安装位置来确定安装方式。

上述问题并非个例，很多发电厂都有类似的问题。原因在于：1）设计院只考虑基础型钢的设计尺寸及所用材料（槽钢）的数量，忽视了盘柜排热风扇安装位置等具体信息；2）工程技术人员经验不足或未能严格把关，只知按图施工，不结合实际。

2.2 盘柜材质

下图5为某厂废水计量泵就地控制柜。

该废水计量泵控制柜外壳材质为铁皮，由于车间内空气流通不畅，酸、碱等腐蚀气体浓度较大，柜内继电器、端子排等元器件及二次线头锈蚀严重。投入使用两年，发生多次非正常跳闸、无法启动及信号异常等问题。

所以，安装于上述特殊环境下（酸、碱、室外）的盘柜应使用不锈钢材质的柜体，同时保证室内通风，必要时可给盘柜加装室外风道，降低柜内腐蚀气体含量。

3 感应电问题

在发电厂电气及热控系统中，经常有感应电问题。感应电一般是在同一敷设路径上，控制电缆受动力电缆的强电干扰而产生的虚电。通常电压能达到几伏至二百多伏，但电量却很小，当感应电电量达到可以使继电器动作时，会非常危险。

通常，除尘、除灰、输煤、循环水等附属系统中，由于电缆敷设路径较长，二次控缆易产生感应电。消除感应电并不难，只要将控缆两端铠甲或屏蔽层接地，便可有效消除线芯上的感应电；若控缆较多且已接线完毕，问题电缆虽然较少，但很难查找，可将有问题的线芯对地并接一个小电容，即可消除感应电。

某660MW火电机组布袋除尘器，由于控制电缆敷设路径长且全部为一端接地，导致二十多台清灰电机指令线都带感应电，运行中频繁自行启停。后在每台清灰电机抽屉开关内将指令线并电容接地，问题解决。

某300MW火电机组输煤系统，由于指令线受感应电干扰，煤仓间梨煤器频繁自行抬落，严重影响机组运行及人身安全。由于数量较多，只能将所有指令控缆两端屏蔽层都接地后，感应电消除。

虽然反复强调将控缆两端屏蔽层都接地可有效消除感应电，但由于火力发电厂的除尘、除灰、输煤、循环水等附属系统远离主厂房，且环境较为恶劣，施工人员在接线工艺及质量方面容易松懈，所以感应电问题还是会经常发生。这就要求工程技术人员在加强技术监督的同时，施工人员也要不断提高自身素质和修养，严律己、不懈怠，保证工艺质量符合要求。

4 事故按钮问题

重要的电气设备附近都要安装一个事故按钮。当电气设备发生紧急状况、危及设备或系统安全时，巡视人员可立即拍事故按钮，使之立刻断电。

通常，一个事故按钮控制一台电源开关。如果电动机需要正反转控制、或高低转速控制、或工频变频控制，那么一台电机就需要两个电源开关。这种情况下，就必须考虑事故按钮的数量和接线方法。

（1）有一种设计为两根控缆、两个事故按钮，分别控制两台开关。这种设计比较保守，优点是控缆及事故按钮作用明确，只跳一台开关。图6为电机正反转示意图。

图6的设计存在弊端是：由于短时间内很难分辨出电机正反转、高低转速、工频变频状态，所以紧急状态下拍事故按钮时必须SA1和SA2一起按。如果有两台电机、配四个事故按钮，且按钮并排安装，则存在按错的风险。

（2）还有一种设计为两根控缆、一个事故按钮，同时控制两台开关。这种设计比较简洁、人性化，优点是一个事故按钮可同时控制两台开关。如图7所示。

图7的设计需要注意：事故按钮SA必须同时提供两对常开接点，各接一根控缆至各自电源开关。暨两根控缆不能接至SA的同一对开接点。

某300MW火电机组可逆式碎煤机（6kV高压电机）运行期间，无论正转还是反转，均发生偷跳，保护装置无任何报警，开关机械特性正常。后查明该碎煤机正转事故按钮跳闸控缆（101、133）与反转事故按钮跳闸控缆（101、133）接至事故按钮SA的同一对开接点。如下图8所示。

拆掉外部控缆，用万用表测量保护装置101和133端子之间、101和133端子之间均有有18Ω左右的阻值，这个阻值来自保护装置内部，不可更改。当两根控缆按上图接至事故按钮同一开接点时，对于正转保护装置来说，虽然SA接点不通，但101和133之间的阻值只有18Ω，且与SA是并联关系，所以正转保护装置认为SA两端阻值为18Ω。18Ω的阻值基本上是保护装置判断事故按钮接点通断的临界值，导致该碎煤机发生偷跳。

5 结束语

本文阐述和列举的都是发电厂电气安装过程中的一些小细节、小案例，严格意义上说，有些问题并不属于安装工艺及质量的范畴，但却影响设备的稳定运行。只要工程技术人员及施工人员精细管理、精心施工，很多类似的问题是完全可以避免的。同时希望本文能为相关人员、特别是在建工程技术人员提供一点借鉴，为机组持续安全稳定运行打下坚实基础。

参考文献：

[1]西门子MICROMASTER430变频器使用手册[S].软件版本V2.1西门子.

[2]WDZ-5200系列微机保护测控装置技术说明书[S].金智科技股份有限公司.

[3]电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].GB50150-2006建设部.

作者简介：卞永胜（1980-）男，本科，电气工程师，主要从事电气一次及继电保护工作。