H型钢生产线高压配电系统研究与应用

亓淑红

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂，莱芜 271100）

1 研究背景

型钢厂中型线35kV变电所规模为两台10000kVA，35kV/6kV的主变压器，35kV和6kV系统均为单母线分段接线，分段开关，两条进线，I段电源作为备用电源，II段电源作为正常生产电源。本站柜体设备均选用JYN1-35老柜型，柜体陈旧，维护费用高，停电检修率高。同时，开关柜由于设计本身存在的缺陷，机械联锁机构繁琐，机械部件部分已损坏，手车操作困难，多次发生弧光短路事故及倒闸操作时间过长等问题。使用电磁式继电器继电保护方式，可靠性差，没有任何的故障记录、系统运行检测能力，导致故障排除时间延长，影响正常生产。

2 方案的提出及设计

2.1 升级35KV高压开关柜，实现微机“五防”功能

“五防”功能是高压开关柜安全操作的前提，所谓五防就是防止带负荷拉（合）隔离开关、防止误分（合）断路器、防止带电挂地线、防止带地线（合）隔离开关、防止带电误入带电间隔。中型35kv高压开关柜，通过设备升级，配以模拟屏和计算机监视，实现了微机五防功能。

微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机（或五防模拟屏）、电脑钥匙及现场锁具。其特点是防误主机（或五防模拟屏），将模拟预演后的正确操作步骤传输到电脑钥匙，其后的操作以电脑钥匙为主，来完成闭锁锁具的解锁工作。在此操作期间，防误主机不能在线跟踪操作的执行情况，只有在电脑钥匙回传后，才可以获得相关的操作信息。在操作方式切换频繁的情况下，电脑钥匙需要多次回传，操作较繁琐。但由于现场锁具无需敷设电缆，所以具有投资小、覆盖面广、可靠性高，结构简单的优点。

2.2 光纤测温，提升设备故障检测能力

在高压系统中，温度检测对故障判断及故障预防非常重要，通过温度检测，能够发现高压设备运行是否正常。中型高压系统几乎没有任何的温度检测，完全依赖于现场人员的点检，更加严重的是，某些具体部位，如运行的高压开关柜内部无法进行温度测量，不能提前发现设备问题，造成事故的扩大。在最近三年，就多次发生了电缆头爆炸、高压开关柜内电容器爆炸的事故，造成了巨大经济损失。

2.2.1 测温实施方案

根据设备运行情况，参考以往故障情况，首先确定了测温监控点，主要为35kV断路器的上下隔离和35kV电缆头，共计90点，安装测温传感器。其次，进行线路优化和敷设光纤。在项目中，我们选用了EPTM2000型光纤光栅传感智能解调仪，该设备设有8路模拟量通道接口，因此对90个传感器进行线路优化。最后设备调试和上位机调试。

2.2.2 测温原理

型钢厂中型高压柜采用EPTM2000型型光纤光栅传感智能解调仪，其主要包括：光路系统、光电转换系统、数据采集处理系统、上位机波长计算分析系统。

宽带光源的光通过光分路器传输到外接FBG传感器中，传感器将特定波长的光反射回来，再通过光分路器传输到光电转换系统中。通过光电探测器将FBG发射的光波长信号转换为电信号。数据采集系统采集光电探测器的电信号，进行处理，将电信号转换为数字信号，通过网口或者串口传输到上位机中。上位机中安装的软件，通过该软件计算FBG传感器中心波长和光谱，再和预先设置到系统的每个传感器的相关参数进行计算，即可得到用户所需要的被测物理量。上位机实时收集并记录所有监测点的温度数据，发现异常立即报警。

3 微机综合保护，保障设备安全和事故最小化

随着计算机和通讯技术的发展，变电站综合自动化系统作为新一代集保护、测控为一体的新型电气综合自动化系统，越来越普及，并表现出众多优点。因此提出实施微机综保方案。在项目中，我们选用了鲁能的LCS600系列综保装置，通过硬件搭建模块，软件实现继电保护的算法，实现了保护、监控一体化，实现了保护、测控、监视功能。

保护和测控具有各自独立的交流采样回路，既保证了监测精度，又保证了保护所要求的抗饱和性能。装置具有操作回路插件，具有独立的电源回路设计。在电源模块退出工作后，仍然能够进行开关手动跳合闸操作。操作回路自动适应现场断路器各种跳、合闸线圈电流，用户更换开关不需要改换跳合闸电流继电器。

保护装置具有故障录波功能，记忆最新8 套故障波形，记录故障前 10个周波，故障后10个周波，返回前10 个周波，返回后5 个周波，可在装置上查看、显示故障波形，进行故障分析，也可传输至当地监控系统或调度中心，进行录波数据显示、分析、储存和打印。此项功能为分析系统故障提供了一个很好的平台，也为积累各项经根据现场需要，在高压配电室安装监控站，并通过网络，在较远的电气值班室安装监控计算机一台，对高压设备进行远程监控，并初步具备了高压配电室无人值守的条件。通过计算机画面，值班人员对高压设备运行情况一目了然。

4 应用效果

设备年修完成后，高压系统的优化升级改造也全部完成，经过一段时间的运行，高压系统运行稳定，故障率明显降低，降低了职工点检维护工作量。同时，高压系统的控制水平得到了很大提高。通过改造，解决了现场的设备隐患，并取得了较好的经济效益和社会效益。