重慶動力旗能電鋁的研究人員李落印，在2019年第5期《電氣技能》雜志上撰文上指出，整流機組是電解鋁企業(yè)出產(chǎn)重要的大型供電設備，一旦發(fā)作供電中止，將對企業(yè)出產(chǎn)構(gòu)成嚴峻經(jīng)濟損失。某國有大型企業(yè)220kV開關站在進行正常倒閘操作過程中，擺開/合上220kV母線側(cè)阻隔開關時，屢次導致單臺整流機組誤動跳閘，對整流機組體系的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)構(gòu)成極大的安全隱患。
本文針對該非典型嚴峻缺點問題，專業(yè)人員對圖紙、毛病信息、現(xiàn)場等狀況進行剖析、專家會診，經(jīng)技能改造，有用排除了整流機組非典型誤動跳閘的毛病。
作為鋁電解企業(yè)出產(chǎn)大型供電設備的整流機組，要求安全、牢靠、經(jīng)濟、繼續(xù)平穩(wěn)供電。在進行正常倒閘操作過程中發(fā)作維護誤動，構(gòu)成單臺整流機組跳閘，然后影響整流機組體系安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，對鋁電解企業(yè)的平穩(wěn)出產(chǎn)構(gòu)成極大的影響。這種典型嚴峻缺點問題在電解鋁職業(yè)中并不常見，尤其是在預處理此類缺點問題的初期，存在不少的困擾，更是缺少可直接學習的實踐事例。
本文以此為布景，經(jīng)過對鋁電解整流機組非典型維護誤動跳閘進行剖析及技能改造，成功處理整流機組非典型誤動跳閘問題，以便于職業(yè)界對此類缺點問題進行討論，為往后處理此類整流機組非典型誤動缺點供給更多的參閱。
1 鋁電解整流機組非典型誤動現(xiàn)象
某國有大型鋁電解企業(yè)220kV開關站在進行正常倒閘操作過程中，擺開/合上220kV氣體絕緣金屬關閉開關設備（gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear, GIS）母線側(cè)阻隔開關時，屢次導致單臺整流機組誤動跳閘，整流操控柜PLC及后臺報整流柜“元件壞二”跳閘、“母線過熱”跳閘等信息，整流操控柜重動箱對應動作指示燈亮。
這種毛病現(xiàn)象并不是每次進行母線側(cè)阻隔開關倒閘操作時都會發(fā)作，僅僅偶爾幾率，可是每年的方案檢修作業(yè)中，該倒閘操作項較為頻頻，每年導致單臺整流機組誤動跳閘的次數(shù)也會有2～3次，且發(fā)作在不同的整流機組，對企業(yè)的正常出產(chǎn)平穩(wěn)供電構(gòu)成嚴峻的要挾。
2 整流機組誤動原因剖析
經(jīng)對整流機組誤動跳閘或許性、現(xiàn)場狀況及毛病現(xiàn)象剖析，排除了二次回路接線過錯的或許性。但考慮到變電站自動化體系在強壯的電磁攪擾環(huán)境中運轉(zhuǎn)，會遭到不同程度的電磁攪擾，尤其是一次高壓設備（斷路器、阻隔開關等）進行操作，會發(fā)作暫態(tài)攪擾電壓，經(jīng)過靜電耦合、電磁耦合等其峰值高達幾百伏至幾千伏，嚴峻時將會對二次回路發(fā)作嚴峻的攪擾或?qū)S護設備中的元器件構(gòu)成損壞。
電力體系的電磁環(huán)境是一個極為雜亂并存在多種電磁攪擾的環(huán)境，這樣的電磁環(huán)境對自動化設備正常運轉(zhuǎn)帶來極為晦氣的影響。因而，經(jīng)過歸納剖析，認為有或許是以下幾個方面的原因?qū)е抡鳈C組誤動誤跳。
1）操作220kV GIS母線側(cè)阻隔開關引起地電位改變發(fā)作的攪擾。一次高壓電氣設備（斷路器、阻隔開關等）進行的操作，動作瞬間會構(gòu)成比較大的電網(wǎng)沖擊，構(gòu)成較高頻率電磁波，具有很強的攪擾才能，嚴峻影響電力體系牢靠運轉(zhuǎn)，對二次回路發(fā)作電磁打擾。
2）操作220kV GIS母線側(cè)阻隔開關時引起的母線電磁場改變耦合到低壓側(cè)引起的誤動。一般阻隔開關拉合過程中發(fā)作的過電壓幅值可達體系額外電壓的3.0倍；阻隔開關動作瞬間除因為暫態(tài)電磁場經(jīng)過對二次回路構(gòu)成電磁攪擾外，還或許因為電磁和靜電感應經(jīng)過耦合構(gòu)成攪擾。
3）非同相逆并聯(lián)整流設備磁場改變較大引起出口電磁繼電器誤動。
4）整流操控柜PLC接地線與其他接地線混接引起PLC的誤動，包含體系地、屏蔽地、溝通地和維護地等，不同接地址間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，或許構(gòu)成維護誤動。接地是進步電子設備電磁兼容性的有用手法。正確地接地，既能按捺電磁攪擾的影響，又能按捺設備向外宣布攪擾；而過錯地接地，反而會引進嚴峻的攪擾信號，影響體系正常作業(yè)。
5）信號線受電磁輻射感應攪擾，關于阻隔功能差的環(huán)節(jié)，在外部感應攪擾的狀況下，導致信號間相互攪擾，引起共地體系回流，構(gòu)成誤動。
3 整流機組誤動技能改造辦法
經(jīng)過上述誤動原因或許性剖析，結(jié)合現(xiàn)場實踐狀況，進行有針對性的整改及技能改造。針對抗攪擾三要素即攪擾源、傳達途徑和電磁靈敏設備著手進行整改及技改，首要辦法分為4個方面：①對整流機組PLC建立獨自接地極并接地；②整流柜操控重動箱裝設防磁屏蔽罩；③相關設備接地整改； ④整流柜維護回路技改。
1）整流機組PLC獨自做接地極，與現(xiàn)有的接地網(wǎng)分隔，間隔大于5m，接地電阻不大于4。為避免PLC體系受高壓體系的攪擾，將PLC接地體系與開關站主接地網(wǎng)分隔，獨自裝設PLC接地體系。主接地極選用型號為50mm×50mm×5mm接地角鋼，每根長度1.5m，每間隔1m將角鋼直埋入大地內(nèi)。每根角鋼之間用50mm×5mm扁鋼進行焊接。運用16mm銅導線將接地極引至各整流機組操控柜，專用于PLC接地，并將該接地與其他接地進行有用別離。
2）整流柜操控重動箱用2mm的鋼板做屏蔽，外殼接地。整流操控柜內(nèi)重動箱間隔整流柜較近，受磁場感應較強，為有用屏蔽磁場對重動箱攪擾，避免受攪擾導致重動箱誤動，依據(jù)重動箱尺度運用厚度為2mm鋼板加工防磁屏蔽罩，并進行裝置。
3）整流柜就地操控箱箱體用絕緣子阻隔，操控箱外殼不能有接地址。原整流柜就地操控箱外殼箱體與接地體銜接，現(xiàn)將一切整流機組整流柜A/B柜就地操控箱的箱體與基座螺栓松脫，拆下螺栓，用螺栓將4個型號為SM30絕緣子裝置在原整流柜就地操控箱金屬基座4個角上。用螺栓將就地操控箱固定在絕緣子上，使就地操控箱金屬外殼與金屬基座進行電氣絕緣阻隔。
4）整流變壓器鐵心接地與過電壓維護箱維護接地別離，閥側(cè)過電壓維護吸收作業(yè)接地采納就近接地，變壓器鐵心作業(yè)接地選用就近接地。將兩者相互銜接的原接地電纜撤除。
5）整流柜純水冷卻器操控柜外殼接地與操控柜根底接地選用就地銜接。
純水冷卻器操控箱體外殼與接地體（扁鐵）銜接電纜較長，并與直流母線構(gòu)成切開磁力線之狀，易發(fā)作電磁感應。之間有耦合電容存在，耦合的電場會發(fā)作攪擾源。技改辦法為：選取與箱體外殼就近的接地引線，撤除箱體原接地電纜并將該端與就近接地引線銜接，避免接地線呈切開磁力線狀，削弱接地線受電場感應強度。
6）開關站三級防雷模塊接地引線需獨自接地，以有用避免二次回路構(gòu)成的攪擾。三級防雷模塊與PLC接地混接提出改造，不能與PLC接地混接。PLC接地改造后，撤除原PLC與防雷模塊一起的接地址，三級防雷模塊獨自接地。
7）因為整流機組誤動時宣布“元件壞二”和“母線過熱”跳閘信號，所以要點對這兩回路維護信號進行技改。對整流柜“元件壞二”、“母線過熱”的維護信號選用中心繼電器進行擴展，將維護信號別離接至PLC及非電量重動箱。
圖1 A柜非電量重動箱端子圖
首要運用繼電器進行信號擴展和信號阻隔，經(jīng)過時間差錯失信號攪擾。為保證信號牢靠，同步加裝以上兩回路壓板（如圖3所示），在操作母線阻隔開關前退出該維護，操作后投入該維護，有用避免誤跳。技改完成后，每臺機組維護回路進行傳動實驗，實驗成功并保證回路正確，方可投入運轉(zhuǎn)。
從整流機組整流柜重動箱維護原理圖（如圖1所示）中能夠看出，A柜“元件壞二”維護，回路接線編號是05.31，“元件母線溫度過熱”接線編號是05.35；B柜“元件壞二”維護線路接線編號是05.38，“元件母線溫度過熱”維護接線編號是05.42。
為了避免因為“元件壞二”、“元件母線溫度過熱”誤動構(gòu)成整流機組跳閘，對“元件壞二”，“元件母線溫度過熱”維護回路進行技能改造（如圖2所示），將“元件壞二”，“元件母線溫度過熱”維護回路中串聯(lián)接入中心繼電器（總），經(jīng)過輔佐觸點輸出，1路輸出到A/B“元件壞二”中心繼電器，再經(jīng)過中心繼電器別離輸出到A柜05.31和B柜05.38；在中心接入維護連片，1路輸出到PLC。其間SB-A1回路作為KA21繼電器的復位按鈕，SB-A2回路作為KA22繼電器的復位按鈕，當回路中有誤動信號時，信號能夠堅持，區(qū)別是重動箱宣布來的信號，仍是PLC宣布來的信號。
另一方面，在操作母線阻隔開關前，經(jīng)過斷開連片LP1（至PLC數(shù)字輸入模塊D11：1）、LP2（至PLC數(shù)字輸入模塊D11：5）、LP3（至重動箱，整流柜A柜“元件壞二”跳閘回路）、LP4（至重動箱，整流柜B柜“元件壞二”跳閘回路）、LP5（至重動箱，整流柜A柜“母線溫度過熱”跳閘回路）、LP6（至重動箱，整流柜B柜“母線溫度過熱”跳閘回路），能夠避免整流機組“元件壞二”，“元件母線過熱”維護回路誤動構(gòu)成整流機組跳閘，避免整流機組誤跳而影響正常運轉(zhuǎn)。
圖2 B柜非電量重動箱端子圖
4 整流機組誤動跳閘技能改造的效果
經(jīng)過增設整流機組重動箱防磁屏蔽罩，有用屏蔽整流柜強磁場對重動箱維護回路攪擾；就地操控箱絕緣底座改造等，減小電磁靈敏設備受磁場攪擾。整流變鐵心接地與操作過電壓作業(yè)接地別離整改，避免一次高壓設備（斷路器、阻隔開關等）進行操作時，發(fā)作的操作過電壓，對整流柜過電壓維護回路等影響。
PLC獨自接地極的改造，可有用避免強磁場狀況下，電位差發(fā)作的攪擾等。一起對整流柜維護回路技改，在母線阻隔開關操作前退出該維護，操作后投入該維護，有用避免整流柜誤跳等辦法；整改及技改辦法施行結(jié)束后，對整流機組體系進行防誤動技改進行調(diào)試、查驗，經(jīng)2017—2018年度整流機組方案檢修期間頻頻對220kV GIS母線側(cè)阻隔開關倒閘操作，期間未再發(fā)作單臺整流機組誤動跳閘現(xiàn)象。
一年多來對整流機組體系運轉(zhuǎn)盯梢及實踐狀況剖析，技能改造效果契合預期，整流機組維護非典型誤動跳閘嚴峻缺點得到有用揭制，整流機組誤動跳閘由本來的2～3次/年，經(jīng)技能改造后降為0次，見表1。整流機組維護誤動嚴峻缺點問題的處理，保證了整流機組體系安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，為公司電解鋁的正常出產(chǎn)供給了杰出的供電條件。
圖3 元件壞二、母線過熱技改圖
表1 整流機組防誤動跳閘技改比照
定論
經(jīng)過對整流機組非典型誤動原因剖析、會診及技能改造，經(jīng)實踐操作查驗，成功處理了整流機組誤動跳閘缺點問題。本次對整流機組非典型誤動缺點的處理，首要是從或許會引起整流機組誤動的要素動身從而采納辦法和進行技改。
但是各企業(yè)設備運轉(zhuǎn)環(huán)境不同，接線不同、設備裝備不同，發(fā)作誤動的狀況也會不同。本文對上述整流機組非典型誤動缺點問題的處理進行總結(jié)，以便于職業(yè)界對此類缺點問題進行討論，堆集更多的經(jīng)歷，為往后的作業(yè)起到更好的學習效果。
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