腈纶224高配继电保护装置更新工程的设计与施工.docx
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腈纶224高配继电保护装置更新工程的设计与施工
腈纶224高配继电保护装置更新工程的设计与施工
王军
（中石化安庆石化总厂电仪部技术室，246001）
摘要本文介绍了腈纶224高配继电保护装置更新项目的改造背景，以及施工图设计和施工组织设计的详细内容，通过回顾和总结，以期提高项目全过程管理水平。
关键词继电保护更新设计施工
一、前言
腈纶224高配是上世纪九十年代中期建立的，其二次部分的设计理念借鉴了大庆腈纶厂的模式,其二次设备的构成有:
DC220V继电器屏,DC48V继电器屏,带选控功能的集控台,以及用于信号测量监视的返回屏。
该系统二次回路采用了DC220V,48V两个电压等级交叉在一起,回路复杂,故障点多,排查困难,加之是电磁式保护,这些都威胁着系统的安全运行。
在实际运行中,也确实出现过继电器触点抖动等原因造成跳闸的事件,以及出现二次回路故障时排查周期长影响了正常生产的情况。
更重要的是,该系统的二次设备在投用时就先天不足,质量低劣,施工粗糙。
更为后面的安全生产埋下了隐患。
在2004年上报的电气隐患专项治理调研材料中,将腈纶224高配继电保护更新作为一个隐患上报了总部,并得到了总部电气隐患治理专项资金的支持,于2006年立项整改.
二、工程设计
1、设计要求和改造内容
1.1、微机综合保护装置的安装不采用组屏式，而是就地柜面安装。
现腈纶高配的高压柜保护室门拆除，更换为预先定制好的柜门。
1.2、取消集控台和返回屏功能，拆除集控台和48V继电器屏。
1.3、原电磁式保护装置拆除。
1.4、进线、母联以及至变压器的开关分合闸操作仅采用高压柜就地操作，不再设置远方操作。
高压电动机的操作不仅设置高压柜就地操作，而且应能进行现场操作（即远方操作），并且“就地”和“远方”操作能在柜面上通过选择开关控制。
1.5、中央信号装置重新设计，安装在原控制室集控台附近，原中央信号回路拆除。
1.6、由于主回路没有发生改变，保护定值和母联自投的设置参数仍保持不变，但需转换成微机综合保护装置的整定和设置方式（即保护定值、控制字的整定以及软压板的设置）。
2、二次回路的设计要点
进线、母联的二次回路在设计思路上仍然走常规路线，备自投采用的是“方式1”：
检无压，检无流，合母联。
进线操作跳闸和保护动作均闭锁备自投。
电机的二次回路的设计借鉴了以前的事故教训，在操作回路中设置了“就地”和“远方”控制选择开关，以避免运行限位失灵时，在送小车中，现场工艺人员启动操作，造成拉弧引发短路事故。
中央信号报警系统是通过利旧的柜顶信号小母线将综保的“保护动作信号”和“告警信号”集中送至CA-XXS-2A中央信号报警装置，再通过该装置的出口触点启动声光报警（参见图一）。
这是本设计的一个亮点之一。
PT的二次回路的并列与切换仍然采用继电器回路来实现，没有因此采购专门的综保单元，以便节约投资。
3、执行的主要标准、规范
1、GB50052-95《供配电系统设计规范》
2、GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》
3、GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
4、GBJ63-90《电力装置的电气测量仪表装置设计规范（试行）》
三、施工组织设计
电仪部专门成立了“腈纶224高配继电保护装置更新”工程施工项目部，项目部在电仪部工程施工管理体系的监管下开展工作。
项目部成立后的首要工作是筹划施工的组织设计，施工组织设计着重从组织机构和人力配置、机具准备和物资供应、施工技术方案，直至“进度、质量、安全”三大控制入手进行了编制，并在施工人员中进行宣贯。
在施工中最重要的是落实施工技术方案（包括施工工艺）和安全措施。
1、施工技术方案
针对该项目的特点，以及在充分阅图的前提下，根据GB50171—92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》、GB50150-91《电气装置工程电气设备交接试验标准》及GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》编制如下技术方案，以保证在施工过程中安全和质量两不误。
1.1、办理电气设备停（复）役申请等各种票证手续。
施工前夕，应按照施工进度网络，提前一天申请电气设备的停役。
同意设备停役后，还需在运行工程师处办理工作票。
而进线和母联在施工前，由于在施工中，母联自投功能将失效，还需向部技术室申请继电保护变更。
如果需要临时用电，还需办理动火票和临时用电票。
1.2、原二次回路的拆除。
各种馈电柜（即变压器柜和电机柜）的二次回路为柜内就地安装，进线和母联为组屏式安装。
在二次回路拆除前，应分断来自柜顶母线的各种电源保险或空开。
在拆除中应注意二次线的标识和复核，以及注意是否有与邻柜的跨接线，避免在拆除时造成邻柜二次回路断线。
带电的线头应包好或暂不拆除。
来自48V回路的电缆等不需再用的电缆拆除后应抽掉。
1.3、二次室面门的拆除和安装。
原二次室面门拆除，新二次室面门在安装前，应确认面门上的二次元件均以安装好，再将综保装置和电度表嵌入面门上安装牢固。
至此，再将面门安装就位。
1.4、综保二次回路柜内接线。
按照图纸要求，安装好端子排、光电隔离端子（光控继电器）和小空开。
参照接线图，核准二次线，套上线帽，接线要牢固。
注意：
要记住在小车的二次端子上将断路器辅助接点（常闭点DL2），线号为R884的线头挑出，与17号线（合闸线圈与限位WK2的连接线）短接。
至柜顶信号小母线的二次线应套上线帽，预留好，待综保更新结束，再与空余出的小母线连接。
进线或母联的二次联络电缆或至中央信号装置的电缆，一头接好，另一头引出，剥好线头，套上线帽，待接线。
母联柜应先于进线柜改造。
1.5、PT柜改造二次接线。
参照图纸，将信号小母线通过二次线接到端子排上，与来至中央信号装置的电缆，剥好线头，套上线帽对接;PT间的电压联络电缆、母联与PT间的联络电缆通过端子排依次接好；继电器、选择开关、指示灯按照实物尺寸分别安装在二次室内和面板上。
（注：
PT柜二次回路改造放在I、II段或III、IV段整个改造的最后，如果需要的话，这样可以通过将电机综保中的低电压保护软压板解除，再将PT小车退出。
）
1.6、中央信号盘的安装及其二次接线。
信号盘的安装需要土建人员配合，在原控制室内的指定位置，按照盘柜尺寸预制和埋设槽钢基础，槽钢与现场接地系统就近通过-25*4的扁钢焊接。
基础内按照穿越电缆的多少，开掘电缆穿入槽口或孔洞。
盘柜安装在槽钢基础上应两处与槽钢点焊，焊点处应用防腐漆涂刷。
二次接线部分按照图纸要求接线即可。
信号报警装置的调试与组态：
通过模拟输入信号开关量动作的方式，测试音响和光字牌动作是否正确，如果不正确，应按照说明书要求重新组态或咨询厂家。
1.7、电缆敷设。
电缆通过高配下面的电缆夹层中的桥架敷设，上行穿越楼板应穿钢管保护，并用电缆卡子或其它固定方式将电缆固定牢固。
电缆铠装两头均应可靠接地。
屏蔽电缆的屏蔽层两头均应可靠接地。
电缆两头均应挂标识电缆编号、电缆起止点和电缆型号规格的电缆标牌。
1.8、保护定值、控制字和软压板的整定和设置，以及二次回路的调试，保护的整组试验。
按照说明书附页的要求，以及综保说明书的操作步骤或由综保厂家的现场服务工程师，对保护定值、控制字和软压板进行设置。
二次回路的调试主要测试控制、信号等功能的实现情况。
保护功能的测试通过模拟试验来确认。
由于在生产期间改造，母联自投功能不能真正地、完全模拟事故状态来测试，但可以在母联综保安装结束后，通过“无压、无流”和进线断路器位置模拟，测试母联综保去跳进线的一对无源接点是否动作，时间是否准确。
（注：
母联自投试验另见内部方案或SH3503试验记录）。
1.9、施工工艺要求。
1.9.1、每个线冒的编制、套法必须规范，确保故障查找和线路整改明了化。
1.9.2、二次室内钻孔前应将小车退出，避免金属屑落入小车中。
1.9.3、接线要牢固，剥出的铜芯线头应完全插入接线端子中，避免金属线头外露。
1.9.4、在施工中严禁将金属屑或剪落的金属线头落入电气设备中，如：
综保装置、信号报警装置或小车等。
防范措施采用遮盖。
特别在清扫时更是如此。
1.9.5、电缆敷设要规整，固定要牢固，电缆穿越口处要用防火泥封堵。
1.9.6、二次小线要绑扎整齐，保证配线盘柜内整齐美观。
1.9.7、中央信号盘安装要保证垂直度，垂直度偏差＜1.5mm/M；槽钢基础应高出水平地面10mm。
1.9.8、施工结束，施工空间要清扫干净。
1.9.9、电流回路的端子、电压回路的端子、直流回路的端子、交流回路的端子均应用加强绝缘的端子隔板隔开或空出一个端子。
1.9.10、正、负电源与跳闸、合闸回路之间应用加强绝缘的端子隔板隔开或空出一个端子。
2、危害识别、风险评估及其防范措施
根据总厂分公司《危害识别和风险评估程序》（安庆分公司安[2002]93号文）的要求和方法，组织评估小组，对施工过程进行细致入微的“工作危害分析（JHA）”，具体内容见下表。
工作危害分析（JHA）记录表
序号
工作步骤
危害和潜在事件
主要后果
风险度R=L*S
风险等级
改正/控制措施
1
原二次回路的拆除
可能造成在用二次回路断线
保护、控制、信号拒动
4
轻微
1、理清二次回路，不盲目拆线。
2、不清楚的两根短接线，拆除后仍保持短接。
2
原二次回路的拆除
触及带电电压回路线头
伤人
4
轻微
1、先分断本柜电源保险或空开，再拆线。
2、来自电源小母线的带电线头要包扎好。
3
原二次回路的拆除
触及CT带电线头
严重伤人
5-8
可容忍
办票施工，将小车退至检修位置，挂警示牌，电机柜选择开关打至“就地”，严防在运行位置误合开关
4
进线或母联柜二次回路施工
备自投功能失效
大范围或长时间失电
5
可容忍
1、加快施工速度
2、运行人员现场监护，以便应急时迅速恢复供电（注）。
5
中央信号盘搬运
盘柜倾倒
伤人
2
轻微
加强搬运人力
6
二次接线和元件安装
金属屑或金属线头落入电气设备
短路烧毁设备
3
轻微
参见施工技术方案中的要求
7
二次接线和元件安装
触及带电电压回路线头
伤人
4
轻微
在接线时分掉电源空开，尤其两地电压测量电缆，在完成回路接线前应使空开处于分闸状态，线头包好
8
二次接线和元件安装
触及CT带电线头
严重伤人
5-8
可容忍
1、办票施工，将小车退至检修位置，挂警示牌，电机柜选择开关打至“就地”，严防在运行位置误合开关2、母联柜先于进线柜施工。
9
PT柜改造
电机低电压跳闸
工艺波动
4
轻微
施工期间，将电机低电压保护软压板解除
为了进一步保证施工期间的安全，在进度安排、组织纪律上也制定了一些措施：
A、进入施工现场要戴好安全帽及劳保用具，高空作业要系好安全带。
B、上工前要召开班前会，交代或强调当日施工安全注意事项。
C、在系统倒闸操作结束，拿到工作票后，并经现场检查，确已停电，方可上柜施工。
D、施工结束后，在封票前，要检查施工空间是否干净整洁，或落下金属工具。
E、在进度安排上，要求母联柜先于进线柜施工，已避免被进线的CT二次线头电击的可能。
PT柜二次回路改造放在I、II段或III、IV段整个改造的最后，这样可以通过将电机综保中的低电压保护软压板解除，从而避免PT小车退出时电机低电压跳车的可能。
最后，需要提醒业主的是，由于在对变压器柜施工时，0.4KV系统为“一带二”单回路运行，供电可靠性不高，作业部应考虑事故停电情况下的装置安全停车预案。
四、总结
通过本次改造消除了系统隐患，简化了二次回路，二次回路明晰，易于排查故障。
目前系统运行良好。
通过本次改造，解放了人力资源，撤消了专门的值守人员。
解决了电机在送电过程中可能存在的安全隐患。
恢复了PT的二次电压的并列和切换功能。
值得一提的是，在该项目的初步设计审查中,管理层考虑到腈纶板块供配电系统的整体规划,并结合项目资金的限制,取消总控单元,不设后台监控.但作为一个6KV配电装置,没有信号报警装置是不利于运行管理的.因此利用市场上技术成熟的产品CA-XXS-2A中央信号报警装置成套设计了中央信号盘用于监视.可谓”花小钱办大事”。
在施工中，由于与生产同步，施工的安全性尤为重要，因此，在施工前进行了较为全面的危害识别和风险评估。
目前存在的问题是，电机的工艺连锁跳闸报警仍然无法与正常的停机分辨开，即是说，工艺正常停机综保单元仍发报警信号。
这是因为原仪表系统在设计时只设计一副跳闸触点送给电气二次回路，无论工艺连锁跳闸抑或正常停机，这个触点都动作。
工艺联锁跳闸不能与正常工艺停车分开，主要原因，是仪表系统送不出相应的两副触点。
这有待于对仪表系统进行更深层次的改造。
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