摘要：本文介绍了京南电厂发电机进口开关柜运行维护现状及国产化替代改造必要性，并对可行性进行分析，提出开关柜改造施工要求，列出改造施工中的薄弱环节、施工难点， 改造效果等。
关键词：开关柜；国产化；改造；必要性；可行性；施工要求；试运行；效果
一、概述
京南电厂安装2台奥地利进口的灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量34.5MW，总装机容量69MW，发电机10.5kV开关柜随机组从奥地利ELIN公司进口，发电机10.5kV开关采用手车式少油开关。因少油开关在高负荷和环境高温时存在发热严重且轻微渗油现象，在2001年11月对发电机进口10.5kV开关柜内的手车式少油开关进行了国产化替换，更换为北京开关厂型号为ZN12-12真空开关。
二、改造必要性
京南电厂于1997年投运，发电机10.5kV开关柜至今已运行20多年，期间曾对少油开关部分进行了局部改造，即对进口的手车式少油开关进行国产化替代改造。由于屏柜设备局部改造存在设备的不匹配导致开关过热现象，开关国产化替代改造效果不太理想，且经过多年的运行，设备逐渐出现绝缘老化、整体性能下降、设备故障率逐年上升等一系列问题，在很大程度上影响了电厂的安全、稳定运行；同时进口开关柜的备品备件必需依赖原生产厂家，且售后服务渠道不够畅通，服务响应周期长，售后服务成本高，采购极其困难，特别遇原生产厂变更、更新换代或停产的，备品备件将无法采购。现开关柜的备品备件库存短缺，设备一旦发生故障将没有备品替换，严重影响机组的正常发电。由此可见，为保障电厂发电设备安全、稳定运行，对发电机组的进口10kV开关柜更新换代，进行开关柜彻底技术改造显得十分必要。
三、可行性分析
1.据市场调查了解，随着国内电气设备生产技术进步及通过合资、合作等方式向国外同行进行学习和交流。目前，国内开关设备生产技术、加工工艺有了很大提高，部分核心元器件已达到国际先进水平，安全、可靠性也达到电力行业标准，且具有售后服务渠道畅通、响应周期短、采购成本低、备品备件供应方便等优点，很大程度上满足了电力生产企业的需求。目前，国内同类型的进口发电设备开始逐步向国产化替换的趋势，将原厂进口的设备局部或全部国产化替换，而京南电厂部分的原厂进口设备亦逐步采用国产设备替代。
2.做好进口设备国产化替换的市场调研，在技术参数和可靠性满足要求的前提下，首选资信高、口碑好的国内大型国企和合资企业，确保进口设备国产化替代产品的质量。同时做好开关柜国产化替代方案，确保国产化替换改造工作顺利。京南电厂发电机出口开关、励磁变负荷开关、厂变负荷开关、发电机短路开关以发电机母线配电连接，由四个原装进口10.5kV开关柜组成：+GS1短路开关柜、+GS2发电机开关柜、+GS3励磁变开关柜、+GS4厂变开关柜。除手车式少油开关进行国产化改造外（效果不理想），开关柜其余设备已使用20多年，引发设备绝缘老化、整体性能下降、设备故障率逐年上升等一系列问题，现备品备件需依赖原生产厂家，采购极其困难，在很大程度上影响了电厂的安全、稳定运行，故借此改造机会全部更换这四个开关柜；开关柜国产化替代改造分三步走，第一步先开展1台机组发电机10.5kV开关柜国产化改造，在取得成功经验后再开展另一台机组发电机10.5kV开关柜国产化改造，第三采购必要的易损件。
四、改造情况及效果
1.通过招投标形式，分别对项目改造的技术方案、承诺、类似经验及价格等进行评比分析，最终选择湖南开关厂作为发电机10.5kV开关柜国产化改造的生产厂家。
2. 成立开关柜改造更换组织机构，编制施工安全技术方案，严格工作流程，控制工作薄弱环节、施工难点、危险点，确保改造工作顺利开展，施工中着重注意以下几点：
（1）拆除旧开关柜的一、二次接线前必须做好标记，拆下来的电缆做好保护，防止电缆损伤。
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（2）拆除旧开关柜内的发电机交流采样装置、监控系统远程I/O装置等设备，拆除时必须小心谨慎，将拆下来的发电机交流采样装置、监控系统远程I/O装置等设备安装到新的+GS2发电机开关柜低压室内。
（3）拆除旧开关柜后及时移出施工现场，并及时清理现场。
（4）安装新开关柜要注意屏柜的安装位置，避免错位。
（5）新的开关柜柜间母排连接及接地连接，屏柜的接地必须可靠并符合相关规程要求。
（6）新的开关柜按图纸要求进行一、二次接线接入，接入的一、二次接线必须认真核对。
（7）对新开关柜进行调试要做好调试准备，安排好相关人员，现场现场设备核查、核对工作方可开展。着重关注以下几点：
a配线检查时要校对开关柜、盘箱内设备仪表的连接线，将配线号编译成图纸号。检查控制回路、信号回路的绝缘，不良者应采取措施。检查、确认接地装置的安装应符合规范要求。
b开关柜操控试验、信号连锁检查时，开关柜一次主回路不带电，并装设接地线保护；控制回路通电，手动及远方自动操作开关柜开关分合闸，检查开关柜开关分合闸信号及各类报警、监视等信号正确。
c开关操动机构试验，在额定操作电压下，每次操作开关均应正确、可靠地动作，操作次数不小于三次；直流合闸脱扣器应能在其直流额定电压的80％～110％范围内可靠动作；并联分闸脱扣器应应能在其直流额定电压的65％～120％范围内可靠动作，当电源电压低至额定值的30％或更低时不应脱扣分闸。
d在信号回路模拟各种故障停机信号，各开关动作正确无误。
（8）对新的#开关柜内开关进行整组试验，确保继电保护和控制流程能正确动作相关开关。
3.从开关柜改造后的实际运行情况来看，各设备运行参数稳定且在运行范围内，开关设备动作灵敏、可靠，说明使用湖南开关厂生产的开关柜进行国产化改造是成功的。改造后与原来的相比，具有技术更先进、运行可靠性更高、开关柜“五防”系统更完善、日常维护量少、人机界面友好、备品备件采购便易等方面优点，运行和维护人员对其稳定性和可靠性均感到满意。
五、结束语
京南电厂投产初期，发电机出口开关柜随机组从奥地利进口，采用这些进口设备对机组安全、稳定运行起到很大作用，当时确实是国际先进水平，具有时代的先进性。但随着设备运行年限的增长，引发设备绝缘老化、整体性能下降、设备故障率逐年上升等一系列问题，需要及时更换升级。而进口设备普遍存在备品价格昂贵、售后服务不及时、采购周期长、甚至找不到原生产厂家采购等弊端也逐渐开始呈现出来，无法满足设备安全生产需求。为彻底解决现有进口设备存在的问题，提高设备的健康水平，降低设备的维护成本，京南电厂对发电机开关柜整柜进行了国产化改造，并取得了很好的效果，说明进口设备的国产化改造是完全可行的，产品质量和可靠性也是有保障的。
作者简介
陀木海，男，40岁，助理工程师，1996年开始从事水力发电厂生产工作。工作单位：梧州桂江电力有限公司。
参考文献
[1]GB3804—2004 3～63kV交流高压负荷开关.
[2]GB3906-2006 3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备.
[3]GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准.
[4]DL/T593—2006 高压开关设备和控制设备标准的的共用技术要求.
[5]DL/T596－1996 电力设备预防性试验规程.
论文作者:陀木海
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
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