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南山电厂电气二次及控制设备防浪涌保护技改论证及方案一：浪涌的来源和危害所谓浪涌是指超出正常工作电压的瞬时过电压。其主要来源包括：电源系统切换瞬变（操作过电压）、各种系统的故障（如接地系统间的短路）和雷电瞬变（包括直击雷和感应雷）等，浪涌本身是长期存在于整个电力系统中，随着越来越多的精密电子元器件在电力系统中的应用，国内外越来越多的研究证明了活跃的浪涌无时无刻侵蚀着各种电气设备和精密仪器的健康和安全。二：我厂面临的浪涌问题我厂是燃机发电厂，为经常启停的调峰电厂在对电磁兼容方面的考虑缺乏一定的规划，且我厂处于深圳沿海雷电多发区，年平均雷暴日为69天，属于雷害比较严重的地方。因此浪涌对我厂电气及控制设备的影响是十分严重的。由于系统中存在大量的浪涌，近年我厂的运行中也出现过一些保护误动作和卡件损坏的故障，例如：1：2003年低＃01高厂变保护改造完成，2004年#01高厂变断电，送电后就发现了保护柜复压过流保护卡不能正常工作，检查发现复压过流保护卡内部元器件烧坏，怀疑在送电瞬间产生的浪涌损坏了卡件设备，联系厂家更换后正常。2：2004年3月11日1#机通宵运行，3：49：421#机MarkⅤ发“正常停机保护闭锁”、“52L合闸回路故障”、“熄火遮断”；发电机控制盘上有“1101开关断开”、“励磁开关断开”事件记录。从MarkⅤ报警信号和检修事后检查情况来分析，基本上可以排除发电机保护动作和二次回路短路的可能性，很有可能是AVR看门狗（94NVM）监视中间继电器瞬间误动作引起本次跳机事故；3：2004年3月23日2#机正常运行,10:182#机出口开关1102跳闸，汽机电调超速保护动作，主汽门关闭，机组开始惰走。2#机跳机后检修马上赶到现场检查，对部分保护进行了传动未发现异常，从报警信号可以看出，是1102开关先跳闸，而没有任何保护动作，保护传动信号正确，只有可能是开关偷跳或跳闸回路有短暂的浪涌造成此次跳机事故；4：2005年10月＃3机保护屏＃1定子接地误动作，使86U出口动作引起＃3机跳机，检查＃3机＃1保护柜内的定子接地保护，发现该保护用电源工作不稳定（时有时无），由此引起该保护工作不正常（有时拒动、有时误动、有时动作正常），特别是当该保护的工作电源由不正常变到正常时，对该保护用的113中间继电器有冲击作用，误启动86U保护总出口。所以此次故障的直接原因是定子接地保护工作电源故障，造成定子接地保护误动作，后更换此电源模块卡后正常。5：2005年发现＃2机励磁系统控制触摸屏不亮且不能操作，拆下后送到厂家检查发现触摸屏内部模块烧坏，更换后正常。6：2006年2月，在进行＃4机组大修时发现＃4机发变组保护柜B柜CUP2电源消失，各个保护模块均不工作，检查发现原因是电源模块烧坏，后更换一新电源模块正常。7：2006年8月19日凌晨暴雨闪电，我厂相继出现3#机MARKV盘火灾保护动作跳机、1#机C机TCCA卡损坏切轻油、7#机MARKV控制器重启且C机TCCA卡损坏跳机。欢热1、2线TOP综合装置故障、7＃炉热控设备6个变送器损毁的故障。三：我厂浪涌解决初步方案根据深能源文件深能安（2007）7号文件《关于做好防御雷电工作的通知》的精神：建议在电厂控制设备及电气二次加装浪涌保护，根据我厂设备的实际情况和防浪涌的要求，草拟方案如下：我厂设备的运行情况：我厂为燃气轮机调峰电厂，设备自动化程度高且机组启停频繁。高自动化的控制设备中运用了大量的精密、敏感的电子元器件，这些设备比较容易受到浪涌、电磁脉冲、谐波的影响，而频繁的机组启停则是产生大量浪涌的来源。根据现场实测，在我厂办公楼环境中每小时超过20％的浪涌高达50次以上，在现场的生产环境中浪涌的频繁可想而知，且我厂处于雷电高发地区，雷击过后产生的感应雷、反击雷对设备产生的危害是不容忽视的。根据我厂上述的特殊情况，我们认为我厂的控制及电气二次设备加装防浪涌保护是有必要的而且保护的配置和性能的比较是有针对性：1：我厂雷击多发，机组启停频繁，雷击产生的浪涌的强度和能量都较大，针对这种情况浪涌保护的反应必须迅速达到纳秒级以上，以保证能多次吸收频繁产生的浪涌。2：我厂的控制及电气二次设备自动化程度较高，又以燃机轮控MarkV、MarkVI为最精密、敏感的电子设备，对系统电压的稳定要求也越高，因此对浪涌保护的残压指标越低越好据此两个关键参数，我们对国内外的多家浪涌保护厂家的浪涌保护器进行了调研，参数进行了对比。目前国内生产浪涌保护器的厂家较少，所生产的产品在反应时间和残压这两个关键的指标方面都不理想。通常反应时间为几十纳秒至几百纳秒之间，残压也较高，同时产品本身的寿命也较短，基本上属于易损消耗品考虑，而这点对我厂的实际生产检修情况而言也是不利的。美国ECS公司是全球专业生产浪涌保护的厂商，技术属于业内领先水平，反应时间也可以到1纳秒级，其利用正旋波ORN跟踪技术可以使残压接近0V，同时其产品使用化学封装，完全免维护，使用寿命达10－25年。我们认为该产品完全满足我厂对设备保护要求。四：电厂实际改造方案及配置图380V厂用电UPS电源充电机蓄电池＃9机DCSSPD1SPD2#9机保护盘SPD2SPD2#9机AVR柜UPS电源充电机蓄电池＃2机DCSSPD1SPD2#2机保护盘SPD2SPD2#2机AVR柜UPS电源充电机蓄电池＃4机DCSSPD1SPD2#4机保护盘SPD2SPD2#4机AVR柜UPS电源充电机蓄电池＃11机DCSSPD1SPD2#11机保护盘SPD2SPD2#11机AVR柜DC220V直流电源SPD2SPD26.6KVI段快切电源6.6KVII段快切电源SPD2SPD26.6KVIII段快切电源6.6KVIV段快切电源SPD26.6KVV段快切电源DC125V直流电源SPD2SPD2＃7机MrakV控制盘＃7发电机保护盘SPD2SPD2＃1机MrakV控制盘＃1发电机保护盘SPD2SPD2＃3机MrakV控制盘＃3发电机保护盘SPD2SPD2＃10机MrakV控制盘＃10发电机保护盘本此改造只针对控制部分和电气二次电源部分进行改造，SPD1为交流三相防浪涌保护器，SPD2为直流防浪涌保护器DC220V直流电源SPD2SPD26.6KVIII段1电源6.6KVIII段2电源SPD2SPD26.6KVIV段1电源6.6KVIV段2电源SPD2SPD26.6KVV段1电源6.6KVV段2电源DC220V直流电源SPD2SPD21161线路保护盘1162线路保护盘SPD2SPD21163线路保护盘1164线路保护盘SPD2SPD21494线路保护盘1495线路保护盘五：改造方案效费评估根据上述方案，对我厂控制及电气二次设备进行防浪涌保护费用大概为80万，加装防浪涌保护可大幅度提高我厂控制保护设备中电子元件的寿命及提高设备的可靠性。我厂用的轮控设备，DCS控制系统卡件昂贵，一旦发生故障从而影响机组正常运行，其带来的损失是十分巨大。美国ECS对加装防浪涌保护的设备进行了效费比统计，在一年左右就能收回投资。美国ECS公司对美国海军23艘舰艇安装TVSS/SPD费用统计表安装TVSS年前维护费安装TVSS后年维护费TVSS费用每年节省回收年数$7,814,718$2，865，107$2,679,350$4，949，6110.54综上，我们认为从效费比较来看，加装防浪涌保护是可行。