泵站繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)問(wèn)題及解決對(duì)策

商 鵬，姜鳴歧，趙 敏

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南250109）

南水北調(diào)東線一期工程在山東境內(nèi)分為南北、東西兩條輸水干線，形成“T”字形輸水大動(dòng)脈，干線全長(zhǎng)1 191 km。其中南北干線長(zhǎng)487 km，東西干線長(zhǎng)704 km。繼電保護(hù)裝置預(yù)防性試驗(yàn)范圍涉及棗莊、濟(jì)寧、泰安、濟(jì)南、德州、膠東6 個(gè)管理局10 個(gè)管理處，項(xiàng)目位置布置在韓莊運(yùn)河段工程、南四湖～東平湖段工程、濟(jì)南～引黃濟(jì)青段工程、魯北輸水工程4 個(gè)單項(xiàng)工程。

南水北調(diào)山東段7 座輸水泵站、3 座水庫(kù)泵站，除雙王城水庫(kù)泵站3 號(hào)電容柜采用深圳國(guó)電南瑞科技有限公司SAI-328D 繼電保護(hù)裝置外，其余202 臺(tái)保護(hù)裝置均采用施耐德電氣電力自動(dòng)化有限公司MiCOM P 系列產(chǎn)品，同種類繼電保護(hù)裝置型號(hào)、參數(shù)等基本相同，有利于加強(qiáng)各泵站之間技術(shù)人員的交流，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。在此對(duì)各單位繼電保護(hù)設(shè)備存在的問(wèn)題進(jìn)行集中討論，研討解決方案。

1 校驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及對(duì)策

1.1 保護(hù)定值與接線

1）主變縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)校驗(yàn)。泵站主變的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于保護(hù)變壓器繞組和引出線多相短路故障、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路故障及繞組匝間短路故障[1]。P63X 系列變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置和國(guó)內(nèi)常用保護(hù)裝置在整定值算法上有所不同，P63X 系列采用的是三折線跳閘特性，國(guó)內(nèi)常用保護(hù)裝置采用的是二折線跳閘特性。

施耐德MiCOMP63X 系列保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值校驗(yàn)時(shí)，高、低壓側(cè)單相注入電流計(jì)算應(yīng)考慮零序?yàn)V波功能投入。零序?yàn)V波功能投入時(shí)，高壓側(cè)單相注入校驗(yàn)電流IA為高壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值Id，A的1.5 倍，低壓側(cè)單相注入校驗(yàn)電流Ia為低壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值Id，A的倍。根據(jù)MiCOMP63X 系列保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)原理，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)檢查保護(hù)裝置功能的投入情況并具體分析，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行保護(hù)裝置校驗(yàn)。

2）機(jī)組差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。鄧樓泵站3#機(jī)組開(kāi)機(jī)后電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，通過(guò)對(duì)裝置故障記錄中差動(dòng)電流及電動(dòng)機(jī)首尾端電流的分析，初步判斷為電動(dòng)機(jī)尾端存在分流現(xiàn)象。打開(kāi)電動(dòng)機(jī)尾端蓋板檢查后，發(fā)現(xiàn)C 相尾端電纜從電流互感器安裝位置處脫落，這造成了電流互感器檢測(cè)到的電流減小，引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。脫落原因?yàn)?#機(jī)組C 相尾端電纜和電流互感器所固定的螺栓采用銅螺栓，材質(zhì)較脆易發(fā)生斷裂。故障點(diǎn)處理后，對(duì)3#機(jī)組電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)、電流互感器、避雷器進(jìn)行了電氣試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)。

鄧樓泵站機(jī)組額定電流為152 A，通過(guò)保護(hù)裝置采集到的啟動(dòng)電流在700 A 左右，正常運(yùn)行時(shí)電流100 A 左右。一般電流不超過(guò)3 000 A 的情況下，采用鍍鋅螺栓或不銹鋼螺栓完全能夠滿足設(shè)備運(yùn)行要求。尾端電纜和電流互感器所固定的螺栓更換為度鍍鋅螺栓后，解決了銅材質(zhì)螺栓強(qiáng)度較低易發(fā)生斷裂的安全隱患。

1.2 保護(hù)裝置自身

1）隨著使用年限增加設(shè)備老化，存在部分保護(hù)裝置按鍵失靈及死機(jī)的問(wèn)題，既影響參數(shù)設(shè)置、信息查詢又存在發(fā)生故障后保護(hù)裝置拒動(dòng)等安全隱患，日常運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常檢查保護(hù)裝置性能狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)。通過(guò)預(yù)防性試驗(yàn)檢查有問(wèn)題的保護(hù)裝置，及時(shí)聯(lián)系廠家技術(shù)人員到場(chǎng)維修，無(wú)法維修的提出申請(qǐng)采購(gòu)設(shè)備進(jìn)行更換，保證設(shè)備性能完好，動(dòng)作可靠。

2）由于P63X 變壓器保護(hù)裝置和部分P24X機(jī)組保護(hù)裝置未進(jìn)行漢化，為英文操作界面，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員專業(yè)能力有較高的要求，有泵站誤將電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置二級(jí)菜單中差動(dòng)保護(hù)退出，試驗(yàn)時(shí)差動(dòng)保護(hù)功能不動(dòng)作，經(jīng)過(guò)檢查參數(shù)設(shè)置，差動(dòng)保護(hù)功能重新投入后動(dòng)作正常。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后將所有保護(hù)裝置啟用密碼保護(hù)功能，要求非操作人員禁止操作保護(hù)裝置，操作人員未經(jīng)允許不得修改保護(hù)定值、投退保護(hù)功能。

1.3 二次回路接線[2]

1）防止接線錯(cuò)誤。長(zhǎng)溝泵站2#站變保護(hù)裝置速斷保護(hù)跳閘出口不動(dòng)作，繼電保護(hù)校驗(yàn)儀器輸出速斷保護(hù)可靠動(dòng)作的電流值，在繼電保護(hù)裝置中采集的電流比實(shí)際輸出值減小很多，經(jīng)檢查速斷保護(hù)電流互感器試驗(yàn)N 端子與零序電流互感器試驗(yàn)N 端子接線接反，造成速斷保護(hù)不動(dòng)作，改正接線后保護(hù)動(dòng)作恢復(fù)正常。

長(zhǎng)溝泵站1～5#電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置試驗(yàn)時(shí)，零序保護(hù)不動(dòng)作。經(jīng)檢查零序電流互感器二次額定電流為1A，零序電流互感器二次線接至保護(hù)裝置零序電流保護(hù)5A 輸入端子，引起測(cè)量誤差，造成零序電流保護(hù)不動(dòng)作。將零序電流互感器二次線接至保護(hù)裝置零序電流保護(hù)1A 輸入端子后，測(cè)量誤差消除，保護(hù)動(dòng)作恢復(fù)正常。針對(duì)泵站各電氣設(shè)備柜內(nèi)布置不同，部分電氣柜布線線號(hào)不規(guī)范，電氣設(shè)備二次接線接錯(cuò)的情況，試驗(yàn)前應(yīng)首先檢測(cè)試驗(yàn)端子接線的正確性，拆開(kāi)電流試驗(yàn)端子后（包括互感器非極性端試驗(yàn)N 端子），測(cè)量保護(hù)裝置輸入端子“Ia”、“Ib”、“Ic”（極性端）到試驗(yàn)端子的接線情況，正確連接試驗(yàn)線確保試驗(yàn)設(shè)備及人員的安全性，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2）非電量保護(hù)接線。個(gè)別干式變壓器存在高溫、超溫非電量保護(hù)二次線存在未接線或直接接入跳閘回路，未通過(guò)保護(hù)裝置，故障信息在保護(hù)裝置上無(wú)記錄的情況。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)將干式變壓器二次線按照設(shè)計(jì)要求將信號(hào)線接入保護(hù)裝置，在保護(hù)廠家技術(shù)人員修改保護(hù)程序內(nèi)部邏輯后，保護(hù)裝置跳閘出口動(dòng)作正常，保證了干式變壓器在超溫故障時(shí)保護(hù)裝置可靠動(dòng)作，記錄能夠準(zhǔn)確查詢。

2 現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)需注意的問(wèn)題

1）試驗(yàn)需要將其他保護(hù)閉鎖時(shí)（如電動(dòng)機(jī)過(guò)流保護(hù)校驗(yàn)時(shí)需將差動(dòng)保護(hù)關(guān)閉），一定要記錄閉鎖保護(hù)的信息，試驗(yàn)結(jié)束后將該保護(hù)重新投入，避免保護(hù)不動(dòng)作造成事故。

2）臺(tái)兒莊泵站、八里灣泵站機(jī)組電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置程序設(shè)置斷路器在試驗(yàn)位置必須合閘后熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能才能啟動(dòng)，在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)熱過(guò)負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，斷路器因低電壓保護(hù)定時(shí)限跳閘，需把保護(hù)測(cè)試儀電壓輸出線接至保護(hù)裝置電壓輸入端子，三相持續(xù)輸入不低于低電壓保護(hù)動(dòng)作值的正常電壓后，方可合閘進(jìn)行熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)試驗(yàn)。大屯水庫(kù)、東湖水庫(kù)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置接地保護(hù)投入，斷路器在試驗(yàn)位置，需將接地保護(hù)閉鎖才能合閘進(jìn)行保護(hù)裝置電氣試驗(yàn)。

3）保護(hù)裝置不僅具備保護(hù)功能，而且還具備測(cè)量、計(jì)量等功能，運(yùn)行操作管理人員應(yīng)定期巡視檢查測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，電流、電壓值有異常時(shí)和儀表測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)檢查裝置中電流互感器、電壓互感器變比參數(shù)設(shè)置與設(shè)備實(shí)際變比是否相符，是否人為改動(dòng)。長(zhǎng)時(shí)間停用的保護(hù)裝置應(yīng)定期上電維護(hù)，查看自檢是否正常。

4）繼電保護(hù)專用測(cè)試儀要可靠接地，絕對(duì)禁止將外部的交直流電源引入到測(cè)試儀的電壓、電流輸出插孔。試驗(yàn)時(shí)如果繼電器無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流，建議在保證保護(hù)動(dòng)作時(shí)延的前提下，盡可能減小故障限時(shí)，延長(zhǎng)故障前時(shí)間。默認(rèn)情況下測(cè)試儀輸出為輕載狀態(tài)，當(dāng)測(cè)試儀所帶負(fù)載的阻抗值較大或需要輸出較大電流時(shí)，試驗(yàn)前按下切換按鈕，將測(cè)試儀切換到重載狀態(tài)。

5）測(cè)試儀動(dòng)作接點(diǎn)接口要接在保護(hù)裝置數(shù)字量輸出相應(yīng)接口上，否則會(huì)損壞內(nèi)部電路板，影響到測(cè)試設(shè)備安全及使用壽命，因繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)字量輸入、輸出模塊背板十分相似，在接線時(shí)一定多加小心。如果現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有圖紙，或圖紙表示不明的情況下，可沿著跳閘壓板線號(hào)尋找繼電保護(hù)裝置數(shù)字量輸出模塊完成接線。

6）在測(cè)試諧波制動(dòng)系數(shù)時(shí)，從電流回路中加入的基波電流分量，不僅應(yīng)使差動(dòng)保護(hù)能夠可靠動(dòng)作，而且此電流不可過(guò)小，基波電流分量過(guò)小時(shí)基波電流本身誤差會(huì)偏大，會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果不夠準(zhǔn)確的現(xiàn)象。目前主要的繼電保護(hù)微機(jī)型測(cè)試儀有六路電流和三路電流兩種。比率差動(dòng)試驗(yàn)六路電流測(cè)試時(shí)，高低壓兩側(cè)三相可以同時(shí)檢測(cè)，接線簡(jiǎn)單。三路電流測(cè)試時(shí)，要防止其他相誤動(dòng)，接線復(fù)雜，在測(cè)試過(guò)程中只能分相檢測(cè)。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，繼電保護(hù)裝置反應(yīng)電氣設(shè)備不正常運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)生故障，根據(jù)設(shè)定發(fā)出報(bào)警信號(hào)或控制斷路器跳閘，對(duì)輸水泵站和水庫(kù)泵站中的輸配線路、變壓器和電動(dòng)機(jī)等主要電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)。只有通過(guò)繼電保護(hù)裝置預(yù)防性試驗(yàn)和日常維護(hù)，保證裝置的性能良好，避免誤操作、誤退出，才能夠按要求發(fā)出預(yù)告信號(hào)或自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無(wú)故障部分正常運(yùn)行，便于運(yùn)行值班人員采取措施，恢復(fù)電氣設(shè)備正常工作，使得繼電保護(hù)預(yù)防性試驗(yàn)工作真正起到作用，為南水北調(diào)泵站機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行和調(diào)水通暢保駕護(hù)航。