110 kV變電站繼電保護改造調(diào)試技術(shù)探析

雒 寧

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司 西咸新區(qū)供電公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 引 言

繼電保護裝置是輔助電力系統(tǒng)對變電站設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測、控制的重要設(shè)備，能夠?qū)崟r檢測電力設(shè)備故障或異常情況，將故障切除、隔離，并發(fā)出相應(yīng)預(yù)警信息。此外，繼電保護裝置能夠以最短的時間將設(shè)備故障影響的范圍控制在最小，從而避免周邊電氣設(shè)備或線路的穩(wěn)定運行受到影響，具有較好的選擇性、靈敏性、速動性以及可靠性。由于繼電保護裝置相關(guān)零部件、線路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且保護類型較多，為了確保電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，此類改造調(diào)試作業(yè)通常需要在短時間內(nèi)完成，這對工作人員的技術(shù)水平提出了較高的要求。

1 110 kV變電站繼電保護改造調(diào)試的基本要求

電力企業(yè)需嚴(yán)格落實持證上崗制度，避免因人員未經(jīng)培訓(xùn)合格參與改造而出現(xiàn)觸電、改造調(diào)試失誤等問題[1]。為了確保改造調(diào)試工作平穩(wěn)有序開展，相關(guān)工作人員需要提前從目的、范圍、標(biāo)準(zhǔn)、人員、器具與材料、作業(yè)條件以及具體改造調(diào)試內(nèi)容等方面編制施工方案，確保人員明確方案要求后有序施工。

在調(diào)試期間，工作人員需要按照大綱要求依次完成準(zhǔn)備工作，同時完成裝置單元、二次回路、整組傳動以及電壓電流回路的檢測和試驗工作，確認(rèn)無誤后方可開展帶負(fù)荷調(diào)試。為了避免出現(xiàn)人員觸電或調(diào)試改造完成后設(shè)備未恢復(fù)等異常情況，改造調(diào)試人員需要提前編寫二次工作安全措施票，明確相關(guān)空開、線纜的拆除與操作要求。

此外，為了確保改造調(diào)試工作順利完成，施工管理人員需要完成二次接火方案編制，分別組織接線人員、調(diào)試人員與保護人員完成相關(guān)工作，確認(rèn)無誤后按流程完成從接火準(zhǔn)備到消缺送電等一系列工作[2]。

2 110 kV變電站繼電保護改造調(diào)試技術(shù)要點

2.1 改造調(diào)試前應(yīng)掌握設(shè)備接線情況，規(guī)避觸電事故

某110 kV變電站A一次主接線如圖1所示，繼電保護改造調(diào)試技術(shù)人員需要在施工前提前研究分析變電站一次、二次相關(guān)圖紙，對照各電路圖紙掌握線路走向，確保在施工過程中能夠按要求完成各連接片的斷開或連接等相關(guān)工作。在掌握設(shè)備圖紙的基礎(chǔ)上對施工方案復(fù)盤，確認(rèn)無誤后方可開展施工，避免因操作不當(dāng)出現(xiàn)人員觸電事故。

圖1 某110 kV變電站A主接線

2.2 嚴(yán)格審核繼電保護相關(guān)設(shè)計內(nèi)容，及時修正缺陷問題

改造調(diào)試技術(shù)人員需要在繼電保護及其管理設(shè)備安裝調(diào)試過程中對裝置的連接原理、設(shè)備說明書、二次圖紙、線路鋪設(shè)圖紙以及調(diào)試大綱等進行嚴(yán)格審查，提前掌握調(diào)試改造工作的重難點，及時發(fā)現(xiàn)其中存在缺陷的點位，針對關(guān)鍵點位制定明確的缺陷修正措施[3]。

某110 kV變電站B改造調(diào)試工作中，調(diào)試人員核對開關(guān)柜二次圖紙時發(fā)現(xiàn)該開關(guān)柜饋線電流互感器（Current Transformer，CT）中的接線與廠家提供的端子排接線圖紙存在不一致的情況，通過對接線進行修改并調(diào)試確認(rèn)，有效規(guī)避了故障隱患。

某110 kV變電站C主變壓器設(shè)計過程中，所裝設(shè)的CT繞組僅為1套，后續(xù)改造工作中新增的南瑞繼電保護裝置與既有的CT繞組不匹配，需要將間隙與中性點的零序電流分別接入。針對這一情況，改造調(diào)試人員利用二次線串聯(lián)主變壓器間隙與中性點零序電流。此外，此次改造調(diào)試工作中發(fā)現(xiàn)零序保護電流串接回路存在數(shù)量過多的問題，通過分析總結(jié)確認(rèn)后續(xù)的改造標(biāo)準(zhǔn)，選擇新增間隙CT的方式滿足二次保護接線需求，有效提升繼電保護裝置的安全可靠性[4]。

某110 kV變電站D未在主變壓器高壓側(cè)裝設(shè)CT，測控裝置無法采集高壓側(cè)電壓并傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)致工作人員在檢修操作過程中面臨較多的安全風(fēng)險。針對這一問題，可以選擇在高壓側(cè)和低壓側(cè)裝設(shè)接地裝置的方式來規(guī)避事故隱患，利用主變壓器測控裝置的轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)對電磁鎖的控制，具體接線如圖2所示[5]。

圖2 接地裝置電磁鎖回路接線

2.3 核對設(shè)備接線情況是否符合方案要求

改造調(diào)試工作人員需要重點關(guān)注設(shè)備接線與方案要求的一致性，一旦出現(xiàn)接線錯誤的情況，不僅會增加調(diào)試難度，還會影響電力系統(tǒng)的可靠運行。改造調(diào)試工作中，需要將10 kV電容器的極性和放電電壓互感器（Potential transformer，PT）變比作為調(diào)試工作的關(guān)鍵點，改造調(diào)試施工管理人員需要在方案中注明相關(guān)技術(shù)要點，同時監(jiān)督接線人員的執(zhí)行情況，避免因忽略電容器極性和PT變比導(dǎo)致繼電保護功能受到影響。

基于此，變壓器差動保護裝置接線的準(zhǔn)確性也是改造調(diào)試人員關(guān)注的重點內(nèi)容，需要對CT極性進行準(zhǔn)確判斷，避免因接線問題導(dǎo)致故障發(fā)生。

某110 kV變電站E改造調(diào)試過程中，調(diào)試人員對主變套管CT進行伏安特性測試時發(fā)現(xiàn)該變壓器存在套管測量CT安裝接線與設(shè)計要求不符的情況。針對這一問題，調(diào)試人員聯(lián)合設(shè)計人員、設(shè)備廠家以及運維管理人員共同商討修復(fù)方案，最終選擇由廠家修改套管CT配置并按設(shè)計要求進行安裝，有效解決了原有差動保護存在的死區(qū)問題，為主變壓器和電力系統(tǒng)的可靠運行提供保障。

某110 kV變電站F改造工程中，調(diào)試人員檢查差動CT極性時，由于對低壓柜內(nèi)10 kV母線接線方向誤判，并且未在規(guī)定時間內(nèi)進行調(diào)試校驗，導(dǎo)致差動保護CT極性反接問題在投運時才被發(fā)現(xiàn)，造成了一定的不良影響。CT極性判斷過程中，調(diào)試人員可以在條件允許的情況下對主變壓器高壓側(cè)施加小電流，并將低壓側(cè)與中壓側(cè)接地，通過觀察設(shè)備差流量的方式確認(rèn)有無CT接線異常情況。

2.4 消除直流系統(tǒng)寄生回路，規(guī)避直流接地相關(guān)事故

110 kV變電站繼電保護改造過程中，施工人員可能僅對保護裝置進行更換，而未更換一次設(shè)備，在一次設(shè)備相關(guān)元器件或接線存在腐蝕等異常情況時，保護裝置改造操作可能引發(fā)直流短路等故障問題。

某110 kV變電站G（戶外）改造項目中，變電站工作人員僅針對主變保護裝置進行了更換處理，未更換設(shè)備輔助氣壓計和溫度計等器件，調(diào)試人員在連接非電量保護裝置過程中出現(xiàn)了直流接地報警情況。通過對設(shè)備狀態(tài)進行檢查，發(fā)現(xiàn)溫度計與氣壓計相關(guān)部件存在雨水灌入的情況，較多零部件存在銹蝕問題，導(dǎo)致保護更換期間出現(xiàn)接地問題。針對此類問題，工作人員需要做好關(guān)聯(lián)設(shè)備回路的研究分析工作，避免因當(dāng)前設(shè)備更換引發(fā)次生故障。

2.5 做好保護定值核對記錄工作

調(diào)試改造期間，技術(shù)人員需要對整體調(diào)試相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄。當(dāng)拔出保護裝置插件時，應(yīng)對其內(nèi)部的調(diào)整系數(shù)進行記錄。在整組試驗完成后，聯(lián)合調(diào)度數(shù)據(jù)共同核對設(shè)備保護定值有無異常情況，通過與定值單數(shù)據(jù)對比來確保數(shù)據(jù)無記錄錯誤的問題，避免對后續(xù)調(diào)試改造施工造成影響。

2.6 做好設(shè)備聯(lián)調(diào)工作

繼電保護改造調(diào)試人員需要重視對“四遙”（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）系統(tǒng)的綜合聯(lián)調(diào)工作，避免因系統(tǒng)異常導(dǎo)致后續(xù)運行期間出現(xiàn)故障。

某110 kV變電站H改造項目中，技術(shù)人員對于“四遙”系統(tǒng)的運行可靠性缺乏重視，僅在繼電保護調(diào)試完成后便聯(lián)系調(diào)度相關(guān)人員進行設(shè)備聯(lián)調(diào)，部分保護裝置的信號輸出與后臺系統(tǒng)所接收的信號存在差異，存在對調(diào)度人員造成誤導(dǎo)的隱患。由于繼電保護裝置調(diào)試完成后預(yù)留的時間較少，最終該變電站選擇在未修改信號定義的情況下投運變電站，組織大量人員駐站值守的方式進行安全保障，造成不必要的人力、物力資源支出。針對此類問題，工作人員需要做好調(diào)度組織工作，嚴(yán)格測試四遙系統(tǒng)有無異常情況，在投運前預(yù)留充足的聯(lián)調(diào)測試時間。

3 結(jié) 論

繼電保護裝置的可靠運行對于維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電具有重要意義，在改造調(diào)試工作中，需要嚴(yán)格落實持證上崗制度，并針對改造調(diào)試工作制定完善的施工方案和二次安全技術(shù)保護措施。為了規(guī)避安全事故或故障隱患，改造調(diào)試人員需要提前掌握變電站一次、二次相關(guān)線路和設(shè)備圖紙，核對繼電保護改造接線有無異常情況，嚴(yán)格按調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)解決相關(guān)改造接線問題，確保各項工作平穩(wěn)有序開展。