110,kV变电站继电保护改造调试技术探析

雒 宁

(国网陕西省电力有限公司 西咸新区供电公司,陕西 西咸新区 712000)

继电保护装置是辅助电力系统对变电站设备状态进行监测、控制的重要设备,能够实时检测电力设备故障或异常情况,将故障切除、隔离,并发出相应预警信息。此外,继电保护装置能够以最短的时间将设备故障影响的范围控制在最小,从而避免周边电气设备或线路的稳定运行受到影响,具有较好的选择性、灵敏性、速动性以及可靠性。由于继电保护装置相关零部件、线路结构较为复杂且保护类型较多,为了确保电力系统的运行稳定性,此类改造调试作业通常需要在短时间内完成,这对工作人员的技术水平提出了较高的要求。

电力企业需严格落实持证上岗制度,避免因人员未经培训合格参与改造而出现触电、改造调试失误等问题[1]。为了确保改造调试工作平稳有序开展,相关工作人员需要提前从目的、范围、标准、人员、器具与材料、作业条件以及具体改造调试内容等方面编制施工方案,确保人员明确方案要求后有序施工。

在调试期间,工作人员需要按照大纲要求依次完成准备工作,同时完成装置单元、二次回路、整组传动以及电压电流回路的检测和试验工作,确认无误后方可开展带负荷调试。为了避免出现人员触电或调试改造完成后设备未恢复等异常情况,改造调试人员需要提前编写二次工作安全措施票,明确相关空开、线缆的拆除与操作要求。

此外,为了确保改造调试工作顺利完成,施工管理人员需要完成二次接火方案编制,分别组织接线人员、调试人员与保护人员完成相关工作,确认无误后按流程完成从接火准备到消缺送电等一系列工作[2]。

2.1 改造调试前应掌握设备接线情况,规避触电事故

某110 kV变电站A一次主接线如图1所示,继电保护改造调试技术人员需要在施工前提前研究分析变电站一次、二次相关图纸,对照各电路图纸掌握线路走向,确保在施工过程中能够按要求完成各连接片的断开或连接等相关工作。在掌握设备图纸的基础上对施工方案复盘,确认无误后方可开展施工,避免因操作不当出现人员触电事故。

图1 某110 kV变电站A主接线

2.2 严格审核继电保护相关设计内容,及时修正缺陷问题

改造调试技术人员需要在继电保护及其管理设备安装调试过程中对装置的连接原理、设备说明书、二次图纸、线路铺设图纸以及调试大纲等进行严格审查,提前掌握调试改造工作的重难点,及时发现其中存在缺陷的点位,针对关键点位制定明确的缺陷修正措施[3]。

某110 kV变电站B改造调试工作中,调试人员核对开关柜二次图纸时发现该开关柜馈线电流互感器(Current Transformer,CT)中的接线与厂家提供的端子排接线图纸存在不一致的情况,通过对接线进行修改并调试确认,有效规避了故障隐患。

某110 kV变电站C主变压器设计过程中,所装设的CT绕组仅为1套,后续改造工作中新增的南瑞继电保护装置与既有的CT绕组不匹配,需要将间隙与中性点的零序电流分别接入。针对这一情况,改造调试人员利用二次线串联主变压器间隙与中性点零序电流。此外,此次改造调试工作中发现零序保护电流串接回路存在数量过多的问题,通过分析总结确认后续的改造标准,选择新增间隙CT的方式满足二次保护接线需求,有效提升继电保护装置的安全可靠性[4]。

某110 kV变电站D未在主变压器高压侧装设CT,测控装置无法采集高压侧电压并传输给远程监控系统,导致工作人员在检修操作过程中面临较多的安全风险。针对这一问题,可以选择在高压侧和低压侧装设接地装置的方式来规避事故隐患,利用主变压器测控装置的转换开关实现对电磁锁的控制,具体接线如图2所示[5]。

图2 接地装置电磁锁回路接线

2.3 核对设备接线情况是否符合方案要求

改造调试工作人员需要重点关注设备接线与方案要求的一致性,一旦出现接线错误的情况,不仅会增加调试难度,还会影响电力系统的可靠运行。改造调试工作中,需要将10 kV电容器的极性和放电电压互感器(Potential transformer,PT)变比作为调试工作的关键点,改造调试施工管理人员需要在方案中注明相关技术要点,同时监督接线人员的执行情况,避免因忽略电容器极性和PT变比导致继电保护功能受到影响。

基于此,变压器差动保护装置接线的准确性也是改造调试人员关注的重点内容,需要对CT极性进行准确判断,避免因接线问题导致故障发生。

某110 kV变电站E改造调试过程中,调试人员对主变套管CT进行伏安特性测试时发现该变压器存在套管测量CT安装接线与设计要求不符的情况。针对这一问题,调试人员联合设计人员、设备厂家以及运维管理人员共同商讨修复方案,最终选择由厂家修改套管CT配置并按设计要求进行安装,有效解决了原有差动保护存在的死区问题,为主变压器和电力系统的可靠运行提供保障。

某110 kV变电站F改造工程中,调试人员检查差动CT极性时,由于对低压柜内10 kV母线接线方向误判,并且未在规定时间内进行调试校验,导致差动保护CT极性反接问题在投运时才被发现,造成了一定的不良影响。CT极性判断过程中,调试人员可以在条件允许的情况下对主变压器高压侧施加小电流,并将低压侧与中压侧接地,通过观察设备差流量的方式确认有无CT接线异常情况。

2.4 消除直流系统寄生回路,规避直流接地相关事故

110 kV变电站继电保护改造过程中,施工人员可能仅对保护装置进行更换,而未更换一次设备,在一次设备相关元器件或接线存在腐蚀等异常情况时,保护装置改造操作可能引发直流短路等故障问题。

某110 kV变电站G(户外)改造项目中,变电站工作人员仅针对主变保护装置进行了更换处理,未更换设备辅助气压计和温度计等器件,调试人员在连接非电量保护装置过程中出现了直流接地报警情况。通过对设备状态进行检查,发现温度计与气压计相关部件存在雨水灌入的情况,较多零部件存在锈蚀问题,导致保护更换期间出现接地问题。针对此类问题,工作人员需要做好关联设备回路的研究分析工作,避免因当前设备更换引发次生故障。

2.5 做好保护定值核对记录工作

调试改造期间,技术人员需要对整体调试相关数据进行记录。当拔出保护装置插件时,应对其内部的调整系数进行记录。在整组试验完成后,联合调度数据共同核对设备保护定值有无异常情况,通过与定值单数据对比来确保数据无记录错误的问题,避免对后续调试改造施工造成影响。

2.6 做好设备联调工作

继电保护改造调试人员需要重视对“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)系统的综合联调工作,避免因系统异常导致后续运行期间出现故障。

某110 kV变电站H改造项目中,技术人员对于“四遥”系统的运行可靠性缺乏重视,仅在继电保护调试完成后便联系调度相关人员进行设备联调,部分保护装置的信号输出与后台系统所接收的信号存在差异,存在对调度人员造成误导的隐患。由于继电保护装置调试完成后预留的时间较少,最终该变电站选择在未修改信号定义的情况下投运变电站,组织大量人员驻站值守的方式进行安全保障,造成不必要的人力、物力资源支出。针对此类问题,工作人员需要做好调度组织工作,严格测试四遥系统有无异常情况,在投运前预留充足的联调测试时间。

继电保护装置的可靠运行对于维持电力系统的稳定供电具有重要意义,在改造调试工作中,需要严格落实持证上岗制度,并针对改造调试工作制定完善的施工方案和二次安全技术保护措施。为了规避安全事故或故障隐患,改造调试人员需要提前掌握变电站一次、二次相关线路和设备图纸,核对继电保护改造接线有无异常情况,严格按调试标准解决相关改造接线问题,确保各项工作平稳有序开展。

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