淺談某水電站1#主變保護裝置頻繁上電重啟原因及保護裝置技改

摘 要：本文主要介紹了某水電站1#主變保護裝置在運行中出現的頻繁上電重啟對廠站內設備安全運行的危害、造成繼電保護裝置頻繁上電原因的分析、對此問題的技術改造方案等。

關鍵詞：保護裝置；存在問題；技改

一、引言

繼電保護是電力系統的重要組成部分，被稱為電力系統的安全屏障，同時也是電力系統事故擴大的根源，繼電保護裝置是保障電力設備安全運行，防止和限制電力系統長時間、大范圍停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。只有對繼電保護裝置不斷的改進、完善、才能保證安全運行。

二、工程概述

該水電站屬于徑流引水式電站。電站裝有三臺混流式水輪發電機組，于2008年4月投產發電。

該水電站現有兩臺主變壓器，主變容量分別為20MVA、25MVA。

三、某水電站1#主變保護裝置存在的問題---保護裝置頻繁斷電重啟

該電站的1#主變保護裝置自從投產開始就存在裝置頻繁斷電重啟的故障。繼電保護的速動性要求盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統并列運行的穩定性。快速保護的動作時限在幾個工頻周期，而微機保護裝置中快速保護的動作時限往往在30mS以下，保護裝置在接收到故障信息，需要裝置進行開出，斷開所保護范圍內的斷路器，以達到防止長時間、大范圍的停電。如果在這個瞬間，保護裝置出現了頻繁的斷電重啟現象，有可能造成保護的據動或誤動，大大降低了保護裝置的安全可靠性，給設備的安全運行帶來嚴重的危害，還可能造成事故的擴大化。

四、造成1#主變保護裝置斷電重啟的原因分析

微機繼電保護裝置對電源的要求性很高，電源中不能含有高次諧波分量干擾保護裝置，電壓的允許偏差在-20%～+15%，因此造成裝置斷電重啟的原因可能是電源中含有高次諧波的分量、電壓的波動范圍超過要求、裝置內部存在缺陷等。

一、排查電源電壓波動，保護所用電源為廠內直流電源，而廠用直流電源承擔著廠內自動化裝置的工作需求，電壓偏高或偏低都會對自動化裝置的可靠動作造成影響，因此電源電壓的波動在電壓的允許偏差范圍內。

二、排查裝置電源板內部的5V電源，對裝置內部的5V電源進行測量，電壓不符合要求，對5V電源進行更換，裝置仍然存在重上電現象。

三、排查電源中含有高次諧波的可能，由于保護柜所用電源為電站內直流電源，直流電源是廠用電經過整流后而來，電源中可能存在高次諧波，因此對裝置電源進行抗干擾措施，在裝置電源空開后側、進入裝置前加裝抗干擾器，但裝置仍然存在斷電重啟現象。

通過多次排查分析，電源中含有高次諧波的分量、電壓的波動范圍超過要求等原因均被排除，最后多次檢測后，廠家懷疑該水電站的1#主變保護裝置重啟的原因應為保護裝置內部存在缺陷。

五、對1#主變保護裝置存在斷電重啟缺陷的技術改造

鑒于該水電站1#主變保護柜3臺保護裝置均存在頻繁上電重啟現象，與廠家及公司技術部門溝通后，決定對保護裝置整體進行更換技改。

5.1技術改造的前期準備工作

5.1.1技術準備

（1）熟悉廠家主變保護裝置原理，二次回路圖紙、使用說明書，制定施工方案。

（2）根據圖紙進行施工。

（3）為確保本次保護裝置安裝工作安全、優質、如期完成，充分發揮各施工人員的作用，把安全、質量、工期落實到人，明確責任、壓力到位，各負其責，特制定施工方案，并組織施工人員學習施工方案。

（4）根據工作量配備人員，并向施工人員進行安全技術交底，了解工作內容、施工安全措施。

5.1.2組織準備

（1）根據安裝工作量，按人員技術等級，工種搭配提高工作效率

（2）對參加施工人員進行技術交底，了解工程內容、施工方案、安全事項。

（3）對參加本次施工人員進行安裝、調試工藝的培訓。

（4）在施工現場，完成對保護裝置調試。

5.1.3資料、工器具及耗材準備

（1）資料：原保護柜圖紙 原定值單 裝置說明書

新保護柜圖紙 新定值單 裝置說明書 調試大綱

施工圖紙 施工方案

（2）工器具：繼電保護測試儀萬用表電工工具一套

磨光機對線燈電焊機數字式絕緣搖表

榔頭扁鏟對講機線號打印機電吹風

（3）材料：絕緣膠帶 相色帶 線號管 熱縮管

2.5mm2導線若干 線手套若干

5.2技術改造的施工

5.2.1施工步驟

（1）安全措施到位的情況下，在中控室內對原有主變老保護屏進行拆除，對新的保護屏進行安裝；

（2）重新按照施工圖紙敷設二次電纜并將電纜剝出對好二次線（敷設電纜應留有余度）；

（3）按照施工圖紙對主變保護屏進行接線；并對裝置進行調試、檢查；

（4）依次將主變保護裝置投入運行并進行傳動試驗。

5.2.2施工過程中的注意事項

（1）舊保護裝置拆線前對所有外接線進行核對并記錄，按圖施工，對端子外側接線進行拆除并包扎，拆除時必須逐一進行對線并做好記錄，標注詳細端子號及用途，由專人進行。對線時先拆除本側端子，后拆除對側端子，使用對線燈確認接線正確；

（2）在運輸保護裝置中要特別注意設備的重心位置，必須綁扎牢固，防止傾倒；搬運安裝保護裝置工作應分工明確，設專人指揮，并有統一信號；在運輸、搬運、安裝中防止保護裝置碰撞損壞及劃傷表面漆面。

（3）安裝保護新裝置前，必須認真熟悉了解保護裝置的原理接線及站內保護控制的設備。防止安裝時，二次控制保護回路接線時造成的電流回路開路、電壓二次回路短路、控制回路短路及誤跳運行設備。

（4）進行保護盤柜焊接工作時，必須設有防止金屬溶渣飛濺、掉落引起火災的措施（對電纜室相關電纜應臨時封蓋避免燙傷電纜），焊接人員離開現場前，必須進行檢查，現場應無火種留下。

（5）工作前，應將相關的CT、PT停電，若無法停電時，應在施工前做好防止CT回路開路、PT回路短路的措施。

（6）每日開工前，工作負責人向全體工作人員交代工作任務和安全注意事項、危險點。

（7）除工作需要外，所有工作人員不得單獨留在作業現場。

（8）幾人同時進行工作時，需互相呼應，協同工作，需使用通訊工具時需要事先檢查工作是否完好。

（9）對新保護裝置端子外側電纜進行接線時，由專人進行；接線完畢后接線人、工作負責人按照記錄及圖紙分別進行核對確認正確無誤；

（10）剝電纜時要留有足夠余度，且不能損傷電纜和屏蔽。

（11）接線時要保證正確和美觀，所接的芯線要橫平豎直，窩圈時要順時針，與螺絲上緊方向一致。

（12）對線要保證正確，對完一遍后還應核實一遍。

（13）原有回路與新安裝的裝置二次回路有區別，應將不用的電纜芯兩頭都解掉。并仔細核對，防止寄生回路存在。

5.3技術改造后的調試

5.3.1首先要根據出廠圖紙核對保護屏和裝置的接線是否正確，緊固所有保護屏處端子。將裝置電流端子串接、電壓端子并接，用繼電保護測試儀加入電流和電壓看裝置采樣回路是否正常。

5.3.2根據調試大綱和各保護裝置的原理來驗證保護功能是否健全。

5.3.3開出接點的測試，作保護裝置時，量取開出接點是否良好。

5.4保護傳動

投運前的傳動，根據地調所下發定值，用0.95倍和1.05倍定值帶開關進行傳動。

5.5回路接線正確性檢測

投運后，測量主變保護電流、電壓回路向量，驗證接線的完整性。

六、結論

該水電站1#主變保護裝置自2014年02月技改后，裝置再未發生過斷電重啟現象，目前保護裝置運行可靠，為廠內主設備的安全運行提供可靠地安全屏障，提高了電站的安全運行管理能力。

作者簡介：

紀明茹（1986.04--）；性別：女，籍貫：陜西渭南人，學歷：本科，畢業于西安理工大學繼續教育學院；現有職稱：助理工程師；研究方向：水電自動裝置；