智能變電站220kV線路保護裝置驗收要點研究

高林

德州供電公司，山東德州，253000

0 引言

智能變電站220kV線路新保護投運前，變電檢修單位必須對新設備進行工程竣工驗收，以檢驗保護配置、回路設計等是否符合電力系統繼電保護安全運行要求[1-4]。按照目前變電站典型繼電保護配置，根據十八項反措的要求，智能站220kV線路應配置兩套不同廠家的保護裝置，能夠完成所需的各項保護功能，并應經現場調試傳動檢驗。因為220kV線路保護電壓等級較高，回路設計較復雜，在新裝驗收時需要注意的問題不少。現主要研究智能變電站220kV新裝線路保護裝置各個驗收環節要點，用以指導現場工作，以使各個步驟更清晰、規范[5-6]。

1 驗收前準備工作

1.1 資料檢查

了解一次設備的接線及投入運行后可能出現的運行方式和設備投入運行的方案。熟悉現場設備安裝情況，確認現場工作環境符合驗收條件，提前安排驗收人員熟悉該間隔相關二次設備情況。組織SCD文件驗收前審核，認真檢查虛端子配置情況，確保SCD文件的正確性及其與對應設備配置文件的一致性。檢查線路保護相關二次回路安裝圖、電纜敷設圖等全部紙質圖紙及電子圖紙，成套保護裝置說明書及出廠試驗報告、現場調試報告等是否齊全、準確。

1.2 現場核查

根據圖紙及虛端子設計，現場核對所有保護裝置的安裝位置是否正確，二次回路設計是否符合相關設計、反措標準、規范。還要檢查確認相關工器具、繼電保護測試儀是否合格，確認設備狀態是否良好。

2 電流互感器、電壓互感器檢驗

2.1 設計要求核查

檢查電流、電壓互感器的變比、容量、準確級符合設計要求，并做相關試驗。尤其要準確測試電流互感器極性、變比，確認電流互感器每個繞組的準確級是否和電流互感器銘牌對應。并與施工圖紙核實，電流、電壓互感器繞組的使用符合設計要求。

2.2 電流、電壓回路檢查

檢查電流互感器二次繞組、電壓互感器二次回路接線正確性及端子排引線壓接的可靠性，測量二次回路直流電阻，防止電流互感器二次繞組開路，電壓互感器二次繞組回路短路。檢查電流互感器、電壓互感器二次回路接地情況是否正確。電流互感器每一個二次繞組應分別在開關場有且僅有一點接地，不允許多個繞組接地點串接。電壓互感器獨立繞組應在開關場有且僅有一點接地。檢查在電壓回路中的空氣開關觸點動作可靠，且滿足相關動作時限的要求。

2.3 合并單元檢驗

（1）合并單元檢修狀態測試。合并單元發送SV報文檢修品質應能正確反映合并單元裝置檢修壓板的投退。當檢修壓板投入時，SV報文中的“檢修”位應置1，裝置面板檢修指示燈應點亮；當檢修壓板退出時，SV報文中的“檢修”位應置0，裝置面板檢修指示燈熄滅。

（2）合并單元電壓切換檢驗。給合并單元施加兩組母線電壓，通過GOOSE網絡向合并單元發送不同刀閘位置信號，檢查合并單元的電壓切換功能是否正常，邏輯應滿足電網繼電保護運行要求。

3 二次回路檢驗

3.1 光纖回路檢查

按照設計圖紙檢查各裝置間光纖回路的正確性，包括保護設備、合并單元、交換機、智能終端之間的光纖回路。光纖外觀應檢查尾纖應呈現自然彎曲（彎曲半徑大于5cm），不應存在彎折半徑過小現象，不應承受任何外重，尾纖表皮應完好無損。尾纖接頭應干凈無異物，如有污染應清潔干凈，備用接頭應佩戴防塵帽。

尾纖接頭連接應牢靠牢固，不應有松動現象。1310nm和850nm光纖回路（包括光纜熔接盒）的衰耗不應大于2dB，不合格的重新做頭更換。

3.2 電纜二次回路檢驗

二次檢驗應根據說明書并結合現場情況進行，檢驗防跳回路和三相不一致回路、跳合閘回路接線正確性等。根據反措要求，220kV線路兩套線路保護回路之間不應存在電氣聯系。應采取檢驗措施，保證兩套回路之間不存在寄生回路的現象。

斷開裝置與回路的聯系，用1000V絕緣電阻表測量各回路（分別將電流、電壓、直流控制、信號回路所有端子連接在一起）對地和各回路相互間絕緣電阻阻值大于10MΩ。對新安裝二次回路所有部件進行觀察、清掃與必要的檢修及調整。檢查屏柜上的設備及端子排上內部、外部接線正確，接觸應牢靠，標號應完整準確，且應與圖紙和運行規程相符合。對斷路器、隔離開關的二次回路進行檢驗，檢驗自保護屏柜引至斷路器（包括隔離開關）二次回路端子排處有關電纜二次線連接的正確性及螺釘壓接的可靠性。

3.3 智能終端檢驗

智能終端自啟動或斷電重啟應自檢正常，重啟過程中，不應誤輸出、誤發信。智能終端斷電后，應發出故障告警，接收設備應發出鏈路中斷或異常、GOOSE斷鏈告警。檢驗斷路器分相位置、刀閘位置、低氣壓閉鎖重合等遙信信息應發送正確。

4 屏柜檢查

4.1 保護裝置及輔助設備檢查

檢查保護裝置的各部分插件是否與設計相符，裝置各插件標識清晰，并具有入網標識。抽查主要二次設備、輔助設備的工藝質量，以及導線與端子采用材料的質量，裸露銅線是否符合精益化的要求。保護裝置外殼接地良好，接地線截面不小于4mm2。

4.2 標識、封堵等

檢查屏柜上的標志正確完整清晰，并與圖紙和運行規程相符。屏柜命名應與調度命名一致，并使用雙重名稱。裝置硬壓板按雙重名稱進行標注，備用壓板應注明。壓板顏色應符合設計規范要求：跳閘、合閘壓板用紅色，檢修、遠方投入功能壓板用黃色，備用壓板用淺駝色。屏柜內的電纜孔洞應封堵，不允許封堵不嚴，或存在明顯縫隙。尾纖擺放整齊有序，編號準確并標有起止點，標識清晰完善。

5 保護裝置檢驗

依據裝置檢驗指導書的試驗方法，對保護的每一項功能進行逐一檢驗。

5.1 裝置上電檢查

（1）打開保護裝置電源，裝置應能正常工作。

（2）檢查并記錄裝置的硬件和軟件版本號、校驗碼等信息，并校對時鐘。

5.2 交流量精度檢查

（1）零漂誤差-0.05～+0.05。

（2）檢驗0.5、1、2倍的額定電流和0.5、1、1.4倍的額定電壓下的測量精度，通道采樣值誤差≤5%。額定值時誤差標準＜5%，采樣均從試驗儀加入。

（3）投退SV接收軟壓板，確認是否與電流電壓采樣對應。

5.3 開關量輸入輸出回路檢驗

（1）常規開入檢查。

表1 常規開入檢查表

（2）GOOSE開入檢查：斷路器分相跳閘位置TWJA、TWJB、TWJC，其他保護動作信號。

（3）開出硬接點檢查：驗證保護裝置告警、故障接點。

5.4 檢修狀態測試

保護裝置輸出報文的檢修品質應能正確反映保護裝置檢修壓板的投退。保護裝置檢修壓板投入后，發送的GOOSE報文檢修品質應置位，同時面板應有顯示；保護裝置檢修壓板打開后，發送的GOOSE報文檢修品質應不置位，同時面板應有顯示。輸入的GOOSE信號檢修品質與保護裝置檢修狀態不對應時，保護裝置應正確處理該GOOSE信號，同時不影響運行設備的正常運行。在保護測試儀與保護檢修狀態一致的情況下，保護動作行為正常。輸入的SV報文檢修品質與保護裝置檢修狀態不對應時，保護應報警并閉鎖。

5.5 定值、軟壓板檢查

定值整定：根據現場實際情況設置設備參數、保護定值等，根據定值單整定保護定值并將打印定值與定值單逐項核對。整定值失電保護功能檢驗：通過拉、合電源開關的方法檢驗保護裝置的整定值在直流電源失電后不會丟失或改變。

檢查設備的軟壓板設置是否正確，軟壓板功能是否正常。軟壓板包括SV接收軟壓板、GOOSE接收/出口壓板、保護元件功能壓板等。

5.6 保護裝置邏輯校驗

（1）縱聯差動。將光纖通道自環，投入差動保護功能軟壓板、控制字等。分別檢驗差動保護在各相的動作情況，并進行定值檢驗。

（2）距離保護。投入距離保護功能軟壓板、控制字等。分別驗證接地距離I、II、III段和相間距離I、II、III。定值誤差在5%范圍內合格。

（3）零序保護。投入零序保護功能軟壓板、控制字等。分別驗證零序保護II、III段及零序加速段保護。檢驗時還應進行零序保護反方向檢驗，保證保護可靠不動作。定值誤差在5%范圍內合格。

（4）重合閘。驗證單相重合閘、三相重合閘、停用重合閘在單相故障和多相故障下的動作情況。注意：重合閘判同期時主要檢驗母線與線路電壓之間的角差。

（5）CT、PT斷線告警。CT斷線告警是電流回路是否完好的標志，故此信號必須實際傳動到位。報警條件一般為自產零序電流大于一定值而無零序電壓，則延時10秒發CT斷線異常信號。PT斷線告警是電壓回路是否完好的標志，電壓與距離、零序保護等息息相關，此信號必須實際傳動到位。

5.7 保護裝置GOOSE輸出檢驗

（1）GOOSE輸出。投退GOOSE發送軟壓板，查看保護裝置報文及相關裝置的GOOSE接收情況。測試保護動作分別跳斷路器A、B、C相，查看保護裝置指示燈、裝置報文，智能終端接收GOOSE跳令后對應相跳閘燈動作情況。啟動斷路器A、B、C相失靈，查看保護裝置指示燈、裝置報文，對應母線保護接收GOOSE啟失靈令后對應相開入情況。模擬多相及多段故障，查看本保護裝置指示燈、裝置報文及另一套保護閉鎖斷路器重合閘開入情況測試保護動作分別合斷路器A、B、C相，查看保護裝置指示燈、裝置報文，智能終端接收GOOSE跳令后對應合閘燈動作情況。

（2）整組GOOSE功能檢測。GOOSE報文發送檢修位：檢修壓板投入時，GOOSE報文應及時降test標志置位。GOOSE檢修跳閘邏輯：測試保護與智能終端檢修態各種組合情況下的動作行為。GOOSE檢修開關位置邏輯：測試保護與智能終端檢修態各種組合情況下保護的開關位置狀態。GOOSE中斷告警：測試斷鏈及配置錯誤告警，查看相應裝置指示燈及后臺監控上報告警信息正確與否。

6 保護整組試驗

首先檢查保護裝置動作行為、斷路器動作行為、裝置指示燈動作信號、廠站自動化系統信號、監控信息等正確無誤。然后將保護裝置帶實際斷路器進行必要的跳、合閘試驗，以檢驗各有關跳、合閘回路、防跳回路及閉鎖回路正確性。其次分別模擬單相A、B、C瞬時和永久故障、斷路器動作情況、后臺及錄波器等信號上傳情況。最后模擬相間和三相故障，斷路器動作情況，后臺、錄波器、子站等信號上傳情況。

7 保護裝置通道聯調試驗

借助于光纖通道實現的縱聯保護的整組試驗。記錄光纖通道是專用通道還是復用通道，并記錄通道的延時時間。

7.1 差動保護調試

首先模擬線路正常運行：兩側斷路器合位，對側加額定電壓，本側模擬線路區內故障（A、B、C相故障），觀察、記錄動作情況。其次模擬本側對線路充電：本側開關合位，對側開關分位，本側模擬線路區內故障（A、B、C相故障），記錄動作情況。模擬線路弱饋保護：兩側斷路器合位，兩側分別進行如下試驗：一側加三相電壓（一般為34～37V左右，即大于線路PT斷線電壓且小于弱饋電壓），另一側模擬線路區內故障（A、B、C相故障）。

7.2 遠跳試驗，必須投入差動保護功能壓板

（1）本側保護接收對應母差保護的GOOSE支路跳閘，對應其他保護開入變為1：對側保護收到遠跳命令，若定值“遠跳受本側控制”控制字為1，對側需加啟動量，遠跳才動作；控制字為0，無需加啟動量直接遠跳動作。

（2）對側保護接收對應母差保護的支路跳閘開入：本側保護收到遠跳命令，若定值“遠跳受本側控制”控制字為1，本側需加啟動量，遠跳才動作；控制字為0，無需加啟動量直接遠跳動作。

7.3 通道聯調注意事項

（1）對于光纖通道，可采用自環方式檢查通道是否完好；光纖尾纖應呈現自然彎曲（彎曲半徑大于5cm）。在新安裝或更換設備后應測試其通道傳輸時間。

（2）測試裝置通道收發功率大小是否滿足要求，接入跳纖，觀察裝置通道中斷能否復歸。

（3）檢查兩側保護裝置的型號、版本，是否符合差動保護要求，且裝置命名正確、規范。

8 保護裝置應用負荷電流及工作電壓進行方向測試

首先測量所有電流、電壓的幅值，檢驗電流、電壓回路接線是否正確、牢靠。電流回路備用繞組應用鉗形電流表檢測回路是否正常。其次檢查電流差動保護接到保護回路中的電流回路的相對極性關系及變比是否正確，測量中性線的不平衡電流是否滿足要求。最后根據測試結果畫出電流電壓的六角圖，結合一次潮流的流向，判斷出電流電壓的相對關系是否正確。

9 結語

本文在總結智能變電站220kV線路保護驗收經驗的基礎上，重點從二次回路檢驗、保護裝置的邏輯調試、整組傳動、通道聯調等方面對智能變電站220kV線路保護裝置驗收要點進行了分析，條理清晰，重點明確，貼合現場實際。并對智能變電站驗收工作提出了建議，有助于提高智能變電站的施工和驗收水平，保障智能變電站的順利投運。應該說，智能變電站的二次設備施工復雜、精細，其驗收過程更是紛繁復雜，隨著智能變電站技術的發展，持續研究二次設備施工和驗收相關內容是每個二次工作人員的應有之義。