10kV保測(cè)一體裝置調(diào)試驗(yàn)收優(yōu)化研究

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局 張 勇 黃相錦 洪有源 王華佑 羅志恒

繼電保護(hù)裝置是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的某個(gè)部件或系統(tǒng)自身發(fā)生故障時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警，或?qū)嗦菲飨逻_(dá)跳閘指令，使其停止故障發(fā)生的一種自動(dòng)化裝置。繼電保護(hù)裝置的調(diào)試驗(yàn)收是繼保班組較為常見(jiàn)的工作之一。在新的變電站投運(yùn)前和更換超期服役的繼電保護(hù)裝置后，都需要進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的調(diào)試驗(yàn)收工作。隨著變電站數(shù)量的不斷增多，每年需要更換的繼電保護(hù)裝置也隨之增加，調(diào)試工作變得越加頻繁。

其中，10kV 線路的繼電保護(hù)裝置更換是停電作業(yè)，停電時(shí)間關(guān)乎配網(wǎng)供電可靠性，提升10kV調(diào)試工作的效率變得尤為重要。然而，目前10kV保測(cè)裝置改造因配網(wǎng)供電可靠性要求不斷提高、設(shè)備停電時(shí)間受限、待技改設(shè)備數(shù)量較大，運(yùn)行年限超12年的保護(hù)綜自設(shè)備仍不斷增加，存在較大運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。目前，10kV 保測(cè)裝置改造需間隔停電后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)配線和調(diào)試驗(yàn)收，調(diào)試項(xiàng)目多且集中在停電期間，耗費(fèi)人工時(shí)間成本較大，需對(duì)傳統(tǒng)的改造方法進(jìn)行優(yōu)化提升。

1 存在問(wèn)題及解決方案

根據(jù)分析，10kV 線路繼電保護(hù)裝置綜自改造調(diào)試更換全過(guò)程受限于現(xiàn)場(chǎng)安裝配線[1-2]。各項(xiàng)二次回路調(diào)試驗(yàn)收過(guò)程滯后于配線階段，而且無(wú)法并軌開(kāi)展調(diào)試和配線工作。因此，把停電期間的部分工作調(diào)整到準(zhǔn)備階段進(jìn)行，是目前有效縮短停電時(shí)間的方法之一。例如，繼電保護(hù)裝置的邏輯、采樣和自動(dòng)化聯(lián)跳的調(diào)試工作在非一次設(shè)備停電期間也可進(jìn)行，但是上述工作需要使用繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)保護(hù)裝置通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行加量調(diào)試。

而繼電保護(hù)裝置廠家為防止裝置在運(yùn)行中，由于模擬量接線的松散造成保護(hù)失效，其模擬量采集板塊通常采用螺絲緊固接線。螺絲鎖緊的結(jié)構(gòu)使得導(dǎo)線的連接過(guò)程過(guò)于煩瑣。現(xiàn)有的繼電保護(hù)調(diào)試裝置輔助工具大多數(shù)僅進(jìn)行功能上的整合，僅針對(duì)110kV 及以上保護(hù)裝置的模擬量接線，無(wú)法適應(yīng)10kV 保測(cè)裝置和開(kāi)入開(kāi)出回路調(diào)試，也未對(duì)10kV保測(cè)裝置調(diào)試流程進(jìn)行優(yōu)化，并沒(méi)有對(duì)調(diào)試過(guò)程中的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化，便捷性不突出。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化調(diào)試驗(yàn)收過(guò)程，加快工作進(jìn)度，需要一種新型輔助連接工具，達(dá)到即插即用的效果，能有針對(duì)性地解決調(diào)試時(shí)接線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題[3]。

2 輔助連接工具

本文針對(duì)南方電網(wǎng)版本的10kV 保測(cè)一體裝置模擬量采集板端子尺寸進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)加工出一種模擬量調(diào)試輔助連接工具，提高工作效率。該輔助連接工具由安裝殼、導(dǎo)線、端子排組成，如圖1所示。驗(yàn)收人員通過(guò)安裝殼導(dǎo)軌中的電連接件來(lái)連接采集板，為確保采樣連接可靠且不相互短路，電連接件中的插針具有彈力，插針長(zhǎng)度一般大于連接件和采集板的距離，通過(guò)擠壓插針來(lái)緊接觸面保證回路無(wú)虛接避免電流開(kāi)路，插針與插針之間保證足夠的安全距離以采樣短路。

圖1 輔助連接工具設(shè)計(jì)圖

另外，為提高電連接件的通用性和靈活性，所設(shè)計(jì)的電連接件具有可調(diào)節(jié)性，通過(guò)調(diào)節(jié)電連接件的垂直位置，來(lái)適配不同廠家裝置的采樣板件位置。為確保輔助工具與裝置連接緊密，設(shè)計(jì)固定銷可擰緊位于安裝殼側(cè)面，可將安裝殼固定在保測(cè)裝置上，電連接件插針的另一側(cè)與端子排通過(guò)導(dǎo)線相連。電連接件的使用簡(jiǎn)化了接線過(guò)程，在多臺(tái)裝置的驗(yàn)收過(guò)程中，僅須在首臺(tái)裝置測(cè)試前將繼保測(cè)試儀的測(cè)試線按順序接在端子排側(cè)，后續(xù)更換保測(cè)裝置時(shí)拆裝安裝殼即可，無(wú)須重新接線。

3 調(diào)試驗(yàn)收優(yōu)化分析

為解決10kV 保測(cè)裝置未進(jìn)行配線接線難以開(kāi)展驗(yàn)收、臨時(shí)接入試驗(yàn)線時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，利用上文調(diào)試工具基礎(chǔ)上可優(yōu)化調(diào)試驗(yàn)收方法，可實(shí)現(xiàn)改進(jìn)調(diào)試驗(yàn)收的工作流程。現(xiàn)有的調(diào)試工作須在間隔一次設(shè)備停電且面板安裝完成后方可開(kāi)始，無(wú)法提前開(kāi)展部分調(diào)試工作。

本文調(diào)試方法優(yōu)化可節(jié)省停電時(shí)間，可提前進(jìn)行調(diào)試，無(wú)須等待間隔一次設(shè)備停電后完成10kV保測(cè)裝置配線。將10kV 保測(cè)裝置連接本文所述調(diào)試工具開(kāi)展調(diào)試驗(yàn)收，調(diào)試工具與裝置連接后，通過(guò)端子排接入測(cè)試線連接外部開(kāi)關(guān)量和模擬量完成單機(jī)功能驗(yàn)收，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)線接入變電站內(nèi)的站控層網(wǎng)絡(luò)（站控層網(wǎng)絡(luò)用于每個(gè)間隔的裝置與后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)進(jìn)行連接），從而與調(diào)試工具結(jié)合實(shí)現(xiàn)三遙驗(yàn)收。

因此，調(diào)試優(yōu)化后可在停電前連接裝置進(jìn)行單機(jī)功能、三遙驗(yàn)收，節(jié)省大量的調(diào)試時(shí)間，至少3h，同時(shí)避免重復(fù)下裝配置的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)流水線調(diào)試驗(yàn)收，改變以往單間隔逐一停電驗(yàn)收的困境。如圖2所示，以往的調(diào)試工作需在間隔停電且面板安裝完成后方可開(kāi)始，無(wú)法提前開(kāi)展部分調(diào)試工作，通過(guò)本文所涉及的輔助連接工具，可在停電前連接裝置進(jìn)行單機(jī)功能、三遙驗(yàn)收，節(jié)省大量的調(diào)試時(shí)間，確保停電期間不再進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)收，停電后僅開(kāi)展一次設(shè)備相連的二次回路驗(yàn)收。

圖2 調(diào)試流程優(yōu)化圖

步驟一：10kV 保測(cè)裝置連接調(diào)試工具。將10kV 保測(cè)裝置背板與調(diào)試工具連接，連接后無(wú)須人工配線就可以對(duì)裝置進(jìn)行外部輸入，測(cè)試儀器可靈活接入模擬量和開(kāi)關(guān)量。

步驟二：10kV 保測(cè)裝置單機(jī)功能驗(yàn)收。測(cè)試儀器將測(cè)試線接入與調(diào)試工具連接的端子排，加入電流電壓等模擬量、外部輸入接收開(kāi)關(guān)量，驗(yàn)證10kV保測(cè)裝置的電源啟動(dòng)、采樣、開(kāi)入、保護(hù)邏輯、測(cè)控邏輯、GPS 對(duì)時(shí)、重合閘、定值整定等功能。

步驟三：后臺(tái)三遙驗(yàn)收。將10kV 保測(cè)裝置經(jīng)以太網(wǎng)接入站控層網(wǎng)絡(luò)（用于裝置、后臺(tái)監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)通訊）與變電站后臺(tái)機(jī)連接，測(cè)試儀器通過(guò)與調(diào)試工具連接的端子排進(jìn)行加入模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行后臺(tái)遙信、遙測(cè)和遙控的功能驗(yàn)收。

步驟四：主站三遙驗(yàn)收。將10kV 保測(cè)裝置經(jīng)以太網(wǎng)接入站控層網(wǎng)絡(luò)（用于裝置、后臺(tái)監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)通訊）與遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)連接，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)經(jīng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)與調(diào)度自動(dòng)化主站連接，測(cè)試儀器通過(guò)與調(diào)試工具連接的端子排進(jìn)行加入模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行主站遙信、遙測(cè)和遙控的功能驗(yàn)收。停電前主站運(yùn)維人員在平臺(tái)系統(tǒng)導(dǎo)入改造后全站的數(shù)據(jù)庫(kù)配置，站端運(yùn)維人員在變電站端遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)完成站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)全站數(shù)據(jù)庫(kù)配置，確認(rèn)通信連接正常后，進(jìn)行遙信、遙測(cè)、遙控等三遙整體驗(yàn)收。

步驟五：間隔停電。根據(jù)停電計(jì)劃，將10kV間隔高壓設(shè)備停電，開(kāi)展改造工作。現(xiàn)場(chǎng)人員執(zhí)行二次措施，隔離帶電回路，為后續(xù)工作開(kāi)展提供安全保障。

步驟六：開(kāi)關(guān)柜面板裝置更換。拆除10kV 開(kāi)關(guān)柜的舊保測(cè)裝置所在面板及其與開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部連接的配線，安裝10kV 開(kāi)關(guān)柜的新保測(cè)裝置面板并完成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部連接的配線。

步驟七：開(kāi)關(guān)柜信號(hào)回路驗(yàn)收。在開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行一次設(shè)備的二次回路調(diào)試，模擬實(shí)際開(kāi)關(guān)柜信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)回路驗(yàn)收，包括開(kāi)關(guān)本體告警信號(hào)、開(kāi)關(guān)小車(chē)本體信號(hào)、回路異常信號(hào)等。

步驟八：開(kāi)關(guān)控制回路驗(yàn)收。在開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制回路調(diào)試，包括開(kāi)關(guān)控制合閘、分閘和防跳功能的驗(yàn)收。試驗(yàn)內(nèi)容包括：遠(yuǎn)方（監(jiān)控后臺(tái)、測(cè)控屏等）、就地手分、手合開(kāi)關(guān)正常。開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài)時(shí)，短接合閘控制回路，模擬開(kāi)關(guān)分閘，此時(shí)開(kāi)關(guān)不應(yīng)出現(xiàn)合閘情況。

步驟九：CT 回路驗(yàn)收。在對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的電流互感器進(jìn)行回路驗(yàn)收，包括極性、絕緣和升流試驗(yàn)。檢查CT 二次組別、相別正確，CT 回路走向圖核對(duì)。采用CT 一次升流試驗(yàn)，在CT 二次接線盒處分別短接繞組的方法（或在CT 二次接線盒處，分別通入二次電流的方法）進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)接入保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等回路的二次繞組連接組別和整個(gè)回路接線的正確性。

步驟十：核對(duì)定值，現(xiàn)場(chǎng)檢查。完成現(xiàn)場(chǎng)工作后，檢查施工現(xiàn)場(chǎng)是否有遺留的工具、材料。驗(yàn)收傳動(dòng)結(jié)束后，應(yīng)清除所有保護(hù)裝置內(nèi)部的事件報(bào)告。結(jié)束工作前，按一下所有微機(jī)保護(hù)裝置面板復(fù)位按鈕，使裝置復(fù)位，以防保護(hù)裝置處于不正常運(yùn)行狀態(tài)下。檢查壓板、切換開(kāi)關(guān)等狀態(tài)與正式定值單要求一致。打印定值與正式定值單核對(duì)正確，檢查裝置參數(shù)、裝置組態(tài)、軟壓板等設(shè)置正確，與實(shí)際相符。

通過(guò)前置優(yōu)化后，調(diào)試工作開(kāi)展不再受限于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜的10kV 保測(cè)裝置配線安裝工作，極大地提升了10kV 保測(cè)裝置調(diào)試驗(yàn)收效率。同時(shí)，因調(diào)試工作前置，在停電前期完成裝置配置和數(shù)據(jù)庫(kù)配置的校驗(yàn)，即使因人為失誤出現(xiàn)配置錯(cuò)誤也能及時(shí)在停電前完成修正，不占用停電時(shí)間進(jìn)行問(wèn)題查找分析以及消缺處理。

4 實(shí)例分析

本文改造優(yōu)化研究成果已在中山地區(qū)變電站開(kāi)展試點(diǎn)應(yīng)用，以110kV 某變電站為例進(jìn)行實(shí)例分析。110kV 某變電站10kV 共3段母線，分別為10kV 1M、10kV 2M 和10kV 3M 母線，共36個(gè)線路間隔、10個(gè)電容間隔、3個(gè)接地變和2個(gè)接地變間隔，間隔數(shù)量多且調(diào)試總時(shí)間較長(zhǎng)。按照以往改造模式，調(diào)試均在完成開(kāi)關(guān)柜配線后再開(kāi)展，導(dǎo)致調(diào)試工作連續(xù)性較差和效率較低。應(yīng)用本文輔助連接工具和調(diào)試方法，停電前期可根據(jù)調(diào)試人員時(shí)間安排完成停電前調(diào)試驗(yàn)收。按照本文改造優(yōu)化研究成果，可停電前期完成以上的單機(jī)調(diào)試和三遙驗(yàn)收，總體工作量為其中單機(jī)調(diào)試0.5h，三遙驗(yàn)收2h，一個(gè)間隔約節(jié)省2.5h。按照優(yōu)化策略進(jìn)行集中調(diào)試驗(yàn)收，調(diào)試驗(yàn)收過(guò)程具有持續(xù)性和連貫性，出現(xiàn)問(wèn)題可當(dāng)場(chǎng)解決，杜絕遺留問(wèn)題。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)出一種適用于南方電網(wǎng)版本10kV 保測(cè)一體裝置的模擬量調(diào)試輔助連接工具，適應(yīng)各個(gè)廠家10kV 保測(cè)裝置背板接線，通過(guò)輔助工具接口連接裝置背板，然后再接入通訊接口就可以完成保測(cè)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)的連接。在確保調(diào)試線與保護(hù)裝置接觸牢固的同時(shí)，減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)基于輔助連接工具提出調(diào)試驗(yàn)收方法優(yōu)化模式，有效提升工作效率，縮短了更換保護(hù)裝置所需的停電時(shí)間，保證配網(wǎng)供電可靠性。