220kV变电站继电保护调试的探讨_戴晓敏.pdf

198管理及其他Management and other220kV变电站继电保护调试的探讨戴晓敏摘要：220kV变电站是电网主要的运转工具。作为远距离传输电能的中转站，220kV变电站可以有效地提高电能利用率，减少在电能传输过程中非必要的电能损耗，避免资源浪费，在一定程度上符合我国可持续发展的经济政策。为了保证220kV变电站能够正常的运行，相关电力部门工作人员可以通过调试继电保护装置，分析所得到的试验报告，找出继电保护装置出现故障的原因，并对设备进行更新和调整。基于此，文章首先分析了220kV变电站继电保护调试的必要性，随后从排查继电保护装置二次回路隐患，采用继电保护测试仪进行单体调试，最后进行整个系统联调这三个方面进行策略分析，以此来供相关人士交流参考。关键词：220kV；变电站；继电保护；调试220kV变电站作为电网的重要组成部分之一，一旦出现运行故障的情况将会严重影响到电网的供电质量和人民的生活质量，甚至是生命财产安全，因此继电保护装置的调试在220kV变电站的工作中是十分重要的。因此，对继电保护装置进行调试的作用也不可轻视。相关电力部门工作人员必须做好继电保护装置及其外部回路的调试工作，才可以确保继电保护装置在电力系统故障时能够迅速切除故障设备，将故障发生后所产生的影响降到最低。1 220kV变电站继电保护调试的必要性在电力系统发生故障或威胁到安全运行的事故时，自动化技术和设备能够快速发现故障并且快速解决事故，也就是电力系统的继电保护装置。继电保护装置的感应系统有自动化实时监测的功能，可以在很短时间内对整个电力系统进行检测，迅速发现电力系统的不正常运行情况，及时发出报警信号，甚至在更紧急的情况下还可以发出相关指令终止故障的进一步扩散，也可以根据反馈的信息及时对发生的故障进行判断，将故障情况、原因等要事告知给运行人员和维修人员。由于继电保护装置能够有效减少电力系统的损失，安装较为便捷，且市面上销售的继电保护产品还配备着良好的售后服务，所以被广泛地应用到220kV变电站的电力维护中。当继电保护装置发现电力系统相关设备和元器件出现故障的时候，可以迅速采取有效的措施，停止受损设备的运行，避免外部因素对变电站供电质量有所影响，减少变电站所有设备性能受损的可能性，可以提醒值班人员及时处理异常情况，防止由于故障产生更进一步的损失。且220kV变电站关系着广大人民的用电安全，一旦某些电力部分发生故障，就会导致不可想象的后果产生，所以继电保护的存在有着其特殊的重要性，保证电力系统运行的连续性。由于新建的电网线路不断更新优化，因此相关的继电保护装置也应该不断优化升级。所以这要求继电保护装置的安装应该更加便捷、快速，也对继电保护的技术层面提出一定要求。目前技术人员将网络系统与继电保护装置相结合，研发一种更信息化、智能化、自动化的继电保护系统，增加继电保护的可靠性，对电力系统以及电力设备的运行稳定性来说也是一种提高。这些智能化的继电保护装置有着良好的应用效果，为220kV变电站日常工作创造有利的条件，还大幅度地降低了220kV变电站的运营成本，为相关企业实现了成本最小化的经济目标。220kV变电站故障以接地故障情况为主，在暂态分量、谐波电流以及过渡电阻等故障因素的同时影响下，电力系统会小幅度的降低电压，这对于继电保护的正确动作有着较大的影响。在继电保护装置内一些保护会误动作，极大可能会通过收集电流电压信息、使继电保护发出超越动作。而一些暂态分量和过渡电阻的出现也会导致超越动作的发生。继电保护装置的制动电流将会逐渐增长，导致差动保护拒绝动作。而通过零序电流，继电装置的后备保护可以将高度电阻的故障排出，使其非常有效地、合理地实现主保护下的零序差动保护。相关工作人员能够合理利用零序差动的延时性，可以有效反映高阻接地故障在超负荷状态下的运行。然而，在发生高阻接地故障之后，即便是一些较小幅度的电压跌落也会产生比较大的零序电流，这对故障的响应具有很高的灵敏度。因此对于220kV变电站继电保护进行全面、综合的调试是十分有必要的。2 智能变电站的运维方法及技术特点2.1智能组件的状态监测功能与顺序控制功能智能组件的状态检测功用，以及排序控制的功用在一般智慧变压器中都能够做到，由于排序控制在智慧高压供电装置中对于组件功用的体现十分有用，所以排序控制的基地办理形式也是一般变压器中所必须使用的控制方式，通过运行监控中的指令、主动验证后，需要改变操作模式的有用控制装置，同时搭配图形的用户界面，可视化的控制能够方便地在一般智慧装置中实施并完成。智能变电站主要是指能够根据检测装置中所检测到的电气设备结构及其参数状况信息，然后再根据科学方法合理的剖析前史运转的记载，并对现在电气设备的运作情况做出有用的评估，智能变电所运行中的所有装置，以及在智慧变电199管理及其他Management and other所中装设的各种功能组成部分等能够智能监测有关的设备，可以及时和精确的对设备运转的情况进行监测。2.2智能告警功能智能报警功能也可以在智能变电站的监测系统中实现，这将非常便于诊断智能设备的所有问题以及解决智能电气设备中的所有问题。根据变电所全体的推理模型和电气设备的逻辑动作进程，可以分析并总结报警信号，实时处理智能变电所内的信号，并告警智能变电所内的异常现象，并供给参阅处理处理计划主张，也可以对变电运行管理人员的决策计划主张加以辅佐。3 220kV的智能变电所以及常规变电站继电保护调试工作方案3.1继电保护装置的调控方法在变压器继电保护测试方面，要结合设备数据进行相关设备的处理与设置。而由于各种电厂所使用的变压器及保护装置均具有各自的特性，因此必须采取差异化管理模式，在调整过程中还必须进行厂内的合理调整，继而对设备进行更新改造。220型kV变压器可以通过与地面沟槽盒进行高低压光纤电子互感器相连，低压侧的较弱电信号也可以通过进行削弱，从而具备较强的抗电磁干扰能力和调压控制能力。拥有完善的处理体系，变电站可以进行统一配电，并完成视频监控系统和远程保护体系。如果做到线上线下的共同运行，可以让电网运行管理的水平大大地提高。实际进行继电保护系统设备调整时，还必须充分考虑变电站的通讯方案与安全保护器出口差异。而智能变电所广泛使用的光纤通信，也必须做好光纤衰耗指标分析，以判断光纤运行状况，并利用降低光纤衰耗负荷解决设备传送时拒动问题。在光缆调试方面，为了确保光缆稳定性，必须采取一备一办法，对光缆设备工作状况加以确认，避免光缆折断或打弯情况，继而有效避免运营间断的发生。根据安全保护器的中断，必须使用保护屏，通过硬压板检测，在设备终端档位上通过出口压板的控制，在保护期内完成压板，从而使设备检修的压力有所降低。针对常规变电站，可实现端口形式的设定，进而完成硬压板保护出口配置。另外，还必须兼顾监控体系差异。由于220kV智能变电所使用三层二网型设备构成的综合监控体系，在运行之前必须完成最终数据库设置，并完成ICU数据库和各虚端子采集，以便于完成单设备调试管理工作。3.2通道调试通道测试前先要确定通道的真正工作状况，并查看所有光纤管道的真正工作状况，以保证光纤完整良好，若纵联通道检测一切正常，则异常指示灯将维持在熄灭状况下，其相应通讯的计算结论也将维持不变。测试前先要清洗处理所有被测试的光纤，并对设备连接情况进行仔细检查，如果连接情况良好，设备方可按照各种规定接线，并注意将各种连接网适当分离。调试通道是指通过对光缆管道工作状况的检查调试，通过观察光缆管道内部设备的发功功率以及通道插件标称值状况，从而确定光缆是否工作正常。在测定光缆收信率时，同样也要测量收信裕度，并在通讯内时钟设有本侧与对侧的统一识别晶片，一旦设备内纵连通道无异常或报警信号，即说明光纤通信系统正常。220kV线路的继电保护装置入量通道检查可通过智能化继电保护校验仪进行检查，查看线路保护状态，并找寻安全保护器的必要开入数据，首先查看校验仪装置状态，在确定无特殊故障情况后，查看光网口照明情况，指明灯光一直闪亮，说明硬件端口数据传输情况正常，此时可进一步查看模型文件设置，在查找线路输出节点后，查看文件是否与模型出口位置存在同一跳闸数据集。特殊装置保护安装的特别需求，必须仔细检查GOOSE的基础技术参数，还必须详细检测数集名称，如果发现异常情况，很有可能出现开入或闭锁显示不正常。4 220kV变电站继电保护调试的策略分析4.1检查继电保护的二次回路隐患因二次回路类型不同，变电站的应用设计也有着不同的要求，导致继电保护装置在二次回路中的元件使用产生不同的风险。从目前我国继电保护行业来看，造成二次回路隐患的基本原因有：接地操作不规范、二次回路维护工作不到位、接线不正确、施工不到位等。在220kV变电站继电保护工作的相关规范中，对二次回路的设计提出了明确的要求，由此可知导致二次回路设计不合理的因素主要是计算错误，导致工程计划方案与现场实际情况之间的差异，从而影响到220kV变电站整体的运行可靠性。除这方面以外，没有合理分配好二次回路中所运用到的元器件也是使变电站可靠性降低的一大原因之一。这需要相关电力工作人员加大检查力度，并且不断地优化二次回路设计的方案，对二次回路中所运用到的元器件进行较优的配置规划，才可以有效地保证电力系统正常运行。二次回路的安装是根据提前设计好的图纸为依据，所以这需要二次回路设计人员认真提升自身专业能力水平，且在调试阶段排除错误的接线。如若无法排除错误，则可能会对变电站供电稳定性造成比较严重的影响，因此检查二次回路是当前变电站继电保护调试的第一要义。除检查接线以外，二次回路的相关设计人员还应该以回路设计图纸作为根据，认真地检查和比对电源回路、控制回路以及信号回路等是否存在错误的接线情况，及时进行整改，切勿忽略一些漏接、错接的现象，并且同时还应该将存在的接触不良、虚接情况全部排除。除了认真检查以外，回路设计人员可以在准备阶段进行长期地、实地地调研和考察工作，对建设的实际情况进行综合考虑，吸取之前的经验，设计出比较科学的二次回路设计方案，将变电站二次回路中可能会出现的隐患和风险降到最低。4.2用继电保护装置测试仪对保护进行单体调试相关调试人员应该将继电装置生产厂家的技术说明书作为检查依据，对保护装置的保护功能、保护逻辑、设计图纸、调度下发的保护定值等功能进行明晰，并进行单体调试。根据规程要求，CT二次每一组绕组都需要进行完整的极性、伏安特性测试。200管理及其他Management and other相关测试人员还可以使用专门的继电保护测试仪，在其对应的输入端输入电流和电压的模拟量，然后再检查继电保护装置的采样误差，对保护装置的保护逻辑和动作反应进行检查，并对逆变电源进行检验，检查继电保护装置的外部外观与内部接线，以及直流电源的寄生回路，同时也要检验继电保护装置的绝缘性、耐压性，最后还要模拟整组传动进行调试。继电保护装置相关检查调试人员还应该结合调试现场的实际调试情况对继电保护测试中的接线情况进行分析，将保护装置的单体调试与整间隔分系统调试相结合，全面开展变电站继电保护调试。为了防止220kV变电站的二次回路出现直流接地故障，需要消除直流电源系统的寄生回路。需要变电站的调试人员将调试过程中发现的一些质量不合格元件尽快更换，从而达到规避继电保护直流接地故障的目的。因此消除直流电源寄生回路的有效途径是找到同一个型号的元器件尽快进行更换处理，同时也是防止直流接电故障的有效处理方法，有效地提高了220kV变电站电网运行的科学性和稳定性，保障了变电站电力系统和设备的正常运行。但是这种直接处理的方式也有着一定的局限性，也就是无法根除比较深层次的故障原因。所以此种处理方式只能作为变电站继电保护装置故障的临时处理方式。GIS系统结构紧凑、占地面积小，并且有着优秀的开断性能，再加上一旦度过缺陷高发期，基本可以长期可靠运行，所以现在220kV变电站大多采用GIS系统。这就要求调试人员在做好涉及电气量的保护以及五防调试外，对于GIS特有的一些非电气量也要彻底检查。如各气室的异常、报警，通过现场特定方式释放六氟化硫气体来检查气室低等信号是否正确。220kV变电站设备容易受到电力系统谐波影响，使得继电保护对线路等失去保护效果。如今，变压器设备的容量的提高和电网输电等级的提高密切相关，由于外部因素影响，变压器设备一侧的电压增大造成电压突变，使变压器剩磁互相叠加，在这种情况下变压器的铁心进入到饱和状态，产生比较强的励磁涌流。而在励磁涌流达到最大值后，电流就会达到原额定电流的6倍 8倍，造成变压器出现问题，从而影响继电保护装置的性能。现如今通过科学技术人员的检测，继电保护装置的可靠性质和速动性质决定了变压器差动保护协调难度较大的特点。如果继电保护的保护逻辑过于保守，差动保护将会在饱和后产生判断，造成系统谐波过大，从而出现运行异常，使得继电保护装置形成动作延迟；如果继电保护装置的保护逻辑过于激进，那么出现误动保护的概率也会相对增加，包括但不限于：断线误动、区外故障误动等误动情况。4.3整站系统联调220kV变电站的全站系统联调工作是指对全变电站的设备、电力等各方面联合一起测试，其中包括但不限于：母差保护系统；备自投系统；线路光差保护系统；主变系统。其中主变系统联调不仅仅是完成设备的差动保护、复合电压过流保护等保护的整组传动试验，后续还有一系列的复杂调试工作。线路保护方面，许多涉及通讯设备的调试项目，也需要由通讯自动化专业人员一起配合整体调试流程，确保电-光-电传输过程准确、可靠。由此可知，变电站全站系统联合调试也是一项对于变电站继电保护调试工作来说比较重要的工作。变电站全站系统联合调试能够有效地对于变电站设备的一些隐藏的故障进行准确排查，并且能够有效地对设备和设备之间的联锁动作状态进行检查。在变电站全站系统联调过程中，应当做好链条作业的准备工作规范链条的方法和内容，明确联调工作人员的工作职责。4.4制定统一的调试测试标准首先，220kV智慧变电所和常规变压器的继电保护调试在本质上可以改善整套系统的工作安全与稳定性，但只是对国内变电所来说还不能实现统一检测标准，也还不能实现更完善的规范与规则，所以还必须建立统一的检测规范，进一步健全相关检测系统，革新变压器的继电保护调试方式，并吸纳国外先进的技术与经验，在进行继电保护系统调试的过程中还必须实现系统性的总结与调整，切实达到与时并进、拓展革新，在实际的技术基础上创造，在技术创新的技术基础上实施，如此才可以有效提升220kV智慧变电所和常规变压器的工作服务质量与管理水平，进而优化220kv智能变电站和常规变电站的工作效率，进而提升整体工作品质与效能。4.5做好图纸的归档及整理图纸的归档及整理工作是电力行业继电保护工作中的一项重要工作内容，做好图纸的验收及整理工作，对提升工作质量及工作效果具有重要作用。光纤是电力行业发展中的重要组成部分，构建一套完整的光纤使用方案，对系统资料进行分析及整合，对提升电力系统工作效果，强化电力系统的管理水平及维护质量具有重要作用，有效的避免安全事故的发生，大大提升了系统的工作效率。为了提升光纤通信效果，需要提前做好光纤系统调试工作，将220KV智能变电站应用到电力系统中，对智能变电站与常规的继电保护调试进行光纤测试，确保了调试工作的严密性，有防止产生过度断裂现象，提升了电力系统的运行效果。5 结语220kV变电站系统调试涉及到的设备众多，调试过程中往往单体调试和整体调试人员安排情况复杂，所以每个项目的调试均需要根据现场人员、设备情况具体分析，在符合各项反措要求以及规程的情况下，编制最合适的调试计划和方案。作为二次从业人员，也希望在不断的工作中学习创新，为我国的电力事业做出自己的一份贡献。（作者单位：国家电投集团协鑫滨海发电有限公司）