220KV变电站改造中的继电保护施工风险和对策

1、220kv变电站改造中的继电保护施工风险和对策 【摘 要】220kv变电站综合改造工程涉及范围广，与线路保护、母差失灵保护、综合自动化控制系统（ncs）、电子五防系统、安稳装置、相量测量系统（pmu）、遥信遥测系统（rtu）等重要设备关系密切，在施工过程中，极易发生继电保护“三误”事故，也可能发生由于联锁回路和控制回路不完整导致的保护误动作或拒动、运行误操作等严重后果。如何做好继电保护工作的风险辨识和工作安全分析，采取相应的安全措施和防范措施，确保改造中的继电保护安全施工就是一个重中之重的难题。本文通过分析编制各种措施及方案的经验和实践中的施工管理经验，对220kv变电站改造中的继电保护安全施

2、工进行了风险分析和提出了相应对策。 【关键词】变电站;继电保护;施工;风险;安全措施 1 概述 某电厂一期220kv变电站为双母线带旁路主接线方式，断路器为少油开关，于1993年投运，近年来在运行和维护中暴露了许多问题，如：油开关设备故障率高;充油设备渗漏情况严重，不满足高压开关无油化要求;部分备品备件已经无法购买;部分刀闸操作只能通过机械解锁来进行，不符合开关的五防要求等。基于此，决定对220kv一期变电站进行gis化改造。本次改造工程涉及范围为一期3台变压器、4回出线，与ii期变电站联络的2个分段开关间隔（见图1，某电厂220kv变电站改造前一次接线图），需要更换所有线路保护，母差失灵保护

3、，增加综合自动化控制系统（ncs）及电子五防系统。经过多方论证，决定采用先建后移的施工方案，并且尽可能减少停机和停电的时间。总体规划是先停湛霞乙线以及2015分段开关，取消旁路母线，拆除施工范围内原有设施，在原来的变电站室内一角建好新的gis变电站，电气一、二次设备安装、试验、系统调试等全部验收合格后，通过分段开关2015由二期向一期220kv gis母线充电，然后恢复湛霞乙线;在保证新建gis供电可靠性后，逐步将3台变压器、4条线路间隔转入新的一期220kv gis站内，最后安装2母至6母的分支母线，投入分段开关2026，转为正常运行方式（见图2，某电厂220kv变电站改造实施过程中一次接线

4、图）。 该改造工程属重大技改项目，系统涉及范围广，施工现场与运行设备相邻，采用边建边移的施工方式，安全情况复杂，施工工期较长，特别是改造过程中涉及到整个变电站设备的控制回路和保护装置，牵涉到母差失灵保护、安稳装置、相量测量系统（pmu）、遥信遥测系统（rtu）、分段开关和母联开关等等重要设备，在施工过程中，极易发生继电保护“误接线、误整定、误碰”的三误事故，也可能发生由于联锁和控制回路不完整而导致的保护误动作或拒动、运行误操作等严重后果。因此，在施工前一定要做好继电保护工作的风险辨识和工作安全分析，提出相应的对策来预防事故的发生，详细编写施工方案、继电保护安全措施票，并且在施工过程中认真监督执

5、行。 图1 某电厂220kv变电站改造前一次接线图 图2 某电厂220kv变电站改造实施过程中一次接线图; 2 施工过程中继电保护方面存在的风险分析 （1）前期拆除220kv旁母及其相关设备、湛霞乙线、2个备用间隔、20151分段刀闸后，闭锁及联锁回路不完整，易导致误操作、误入带电间隔、设备无法操作。 （2）拆除旧设备的控制回路和保护装置时，涉及到母差失灵保护、安稳装置、相量测量系统（pmu）、遥信遥测系统（rtu），拆错回路导致闭锁（联锁）回路不完整、控制回路不完整，容易引起保护误动或者拒动，或者调度信号失真，产生误判。 （3）新的、旧的i期母差失灵保护装置回路分间隔逐步转接，回路复杂，并且

6、相邻回路都在运行，容易发生继电保护“三误”事故（如拆错或接错跳闸回路、电流回路、刀闸接点等）。 （4）拆除旧的i期母差失灵保护与ii期母差失灵保护的连接回路和接入新的i期母差失灵保护与ii期母差失灵保护的连接回路的过程中，涉及到i期与ii期母差失灵保护互相启动的回路，且在改造过程中3套母差保护同时运行，回路复杂，容易发生继电保护“三误”事故。 （5）新设备调试时易发生设备损坏或者保护误动作事故。 （6）施工过程中导致交流母线电压消失或直流电源消失，保护误动作或误报警。 （7）电流互感器二次回路开路。 （8）电压互感器二次回路短路接地。 （9）施工过程中直流接地，导致保护误动作或误报警。 3 针

7、对继电保护风险分析制定相应的控制措施及对策 针对上述分析的各种风险，我们制定了一系列控制措施和对策，力求做到在工程实施前对风险辨识到位，工作安全分析及采取的措施到位，工作过程中认真执行措施到位，监护到位，工作结束后恢复安全措施到位。以下通过部分实例对相应的控制措施及对策进行分析。 3.1拆除220kv旁母及其相关设备、湛霞乙线、2个备用间隔、20151分段刀闸后，闭锁及联锁回路不完整（见图4，部分相关联锁回路图），所以我们在施工的第一步就是采取措施完善联锁及闭锁回路。具体采取以下几项措施。 （1）敷设电缆将拆除后的湛霞乙线刀闸、2个备用间隔刀闸、20151分段刀闸的接点回路跨接，直接从2026

8、2分段刀闸的端子箱引接至湛赤甲线端子箱的相关联锁和闭锁回路，主要是完善母线地刀的闭锁和11米层楼上的i母安全门的闭锁。（母线地刀合闸条件是需要母线上所有刀闸都断开;安全门的打开需要2个条件，即i母线2把接地刀闸合上和本间隔母线隔离刀闸的接地刀闸合上。） （2）将隔离闭锁小母线（gbm）和公共零线（in，iin）由20262分段刀闸的端子箱引接至湛赤甲线端子箱，完善母联开关隔离闭锁回路，使倒母线操作能正常进行。 （3）由于20151刀闸和201510地刀及其控制回路拆除，影响到201550地刀的操作，所以要将201550地刀合闸回路中的20151刀闸常闭接点短接并拆除旧回路。 （4）在新安装的2

9、0588合闸回路中，要注意引入分段开关dl的三相串接的常闭接点、1g地刀的常闭接点、2g地刀的常闭接点、220kv 5母母线地刀2gd1的常闭接点，以确保20588的合闸回路正确。（改造过程中新的gis母线临时命名为220kv 8母和9母，分段开关命名为2058和2069。） （5）在新安装的205880合闸回路中，注意引入ii期侧20585刀闸的常闭接点和本侧的20588刀闸的常闭接点，以确保205880的合闸回路正确。 图4 部分相关联锁回路图 3.2 编制完善的“继电保护安全措施票”，将施工所涉及到设备相关的重要回路逐一标明，特别是启动失灵回路、母差失灵刀闸判别回路、安稳电流回路、出口跳

10、闸回路等。由于是分间隔逐步转接，在母差失灵保护屏上相邻的设备仍在运行，电流回路有电，出口跳闸回路有效，拆除时要再三确认，做好详细标识，用绝缘胶带可靠包扎和固定，防止发生电流回路开路，防止跳闸回路误碰正（或负）电源而导致误动作，也防止施工中直流接地导致保护误动作。 3.3 母差失灵保护在本次施工中，是风险性最高的一个设备 由于施工周期长，施工过程中是先将分段开关2058接入，所以母差失灵保护的运行方式在施工中就很特殊，中间的转接也很复杂和危险。不管是一期母差失灵去启动二期母差失灵，还是二期母差失灵去启动一期母差失灵，最终都是靠启动分段开关失灵来实现的，所以施工过程中，先要将互相启动分段开关201

11、5的回路转接至新的i期母差失灵保护装置，拆除旧的回路（同时保证互相启动分段开关2026的回路完整），等变电站改造完毕，接入分段开关2026时，再将互相启动分段开关2026的回路转接，拆除旧的回路。这个过程中，要注意区分两个不同的回路，不能拆错和接错，不仅要按照继电保护措施票一步一步执行，还要对每一根线进行查对，直至正确方可接入，传动试验时由于不能传动真的开关，但是一定要传动到端子排的接线处。 3.4 针对新设备调试和投运试验时的风险，我们主要采取的也是使用继电保护安全措施票来确保工作的安全。安全措施票列明与试验设备有关的所有可能产生风险的回路与设备，并做好措施;制定调试作业文件包，将试验接线、

12、绝缘检查、加量试验、整组传动等都项目逐一列明，质检点和见证点明确设置，严格执行三级验收制度;继电保护试验申请单上，列明试验需要隔离的设备和采取的措施，试验所要做的内容，试验的步骤，试验需要的配合工作，试验的目的等。 3.5 电流互感器和电压互感器回路工作 （1）防止电流互感器二次回路开路。在施工过程中，涉及到很多拆除电流回路、通流试验、带负荷试验等与电流互感器二次回路相关的工作。拆除电流回路时，必须先查清回路，再通过用钳表测量本回路电流、上下相邻设备电流来确认施工回路的正确性，再将上下相邻设备的回路用绝缘胶带封闭贴好，然后短接本回路，确认短接可靠后再断开电流端子连片，与另一端电缆对线确认。通流

13、试验和带负荷试验时，首先要逐个检查回路接线完整，电流端子连片连好，接线紧固，然后才可以做试验。试验中，使用钳表或者伏安特性表时，要注意钳表的方向，注意力度，不能用力拉扯电流线。 （2）防止电压互感器二次回路短路和接地。在拆除和新安装设备的过程中，涉及到很多的电压回路，在转接小母线或接入电压回路的过程中，还必须带电操作。我们采取的措施是铺设绝缘胶皮，戴绝缘手套，拆1根线就绝缘包扎1根;使用的工具裸露部分绝缘包扎，防止误碰短路;无关的回路用绝缘胶带粘贴封闭，防止拆错线。 （2）对于新安装的上述回路要逐个检查是否符合广东省电力系统继电保护反事故措施2007版相关规范要求，如电流互感器安装位置正确性、

14、电流互感器二次绕组配置合理性、继电保护装置交流电流回路接线方式，电压互感器二次回路的n600一点接地及各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。 3.6 直流电源检查和整改。原来的直流电源在各个保护屏、控制屏间纵横交错，通过小母线、联络开关、端子排等并接，很复杂。我们采取的措施是结合新的继电保护反措要求，重新设计，将各保护装置电源、控制电源独立、双跳闸回路电源独立，直接从直流馈线柜引接至保护装置处或控制开关处。 4 施工中继电保护安全措施的实施效果 在整个施工改造过程中，我们严格按照风险辨识，工作安全分析，制定施工方案和调试方案，制定专门的继电保护安全措施票，填写继电保护试验申请

15、单，加强现场施工监护和指导等步骤进行，整个施工均有序开展，没有出现过任何影响设备安全运行的继电保护事件和继电保护“三误”事故，总体安全情况良好。 5 结束语 整个变电站改造从施工准备到所有间隔全部安装、调试、转接、投运试验完成，历时约一年多。在整个改造过程中，我们设置了专门的工程管理机构，工程管理目标有针对性，就本工程的难点土建改建，工程重点设备安装，风险较高和难点并存的电气二次拆除、接线调试、整组试验等方面，均编制专项方案并监督落实，从而夯实了安全、质量和进度保障基础。尤其在继电保护安全措施和安全施工方面，处处做在前面，防患于未然，通过开展风险评估和辨识，然后展开工作安全分析，制定控制措施和对策，使用继电保护安全措施票和继电保护试验申请单等，并且在工作中加强现场施工监护和指导，督促各项措施的落实，整个改造工程最终圆满完成，没有出现过任何影响设备安全运行的继电保护事件。 参考文献：