小型水電站綜合自動化改造后微機繼電保護及二次回路的驗收方法

麥凱 符冰

摘 要:文章結合筆者多年水電站工作經驗探討分析了小型水電站綜合自動化改造后微機繼電保護及二次回路的驗收方法,可供同行交流。

關鍵詞：小型水電站；綜合自動化改造；繼電保護裝置；二次回路；驗收

前言

小型水電站的繼電保護裝置的正確動作是保證水電站安全運行的前提，對繼電保護裝置進行正確的驗收檢驗，是保證繼電保護裝置安全運行和可靠動作的極為重要的一環。如何有效地進行繼電保護投運前的驗收，本文將從驗收前的準備工作、一般性檢驗、加電試驗驗收和驗收過程中的注意事項等四個方面進行介紹，供同行們參考與借鑒。

1、 驗收前的準備工作

（1）成立驗收組織

生產管理職能部門成立驗收領導組、驗收工作組，設計、施工、監理、生產廠家等相關單位人員成立驗收配合組。

（2） 驗收的技術要求

設計、安裝和調試的相關部門提供的技術資料齊全。如：發電機、變壓器等一次設備的技術參數和實測參數，發電機、變壓器的試驗報告；電壓、電流互感器的變比、極性、直流電阻和伏安特性等實測數據；等等。

驗收工作組組織驗收人員編寫符合實際的驗收大綱。驗收大綱一般應明確驗收的范圍、驗收的時間、驗收的組織機構成員、驗收的依據、驗收的內容和驗收的標準。驗收工作以《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》、《繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法》和《繼電保護和安全自動裝置技術規程》、各制造廠提供的保護裝置技術/使用說明書及調試大綱、設計圖紙和設備合同等為標準。

（3） 驗收常用工器具的準備

驗收常用的工器具包括：兆歐表、微機保護測試儀、高頻振蕩器、選頻表、光功率計、升流器、調壓器、萬用表、卡表、指針毫安表、電流互感器特性測試儀等。

（4） 驗收的主要項目

驗收的主要項目包括：電氣設備及線路有關實測參數正確；全部保護裝置竣工圖紙符合實際、裝置定值符合整定通知單要求、檢驗項目及結果符合檢驗條例和有關規程的規定、核對電流互感器變比及伏安特性、檢查保護屏設備、檢查二次電纜、用一次負荷電流和工作電壓進行驗收試驗、保護整組試驗等。

（5） 投運前的準備

拆除驗收檢驗時使用的試驗設備、儀表及一切連接線，清掃現場，所有被拆動的或臨時接入的連接線應全部恢復正常，復歸裝置所有信號。要求檢驗人員應在規定期間內提出書面檢驗報告，驗收保護負責人應對檢驗報告進行詳細審核，如發現不妥且足以危及保護安全運行時，應根據具體情況采取必要的措施。

2、 一般性檢驗

（1）技術資料的驗收

技術資料的驗收主要包括：設備清單及設備開箱記錄；全套工程施工圖紙資料；調試報告及安裝記錄是否齊全、正確；核查提供的技術資料、專用工具及備品備件是否齊全；電壓、電流互感器等與保護相關設備資料。

（2）保護屏的驗收

對裝置內部和機械部分進行驗收：檢查裝置的配置、型號、額定參數是否與要求相符合；要求裝置內、外部應清潔無積塵；要求裝置小開關、撥輪及按鈕、連接片等操作靈活、手感好；拔出所有插件，檢查裝置是否有明顯的損傷；檢查裝置內部的焊觸點、插件接觸的牢靠性；對照圖紙檢查打印機電源及通信電纜接線是否正確。對保護裝置整定區與軟件版本進行驗收：檢查各保護的程序版本號及校驗碼并做好記錄；核對保護裝置整定值與整定值通知單應一致；存放定值區應滿足運行部門要求；核對TA 變比與整定通知單應一致。根據整定要求，對硬件跳線進行設置和檢查。保護屏上的所有設備應采用雙重編號，內容標示明確規范，并應與圖紙標示內容相符，滿足運行部門要求。

（3）二次設備安裝的驗收

二次設備安裝驗收包括二次線安裝工藝驗收、電纜敷設驗收、二次接地驗收和二次絕緣驗收等四項內容。二次線安裝工藝要滿足《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規范》的要求，做到美觀、整齊、易于運行維護及檢修。電纜敷設要求電纜溝內動力電纜在上層，接地銅排在上層的外側；地下淺層電纜必須加護管，并作防腐防水處理；電纜屏蔽層應兩端可靠接地；檢查電纜封堵是否嚴密、可靠；交流回路與直流回路不能共用一根電纜等。

二次接地方面要求所有二次電纜都應采用阻燃鎧裝屏蔽電纜，屏蔽層在升壓站與控制室同時接地；保護屏屏體、前后柜門應可靠接地；保護屏柜下面的接地銅網要有一個牢固、可靠的接地點，接地網所用銅導線截面不小于100mm2；電流互感器及電壓互感器的二次回路必須分別有且只能有一個接地點。二次絕緣驗收是指根據規程規定，用1000V的兆歐表搖電流回路對地、控制信號及保護回路對地絕緣電阻，絕緣電阻值要求不低于10MΩ。

（4）繼電保護回路的驗收

繼電保護回路驗收項目有:從電流、電壓互感器二次側端子開始到有關保護裝置的二次回路；從直流分電屏出線端子排到有關保護裝置的二次回路；從保護裝置到控制、信號屏間的直流回路；保護裝置出口端子排到斷路器端子箱的跳、合閘回路；非電氣量保護的相關二次回路。驗收保護回路的重點檢查二次接線的正確性，二次回路應符合設計和運行要求。在驗收工作中，應加強對保護本身不易檢測到的二次回路的檢驗、檢查，以提高繼電保護及相關二次回路的整體可靠性、安全性。

3、 加電試驗的驗收

加電試驗前的準備工作：將保護裝置的VFC、CPU、MONI、SIG插件拔出機箱,其余插件全部插入；將打印機與微機保護裝置斷開；逆變電源開關置“ON”位置；保護屏上各連接片置“投入”位置，重合閘方式切換開關置“停用”位置；斷開直流電源、交流電壓回路等； 在保護屏端子排排內側分別短接交流電壓回路端子、交流電流回路端子、直流電源回路端子、跳閘和合閘回路端子、開關量輸入回路端子等。

3.1 二次回路絕緣阻值的檢查

采用1000V兆歐表分別測量各組回路間及各組回路對地的絕緣電阻；檢查跳、合閘回路間及對地絕緣電阻；檢查跳、合閘回路對所有正電源之間的絕緣；對使用觸點輸出的信號回路，用1000V兆歐表測量每芯對地及對其他各芯間的絕緣電阻；整個二次回路的絕緣電阻檢測；交流耐壓試驗。

3.2 保護裝置加電試驗的檢查

（1）上電檢查

打開裝置電源，裝置應能正常工作；檢查并記錄裝置的硬件和軟件版本號，校驗碼等信息；校對時鐘。

（2） 逆變電源檢查

對于微機型裝置，要求插入全部插件；測量逆變電源的各級輸出電壓值；做直流電源緩慢上升時的自啟動性能檢驗。

（3）開關量輸入回路檢驗

對所有引入端子排的開關量輸入回路依次加入激勵量，觀察裝置的行為；按照裝置技術說明書所規定的試驗方法，分別接通、斷開連接片及轉動把手，觀察裝置的行為。

（4） 輸出觸點及輸出信號檢查

在裝置屏柜端子排處，按照裝置技術說明書規定的試驗方法，依次觀察裝置所有觸點及輸出信號的通斷狀態。

（5） 模數變換系統檢驗

檢驗零點漂移，要求裝置不輸入交流電壓、電流量，觀察裝置在一段時間內的零漂值；各電流、電壓輸入的幅值和相位精度檢驗。

（6） 整定值的整定及檢驗

整定值的整定檢驗是指將裝置各有關元件的動作值及動作時間按照定值通知單進行整定后的檢驗。該項試驗是在屏柜上各元件檢驗完畢后才可進行。要求按照定值通知單上的整定項目，依據裝置技術說明書或制造廠推薦的試驗方法,對保護的每一功能元件進行逐一檢驗。

（7） 操作箱檢驗

操作箱重點檢驗下列元件及回路的正確性：防止斷路器跳躍回路和三相不一致回路；交流電壓的切換回路；合閘回路、跳閘1回路及跳閘2回路的接線正確性,并保證各回路之間不存在寄生回路。

（8） 整組試驗

裝置在做完每一套單獨保護（元件）的整定檢驗后,需要將同一被保護設備的所有保護裝置連在一起進行整組的檢查試驗，以校研各裝置在故障及重合閘過程中的動作情況和保護回路設計正確性及其調試質量。若同一被保護設備的各套保護裝置皆接于同一電流互感器二次回路，則按回路的實際接線，自電流互感器引進的第一套保護屏柜的端子排上接入試驗電流、電壓，以檢驗各套保護相互間的動作關系是否正確；如果同一被保護設備的各套保護裝置分別接于不同的電流回路時，則應臨時將各套保護的電流回路串聯后進行整組試驗。

驗收檢驗時，需要先進行每一套保護帶模擬斷路器的整組試驗。每一套保護傳動完成后，還需模擬各種故障，用所有保護帶實際斷路器進行整組試驗。

（9）與水電站綜合自動化系統、繼電保護及故障信息管理系統的配合檢驗

對于水電站綜合自動化系統而言，重點檢驗各種繼電保護的動作信息和告警信息的回路正確性及名稱的正確性；對于繼電保護及故障信息管理系統來說，各種繼電保護的動作信息、告警信息、保護狀態信息、錄波信息及定值信息的傳輸正確性是檢驗重點。

（10） 裝置投運的驗收

裝置投運前，必須用一次電流與工作電壓檢驗以下項目：測量電壓、電流的幅值及相位關系；對使用電壓互感器三次電壓或零序電流互感器電流的裝置，檢驗裝置接線的正確性；測量電流差動保護各組電流互感器的相位及差動回路中的差點流，以判明差動回路接線的正確性及電流變比補償回路的正確性；檢查相序濾過器不平衡輸出的數值等。

對變壓器差動保護，需要用在全電壓下投入變壓器的方法檢驗保護能否躲過勵磁涌流的影響；對于發電機差動保護，應在發電機投入前進行的短路試驗過程，測量差動回路的差電流，以判明電流回路極性的正確性。

3.3 二次回路通電試驗的檢查

二次回路在通電試驗前，應首先保證各個電氣元件的性能合格、可靠后，方可進行整組試驗，以檢查其回路連接是否正確、元件動作是否符合要求。

二次回路通電試驗的檢查包括直流電源系統檢查；用外部回路檢查信號回路系統；控制回路的檢查與通電試驗；電流互感器升流檢查；電壓互感器升壓檢查。

4、 驗收過程中的注意事項

（1）斷開裝置直流電源并采取防靜電措施后才允許插、拔插件；

（2）保護裝置異常，一般情況下現場不做元器件更換與調整，當查出問題后應進行整插件（或整裝置）更換；

（3）當證實確需要更換芯片時，要用專用起拔器。更換時，芯片插入的方向應正確，保證接觸可靠，并經第二人檢查無誤后，方可通電；

（4）因驗收需要臨時短接或斷開的端子，應逐個記錄，并在試驗結束后及時恢復；

（5）在驗收過程中發現端子接線錯誤或接線與圖紙不符，修改實際接線或者圖紙后注意一定要在圖紙上標明，并履行審批手續；

（6）試驗過程中，應注意不要將插件插錯位置；

（7）存放程序的EPROM 芯片的窗口要用防紫外線的不干膠封死；

（8）打印機及每塊插件應保持清潔，注意防塵。