火力發電廠繼電保護及安全自動裝置、二次回路檢修規程的探討

河北西柏坡發電有限責任公司 史新龍 馮景來

1 火電廠繼電保護設備現狀

作為河北南網建廠早的電廠，西柏坡電廠所采用的電氣二次設備具有典型性和代表性。主要的二次系統設備均采用國內或國外主流廠家的成熟設備，部分設備型號偏老舊。但是主要的二次設備均實現了微機化，運行可靠。

發變組保護裝置，4臺330MW機組均采用國電南自DGT-801系列、2臺600MW機組采用南瑞繼保PCS-985B+許繼電氣WFB-801A系列組成，發變組故障錄波器均采用浪拜迪MGR-8000型，勵磁調節器有三套南瑞繼保的PCS9410、兩套ABB UN5000、一套北京吉斯GEC300。6kV廠用設備保護主要采用金智科技WDZ-5200、WDZ-400、WDZ400EX系列綜合保護裝置和國電南自PS690系列，快切裝置主要采用金智科技的MFC2000-6、MCF2000-3A、MFC2000-2系列。

400V低壓廠用設備保護裝置主要采用繼電器實現，主要繼電器有許繼電氣的電磁行繼電器、深圳錦祥的靜態繼電器等。升壓站斷路器保護和操作箱主要采用南瑞繼保的PCS-921和RCS-921系列，CZX-22R/G系列；母差保護主要采用南瑞繼保PCS915、南自WMZ41B、許繼WMH801；線路保護型號較多，包含南瑞繼保、南瑞科技、許繼電氣、四方繼保、國電南自五個廠家，均為微機型光纖縱差保護。

2 火電廠繼電保護設備檢修現狀

目前繼電保護設備檢修方面主要的參考規程是DL/T-995、DL/T-587、DL/T-478、GB/T-14285、GBT50976和西柏坡電廠廠內檢修規程等。此類規程近幾年均有更新，對繼電保護及二次回路的檢修維護的指導意見有了新的變化，包括從檢修周期和檢修項目的設定方面。目前火電機組檢修周期已經取消了B級中修，基本采用的是一年一小修，六年一大修或者個別廠已經探索施行狀態檢修。檢修周期的改變對二次系統檢修的影響非常顯著。

設備生產技術的革新推動了保護裝置性能提升和壽命延長，以前保護裝置10年就需要淘汰，現在相同類型的保護裝置使用10年還處于良好狀態。西柏坡電廠500kV升壓站內斷路器保護和操作箱采用的是南瑞繼保的RCS921和CZX-22R系列，到目前為止已經投運13年，據實統計，自2008年2月至2019年11月，因為裝置故障導致的缺陷數量為0。220kV升壓站2007年之后更換的線路保護裝置和2011年之后更換的斷路器保護，從2008年到2018年因為設備原因造成的缺陷僅5次。目前的檢修規程仍然按照傳統的周期和項目進行大小修。目前電廠的電氣二次實現狀態檢修不太現實，但是根據設備的情況制定差異化的檢修策略還是有必要的。

3 火電廠繼電保護設備檢修周期的探討

目前西柏坡電廠繼電保護檢修規程里面檢修周期大部分按照原傳統習慣描述，仍采用A級、B級、C級檢修區分或描述成每年一次。

在國標DL/T-995的最新版本里面檢驗周期的描述已經發生了變化，強制性要求基本已經取消。對于新投運的裝置，已經由“投運一年內必須進行全部檢驗”改為“投運一年內應進行全部檢驗”。相信主要原因還是設備水平的提高和設計規范化，提高了設備可靠性。目前西柏坡電廠僅執行了該條款的第一句話“新安裝裝置投運后一年內應須進行第一次全部檢驗”。實際上如一次系統不檢修，專門為保護全檢驗進行系統解列不太現實，所以我廠規程專門針對此類情況增加描述，“如新投運時保護帶斷路器進行完整細致的整組傳動，因一次系統為停運，可適當延后首檢時間，盡量結合一次設備停電進行”。

全部檢驗的周期，DL/T995規程里面對微機型保護和非微機型保護進行了區分，微機型的保護按照6年一次全檢的周期進行，該要求與電廠機組大修周期一致，目前無需過多探討。非微機型的裝置規程里面規定了全檢周期是4年，這與電廠機組大修周期不一致，會遇到小修干大修的工作。針對性的措施可以有：認真分析此類設備的缺陷發生規律，將一部分運行環境好、設備質量較好的全檢周期可以跟隨機組大修進行，同時增加對此類設備的日常巡檢次數；將一部分缺陷較多、設備較差的全檢周期縮短到3年，并列入優先更換的范圍。

部分檢驗的周期，在DL/995規程里面一樣區分了微機型和非微機型，分別為2～4年和1年。我廠目前采用的方式是不區分類型，均定為原則上隨機組或一次設備停電進行，但周期不應超4年。但實際執行中，機組每年一次小修，繼電保護和自動裝置也基本是每年一次部分檢驗，兼顧了微機型和非微機型。對于非微機型的繼電器類，在規程中專門增加條款，每3年對繼電器接點進行擦拭測量，這樣周期正好與大修的6年可以吻合。合理的策劃和安排檢修，可使檢修人員將主要精力用于檢查維護那些缺陷較多、環境較惡劣的設備。在這方面，檢修規程編制人應將外部規程與內部情況相結合，不應當固定的套用。

電廠升壓站設備檢修周期的安排，在一定程度上DL/T995規程從內容描述和檢驗要求上都是自電網的角度出發，對電廠的保護和自動設備較為弱化。但是國家電網根據自己的情況出臺了自己的規程，甚至已經開始狀態檢修，Q/GDW 1806-2013《繼電保護狀態檢修導則》和Q/GDW11284-2014《繼電保護狀態檢修檢驗規程》組成了國家電網繼電保護狀態檢修的主要指導性文件。河北南網的《河北南部電網繼電保護運行規程》里面對檢修周期的描述“對于未施行狀態檢修的設備，按照DL/T995施行定期檢驗”。從近幾年的運行和檢驗情況來看，電網對定期檢驗的周期把握并不是照搬DL/T995規程，而是根據每條線路保護裝置運行情況和缺陷發生情況進行安排。西柏坡電廠根據升壓站設備停電情況，基本的原則停電必小檢，大檢不超期的原則，緊密結合一次系統停電進行。

在檢修周期里面廠內檢修規程中較為缺失的是臨時性消缺需要更換設備或者有設備異動的情況該如何檢驗。在檢修規程的完善中應增加臨時檢修消缺檢驗工作的描述，為檢修工在機組運行中更換設備提供技術指導和工作約束。例如機組運行中一臺循環水泵保護裝置故障需要更換時，更換前、更換中、更換后各應該進行的項目和安全措施應該寫入檢修規程。而且應針對每一類設備分別描述，不應該統一籠統的一筆帶過。在DL/T995規程里面也規定了檢修類型包含運行中的補充檢驗，所以此類要求并不是無憑無據的。

隨著火電機組檢修周期的調整和設備制造工藝的提高，繼電保護設備可靠性也日益提高，作為設備直接的管理者，適當的制定檢修計劃是合理配置人力物力的有效方法。

4 火電廠繼電保護設備檢修項目的探討

檢修兩大要素就是檢修周期和檢修項目。設備的革新和火電機組取消B級檢修的重大變化還影響著檢修的項目內容。盲目照搬國家DL/T995規程，可能會使得人力物力得不到合理使用。

新設備的驗收工作，該部分工作目前在廠內的檢修規程里面是不包含的。但是依據什么標準去驗收才能避免漏項和標準要求不清的情況呢？繼電保護設備和二次回路的驗收，主要依據的國家和行業的標準有《GBT50976繼電保護及二次回路安裝及驗收規范》、《GBT50062電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》、《GBT14285繼電保護和安全自動裝置技術規程》、《GB50171電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路》、《DLT5136火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》、能源局的《防止電力生產事故的二十五項重點要求》等，其中最為重要的非《GBT50976繼電保護及二次回路安裝及驗收規范》莫屬。對于一個現場控制柜的驗收，一個接線端子或者一個導線的標準可能會在眾多的規程中均會出現，部分規程之間要求會有差異。如何從眾多的規程中找出最嚴格的要求和最基本的要求，并且要立足于本廠找出最合適的標準，那就需要對這些規程進行熟悉掌握，理解其中條款規定的出發點是什么，否則就只能照本宣科的去拿著規程硬套。規程條款的設立往往是以新建設備為準，對于建成時間早、設備代差較大的電廠，部分條款執行起來會遇到矛盾。在廠內檢修規程的修編中，新設備的驗收部分不僅要寫進去，而且要相當嚴瑾的要求對于規程沒有明確的部分必須以設備安全運行為原則進行描述。

全部檢驗和部分檢驗工作的檢驗項目在DLT995規程內有明確的描述。它區分了繼電器的檢驗項目和繼電保護裝置的檢驗項目。目前我廠每個機組仍然含有大量的繼電器，包含電磁型和靜態繼電器。目前我廠內規程中明確了繼電器的試驗標準，如動作電壓、返回時間等，規程內明確了所要檢驗的項目。目前我廠規程內缺少了對靜態繼電器電源的檢驗，每次的檢驗均是在額定工作電壓下進行。規程修編應當注重對新型繼電器的描述和區分。

繼電保護裝置的檢驗又分為微機型和電磁型、晶體管集成電路型。我廠已完全淘汰了晶體管集成電路型的保護裝置，所以規程內也就沒有涉及該部分。電磁型的保護，我廠還是存在一少部分，規程內只需按國標進行完善補齊即可。這里想多說的是微機型的保護裝置的檢驗項目。下面逐條分析國標里規定的各類檢驗項目設置并與我廠目前檢修情況進行比較。

表1 國標中的常規變電站保護裝置檢驗項目

第1條，檢修前準備工作，參考的是5.2.2條款，條款內較為標準化的的是5.2.2.1-6明確了檢驗前應該準備和熟悉的內容。目前我廠檢修已經完全使用檢修文件包和工序卡，檢修規程與文件包相互關聯，文件包實用中的不足是規程修編動力來源。

第2條，互感器的檢驗，嚴格按照規程要求的檢驗內容進行，在這里需要提醒的是，涉網設備的一些試驗可能需要有資質的試驗單位進行，如互感器誤差試驗。廠內設備的互感器因可靠性與涉網設備相比差一些，廠內380V及6kV用互感器在目前的規程內仍然按照6年一次檢驗進行。從20175號、6號機組大修中CT檢驗的結果來看，一共發現了兩只校驗不合格的互感器，機率還是比較大的。所以該部分互感器按照DL/T995的規程來進行檢驗是不適合我廠的，按照6年一次檢驗的周期進行還是很有必要的。

第3～4條，二次回路檢驗，較為常規的項目，沒有什么討論余地，無死角的對二次回路檢查是繼電保護檢修最基本的要求。

第5～13條，主要是裝置的內部、外部和功能檢查，這部分也是所有檢驗必做的項目。需要補充一點的是，因繼電保護設備基本全是直流設備，易吸附灰塵，所以我廠在部分檢驗項目里面專門增加了裝置內部板件的檢查和清灰。

第14～16條，主要描述了裝置保護邏輯和保護通道、定值準確度、操作箱的檢驗。這個995規程里面，操作箱只在新安裝時進行檢驗，實際上是不太完善的。操作箱里面繼電器眾多，長期帶電，我廠目前仍然按照6年一次大修的周期對操作箱進行檢驗。在實際檢驗中也確實發現一些繼電器接點接觸不好，需要處理。

第17～18條，保護裝置的整組試驗是對設備和檢修工作的最后一個冷態驗收，而且規程里面明確了各類檢修均需進行該項目。目前廠內規程里面針對各類設備的整組試驗均有描述。目前我廠檢修采用檢修文件包的形式，文件包內對整組傳動的步驟和要求也有描述。但廠內規程里面沒有區分是新投運設備和全檢設備，在規程修訂時應該加以區分。隨著電網自動化系統重要性的提高，保護事故信號和開關位置信號的正確傳輸越來越重要。在目前我廠規程里面，對該部分的描述還是較為粗略的，僅是將DL/T995規程里的文字抄錄進去，保護人員實際檢修中也偶爾會出現忽略該部分的情況。在規程里面，應明確該部分的標準應如何進行、標準是什么?，F在各電廠因為遠動信號傳輸問題造成的電量考核比保護裝置不正確動作被考核的機率要大的多。

第19條，裝置投運在規程內，明確了投運前應該進行的工作，包括裝置、回路。對一些新更換的設備的投運要求是硬性的。我廠內規程目前對此部分描述是缺失的，在2019年的規程修編中已經明確了各類設備的新投運和修后的熱態檢查，做到了檢修工作的閉環。

5 結語

電廠設備的類型較為繁雜，導致二次設備種類多，如果做好各類設備的檢修維護，單純的套用行規和國標規程很難達到良好的效果。作為設備管理者，應該做到因地制宜而不失基本原則，才能是人力物力達到合理的利用，為企業提高效率、節約成本。