科技前沿 Ｋｅ ＪＩＱＩａｎＹａＮ 建筑与发展 Ｊｌａｎ ＺｈＵＹＵ Ｆａ Ｚｈａｎ ・２５５・ 浅析变电站继电保护的调试 朱 陈 云南省火电建设公司 云南 昆明 ６５００３２ 【摘要】变电站继电保护综合调试的重要任务是检查和排除变电站二次回路设计及安装过程中存在问题和不足，所涉及的设备多，项目繁，任 务重，技术性强。本文对变电站调试工作各个环节进行探讨、分析，并提出一些意见，为相关工作人员提供参考。 【关键词】变电站继电保护检查调试 １变电站继电保护调试前期准备工作 １．１组建项目调试小组 新建变电站综合调试内容多，工作量大，包括完成全站保护、测 控、站用电、直流电、二次控制和测量回路等内容。因此，新站 的调试组一般需有６～７人组成，其中组长１人，负责施工安全、全 面工作安排、协调和指导，同时负责外部信号回路及后台机的调试； 继电保护装置和测控装置调试３—４人，具体负责装置的调试和试验： 二次回路检查、对线以及外部装置性能和动作试验２人。 １．２准备调试用的仪器设备和工具 （１）微机继电保护测试仪； （２）互感器综合测试仪； （３）多功能交流采样测试仪； （４）数字万用表、绝缘电阻表（１ ０００Ｖ）、数字钳形电流表、相序 表、双钳数字相位表； （５）手提电脑、对讲机、打印机、铰钳、剥线钳、电烙铁、板 手、螺丝批、电工胶布等。 １．３办理作业许可证件，学习相关制度 （１）办理人员及设备进场作业的相关许可证件； Ｃ２）根据项目调试内容和范围，结合电力调试，规范要求，制定 相应的安全施工管理制度； （３）组织人员学习电力系统相关作业制度。 １．４熟悉和核对全站二次回路设计图纸制定工作计划 进场调试作业前，安排２～３天时间集中调试小组阅读和核对全站 二次回路图纸，包括装置的原理接线图（设计单位及厂家的图纸）及与 之对应的二次回路安装接线图，电缆敷设图，电缆编号图，断路器 和隔离开关操作回路图，电流电压互感器端子箱图等全部图纸，以及 成套保护、自动装置的技术说明书和开关操作机构说明书，电流、电 压互感器的试验报告等，全面了解和掌握全站的设计思路，主要设备 的布置及其性能和参数，弄清各回路的作用、原理和连接方式。根 据厂家相关技术资料和二次回路设计要求，编制各装置和设备的调试 报告范本 同时，结合工程进度要求，由调试小组讨论制定具体调 试工作计划。 ２继电保护调试的内容和经验 ２．１继电保护调试的主要内容和方法 变电站继电保护综合调试实质上是要对整个变电站二次回路进行全 面检查和调试，包括二次保护、控制、信号、计量等回路设计和安 装正确性检查，互感器极性判别和特性检验，保护控制逻辑核对和保 护装置动作校验，测控装置采样和动作试验以及其它回路等。 ２．１．１二次回路的安装接线检查 二次回路的安装主要是根据端子图进行。由于安装人员不一定很 熟悉二次回路，大多按图施工，所以二次回路的安装接线难免有误。 因此，二次回路的接线检查核对是现场调试工作的第一步，对于电源 回路、交流电流电压回路、控制回路等重要回路一定要进行认真对 线，把错误的接线、接触不良的接线、虚接线排除掉。 ２．１．２各线路、主变及电容器继电保护装置和各测控装置的调 试 不同厂家设备的控制和保护逻辑有所不同，装置操作及相关参数 设置也不一样。因此，保护和测控装置调试的具体内容和方法与设备 有关，但调试的基本内容和方法是一致的。 保护装置调试主要是根据厂家提供的装置技术说明书所提供的保护 功能、保护逻辑、参数设置方法以及设计图纸，用继电保护测试仪 在端子处加相关的电流电压量和开关量以检验保护装置采样是否精确， 动作是否准确。 变压器保护的试验项目，应包括下列内容：１、装置外观及接线 检查（满足最新反措要求） ２、二次回路检查２．１、二次回路正确性检查２．２、二次回路绝 缘试验 ３、装置逆变电源的检验３．１、逆变电源自启动性能检查３．２、正 常工作状态下各电压检查 ４、装置通电初步检查４．１、软件版本号和程序校验码检查４．２、 时钟校对（与本站Ｇ Ｐ Ｓ时间校对） ５、装置模数变换系统检验５．１、零漂检查５．２、模拟量输入的 幅值和相位精度检验 ６、装置开入回路检查 ７、装置定值检查 ８、整组试验８．１、变压器主保护功能逻辑及定值检验８．１．１、差 动电流速断、差流越限、比率制动等各定值检查８．１．２、谐波制动功 能及定值检查８．２、变压器后备保护功能逻辑及定值检验８．２．１、复 压元件闭锁过流、零序保护等检验８．２．２、阻抗保护检验８．２．３、失 灵回路每个环节的正确性检查８．２．４、相应电压等级备自投由相应电压 等级侧后备保护闭锁；模拟后备保护动作，备自投装置闭锁状态检查 ８．３变压器本体非电量保护功能逻辑检查８．３．１、‘瓦斯保护８．３：２、冷 却器全停保护８．３．３、三相不一致保护８．３．４、油面降低、油温过高、 绕温过高、压力过高保护８．４、告警及闭锁功能检查８．５、装置的开 出接点检查 ９、变压器冷却系统功能检查 １ ０、变压器有载调压控制回路检查 １ １、中性点接地开关操作回路检查 １ ２、与监控后台（模拟信号及各种音响、光字、画面、报文） 的正确性和完备性检查 １ ３、带断路器传动试验 １ ４、保护定值核对 ｌ ５、用一次电流及工作电压的检验１ ５．１、幅值、相位检验１ ５． ２、差流检验 ・ １ ６、自耦变压器保护参照以上各条执行线路保护 １ｌＯｋＶ及以上电压等级线路保护，应包括下列内容： 建筑与发展 科技前沿 ・２５６・ ＪｌａｎＺｈｕＹｕ ＦａＺｈａｎ Ｋｅ Ｊｌ ＱｌａｎＹａｎ １、装置外观及接线检查（满足最新反措要求） ⑥交流工频输入量误差试验；⑦同期操作及闭锁检查。 ２、二次回路检查２．１、二次回路正确性检查２．２、二次回路绝缘 ２．１．３故障录波装置的调试 试验 当保护动作或电量异常突变时，故障录波装置自动启动将故障前 ３、装置逆变电源的检验３．１、逆变电源自启动性能检查３．２、正 后的相关电流电压波形记录存储下来并自动进行数据分析，指出事故 常工作状态下各电压检查 原因甚至事故地点，达到事故追忆和分析的作用。故障录波装置调试 ４、装置通电初步检查４．１、软件版本号和程序校验码检查４．２、 时，先根据设计图纸确认装置录波范围，确认相关设备配线（配置对 时钟校对（与本站ＧＰ Ｓ时间校对） 象所取的电压和电流量），然后如继电保护装置试验方法一样，在端 ５、装置模数变换系统检验５．１、零漂检查５．２、模拟量输入的幅 子处加上模拟各种故障时的电流和电压量，以及保护动作启动故障录 值和相位精度检验 波的量（最好能在保护装置试验时一起观察录波装置，这样可提高调试 ６、装置开入回路检查 的效率），观察装置是否能正确进行录波并分析事故原因。 ７、装置定值检查 ２．１．４站用变保护及备自投装置的调试 ８、整组试验８．１、装置动作逻辑检查８．１．１、纵联距离保护８．１． 站用变保护相比线路和主变保护要简单，保护装置的调试内容和 ２、纵联方向保护８．１．３、纵联零序保护８．１．４、光纤纵差保护８．１． 方法也与线路保护装置相同，在完成站用变保护装置调试后，重点要 ５、距离保护８．１．６、零序保护８．１．７、重合闸８．２、告警及闭锁功能 进行站用电各自投装置带传动的功能测试。方法如下：模拟两段母线 检查８．３、装置的开出接点检查 分列正常运行，当某段母线失压且进线无流时，应断开并确认此段母 ９、通道联调９．１、对于纵联保护或电流纵差保护，带通道模拟 线进线开关断开后自动投入分段开关，且只允许动作一次；模拟两段 区内、区外故障，检查保护动作行为的正确性 ９．２、对于电流差 母线经分段开关并列运行，两回进线有压但只有一回进线开关合，当 动保护，应检查临界接收灵敏度下的动作行为 某段母线失压且此回进线无流时，应断开并确认此回进线开关断开后 ｌ ０、与监控后台（模拟信号及各种音响、光字、画面、报文） 自动投入另一回进线开关，且只允许动作一次；当手动断开某回进线 的正确性和完备性检查 开关时，各自投装置应自动退出。 １ １、带断路器传动试验 ２．１．５站用直流电系统的检查及调试 １ ２、保护定值核对 站用直流电系统采用双电源、双馈线结构型式，每组电源均配有 １ ３、用一次电流及工作电压的检验 智能充电模块，一台集中监控机，一台微机绝缘监测仪组成。直流 ３５ｋＶ及以下电压等级线路保护测控装置，应包括下列内容： 系统的调试包括蓄电池检查与充放电试验、各回路绝缘监测试验，充 ｌ、装置外观及接线检查（满足最新反措要求） 电模块、监控机和绝缘监测仪的装置检查及试验等。直流电系统采用 ２、二次回路检查２．１、二次回路正确性检查２．２、二次回路绝缘 两组分段运行的方式，不允许两段直流电联接在一起。因此，将直 试验 流电系统所有馈线开关合上，由绝缘监测仪所测的绝缘电阻值均应为 ３、装置逆变电源的检验３．１、逆变电源自启动性能检查３．２、正 最大值。此外，对于负责每～个蓄电池容量、充电和馈线回路、交 常工作状态下各电压检查 流输入回路等进行监控的集中监控机，要测试并检查其与后台机的遥 ４、装置通电初步检查４．１、软件版本号和程序校验码检查４．２、 测和遥信功能。 时钟校对（与本站Ｇ Ｐ Ｓ时间校对） ２．２继电保护综合调试经验 ５、装置模数变换系统检验５．１、零漂检查５．２、保护模块模拟量 （１）在核对图纸过程中，要注意设计图纸与厂 输入的幅值和相位精度检验５．３、测量模块模拟量基本误差试验 家图纸相结合，重点审核电源回路、交流电流电压回路、跳合 ６、装置开入回路检查（含保护及测控） 闸控制回路以及闭锁回路的原理图设计是否有误，对应的端子图接线 ７、装置定值检查 是否正确； ８、保护功能整组试验８．１、保护装置动作逻辑检查８．１．１、电流 （２）因厂家在装置设计会考虑到不同地域、不同用户对设计有不同 保护（含复合电压元件、方向元件）８．１．２、低频低压保护８．１．３、 要求，所以要注意核对装置内部的逻辑设计，特别是跳合闸回路的设 灵敏接地保护８．１．４、重合闸８．２、告警及闭锁功能检查８．３、保护 计是否满足本站的要求；特别注意一些厂家防跳回路跳合闸电流不是 装置的开出接点检查 自适应，需现场整定，并应取消就地防跳，在现场必须进行实际试 ９、测控功能试验９．１、遥测量、遥信量显示正确性检查９．２、断路 验。 器或隔离开关控制功能检查９．３、控制量输出试验９．４、通信情况检查 （３）如果对所调试的装置不是很熟悉，可要求厂家派相关技术人员 ９．４．１、记录操作命令源地址功能检查９．４．２、装置网络地址及设置检查 到场调试，以提高调试的效率； ９．４．３、双网切换功能检查９．５、告警功能检查 （４）二次回路对线是进场调试工作的第一步，重点要认真核对装置 １０、与监控后台（模拟信号及各种音响、光字、画面、报文）的正 的电源回路、电流电压回路和跳合闸回路接线是否正确； 确性和完备性检查 （５）对地绝缘检查前，应先确认已拆除各电压回路的击穿保险（额 ｌ１、带断路器传动试验 定电压２２０Ｖ），以免用绝缘电阻表测量回路对地电阻时造成击穿保险损 ｌ ２、保护定值核对 坏； １ ３、用一次电流及工作电压的检验 （６）直流电回路绝缘监测检查时，可先将绝缘电阻报警值设为 测控装置主要是完成采样和实现控制功能。采样检测一般用多功 ２Ｏｋ，在某一空支路对地间接上一个ｌ ８ｋ的电阻，绝缘检测仪应能正 能交流采样测试仪加电量，多点查看装置采样结果是否超差；控制功 确报警并可查询相应回路号 但如果出现绝缘电阻测量结果翻倍的现 能的调试重在检测各种控制操作功能是否能正确实现，闭锁是否可 象，一般是由于两段直流电的某一极在系统中某处短接构成环路造成 靠。测控装置调试的主要内容包括：①外观及接线检查；②绝缘及 的： 耐压检验；③逆变电源检验；④Ｇ Ｐ Ｓ对时检验；⑤开入开出试验； （７）有些故障录波装置不具备根据隔离刀闸位置自动进行配线。因 （下转第２４６页） 建筑与发展 ・科技前沿 Ｋｅ ＪＩＱＩａｎＹａｎ ２４６・ Ｊｌｏｎ ＺｈｕＹｕ Ｆ：ａ Ｚｂａｎ 行于桩的中轴线，并且该平行线投影于水平面依然符合扭角和斜率计 算方法。但是斜桩的椭球面受到桩斜率、扭角和高程位置三个方面影 响，通过严密计算法计算椭球面上的点十分复杂，所以我们使用近似 计算法计算点的坐标。 椭球面受到高程影响随着高程差的增大而增大，换言之，当两个 （４）投影两个坐标至同一水平面，计算实际的斜率和扭角： （５）放样步骤：将两台经纬仪（全站仪）的仪高均调至同一 高度，并且调整水平角至９０。，测量Ａ、Ｂ测站与该水平面椭圆切线 位置方位角，则中心位置平均值 ： 二 Ｉ ： 鱼．利用前方交 椭球面的高程差足够小时，可近似视作为两个椭圆面完全相同 可以 根据空间几何关系和直角三角形勾股定理求得，当高程变化值 ＇ 汇和测点Ａ、Ｂ的直线距离可以求得前方交汇点Ｐ的坐标。调整仪器 竖直角至另外一水平面，重复上述步骤求得Ｐ’的坐标。计算Ｐ和Ｐ’ ｈ。五 时（ｓ为控制点至被测点距离），其因高度变化导致椭球率 变化产生的坐标位置误差不大于Ｏ．５％，可近似看成两个椭圆面完全相 同，精度满足工程旖工的要求。 其计算步骤为： （１）测量仪高位置椭圆面的交点坐标 （２）反算另一个近似椭圆面的高程： ￡：ａｒｃｓｉｎｈ 竖直角变化ｓ为：—— × ＾ 的坐标差即可以求得该桩的实际扭角和斜率。 四、问题和注意 （１）在利用前方交汇法测量桩时，两个控制点的布置要尽量满 足与被测桩位的方位角差６０。～１ ２０。，否则会因为角度读数的误差 导致桩位在某一方向偏位过大； （２）可以发现，无论是使用前方交汇法进行打桩定位还是校核 桩的斜率和扭角，与仪高位置等同的投影面都是非常重要的基本面； （３）为了减小竖直高度变化引起的椭球面变化，推荐的数值高 度变化不大； （４）在可视的条件下，应当加大控制点与被测点的距离。 结柬语 尽管国内的水运工程桩基规范没有规定管桩斜率和扭角的允许误 差，但是随着中国水运建设行业的不断走出国门，接触到越来越来国 外的规范和要求，难免会碰到有的规范中对管桩斜率和扭角的误差有 具体要求。无论是在国外施工还是在国内施工，无论有无具体的规范 要求，努力提高施工的精度，尽最大可能保证旌工的质量按照设计的 要求执行是施工单位追求的目标。 参考文献： Ａ Ｂ ［１］《港口与航道工程测量》人民交通出版社陈燕然２Ｏ０１年 ［２］《土木工程测量》中国电力出版社、郭卫彤、杨鹏源２ ００ ７年 ［３］《工程测量》中国交通建设工程学院１ ９９８年 图四同一水平面椭圆的切点位置 （３）测量近似椭圆面的交点坐标： ｄ 附 （上接第２５６页） 此，调试人员应先了解装置的配线操作方法，每次试验前要注意核对 配线是否与所加故障电量一致； （８）隔离刀闸电动调试前要先核对电源相序，然后手动操作刀闸离 开极限位置一定距离再电动操作，以免因电机转向相反导致隔离刀闸 损坏； （１３）可利用互感器特性试验仪在一次侧加电流并查看装置的采样结 果来判别电流互感器二次接线极性是否正确； （１４）主变电流互感器变比的试验可通过将工频交流电（要注意电流 核算）接至主变一次绕组并在装置处查看采样结果来实现。 （９）隔离刀闸主刀和地刀的闭锁是通过刀闸的辅助接点实现电气闭锁 的。因此，闭锁调试前要注意查验二次回路电气闭锁信号是否正常再 进行电气操作检查，以免闭锁失效导致电动操作损坏刀闸； 结束语 变电站继电保护综合调试是变电站投运前最重要的一项技术把关工 作。通过调试，发现和解决变电站二次回路在设计和安装中存在的问 题，检验保护和测控装置动作是否正确，与电力系统的通信是否可 （１０）测控装鹭所发的分合闸信号一般是脉冲信号，如果发现二次回 路没有问题但分合闸远控不正常的时候，要注意核查厂家在装置中所 设的分合闸脉冲宽度是否合理； 靠，确保各设备以及保护和测控系统安全稳定运行。 参考文献： ［１］ＧＢ１４２８ ５—２ＯＯ６，继电保护和安全自动装置技术规程［ｓ］＿ ［２］ＤＬ／Ｔ９９ ５—２００６，继电保护和电网安全自动装置检验规程 ［Ｓ ］． （１１）保护装置第一次试验应注意断开跳合闸出口回路，待保护装置 基本试验完成和断路器现地操作无误后可带断路器一起做传动试验： （１ ２）刀闸和断路器的控制试验要按照控制地点、控制方式、压板 投退的所有逻辑组合进行传动试验，以排除设计或安装错误出现误动 作的可能性；
