小型水电站综合自动化改造后微机继电保护及二次回路的验收方法

麦凯 符冰

摘 要:文章结合笔者多年水电站工作经验探讨分析了小型水电站综合自动化改造后微机继电保护及二次回路的验收方法,可供同行交流。

关键词：小型水电站；综合自动化改造；继电保护装置；二次回路；验收

前言

小型水电站的继电保护装置的正确动作是保证水电站安全运行的前提，对继电保护装置进行正确的验收检验，是保证继电保护装置安全运行和可靠动作的极为重要的一环。如何有效地进行继电保护投运前的验收，本文将从验收前的准备工作、一般性检验、加电试验验收和验收过程中的注意事项等四个方面进行介绍，供同行们参考与借鉴。

1、 驗收前的准备工作

（1）成立验收组织

生产管理职能部门成立验收领导组、验收工作组，设计、施工、监理、生产厂家等相关单位人员成立验收配合组。

（2） 验收的技术要求

设计、安装和调试的相关部门提供的技术资料齐全。如：发电机、变压器等一次设备的技术参数和实测参数，发电机、变压器的试验报告；电压、电流互感器的变比、极性、直流电阻和伏安特性等实测数据；等等。

验收工作组组织验收人员编写符合实际的验收大纲。验收大纲一般应明确验收的范围、验收的时间、验收的组织机构成员、验收的依据、验收的内容和验收的标准。验收工作以《继电保护和电网安全自动装置检验规程》、《继电器及继电保护装置基本试验方法》和《继电保护和安全自动装置技术规程》、各制造厂提供的保护装置技术/使用说明书及调试大纲、设计图纸和设备合同等为标准。

（3） 验收常用工器具的准备

验收常用的工器具包括：兆欧表、微机保护测试仪、高频振荡器、选频表、光功率计、升流器、调压器、万用表、卡表、指针毫安表、电流互感器特性测试仪等。

（4） 验收的主要项目

验收的主要项目包括：电气设备及线路有关实测参数正确；全部保护装置竣工图纸符合实际、装置定值符合整定通知单要求、检验项目及结果符合检验条例和有关规程的规定、核对电流互感器变比及伏安特性、检查保护屏设备、检查二次电缆、用一次负荷电流和工作电压进行验收试验、保护整组试验等。

（5） 投运前的准备

拆除验收检验时使用的试验设备、仪表及一切连接线，清扫现场，所有被拆动的或临时接入的连接线应全部恢复正常，复归装置所有信号。要求检验人员应在规定期间内提出书面检验报告，验收保护负责人应对检验报告进行详细审核，如发现不妥且足以危及保护安全运行时，应根据具体情况采取必要的措施。

2、 一般性检验

（1）技术资料的验收

技术资料的验收主要包括：设备清单及设备开箱记录；全套工程施工图纸资料；调试报告及安装记录是否齐全、正确；核查提供的技术资料、专用工具及备品备件是否齐全；电压、电流互感器等与保护相关设备资料。

（2）保护屏的验收

对装置内部和机械部分进行验收：检查装置的配置、型号、额定参数是否与要求相符合；要求装置内、外部应清洁无积尘；要求装置小开关、拨轮及按钮、连接片等操作灵活、手感好；拔出所有插件，检查装置是否有明显的损伤；检查装置内部的焊触点、插件接触的牢靠性；对照图纸检查打印机电源及通信电缆接线是否正确。对保护装置整定区与软件版本进行验收：检查各保护的程序版本号及校验码并做好记录；核对保护装置整定值与整定值通知单应一致；存放定值区应满足运行部门要求；核对TA 变比与整定通知单应一致。根据整定要求，对硬件跳线进行设置和检查。保护屏上的所有设备应采用双重编号，内容标示明确规范，并应与图纸标示内容相符，满足运行部门要求。

（3）二次设备安装的验收

二次设备安装验收包括二次线安装工艺验收、电缆敷设验收、二次接地验收和二次绝缘验收等四项内容。二次线安装工艺要满足《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》的要求，做到美观、整齐、易于运行维护及检修。电缆敷设要求电缆沟内动力电缆在上层，接地铜排在上层的外侧；地下浅层电缆必须加护管，并作防腐防水处理；电缆屏蔽层应两端可靠接地；检查电缆封堵是否严密、可靠；交流回路与直流回路不能共用一根电缆等。

二次接地方面要求所有二次电缆都应采用阻燃铠装屏蔽电缆，屏蔽层在升压站与控制室同时接地；保护屏屏体、前后柜门应可靠接地；保护屏柜下面的接地铜网要有一个牢固、可靠的接地点，接地网所用铜导线截面不小于100mm2；电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只能有一个接地点。二次绝缘验收是指根据规程规定，用1000V的兆欧表摇电流回路对地、控制信号及保护回路对地绝缘电阻，绝缘电阻值要求不低于10MΩ。

（4）继电保护回路的验收

继电保护回路验收项目有:从电流、电压互感器二次侧端子开始到有关保护装置的二次回路；从直流分电屏出线端子排到有关保护装置的二次回路；从保护装置到控制、信号屏间的直流回路；保护装置出口端子排到断路器端子箱的跳、合闸回路；非电气量保护的相关二次回路。验收保护回路的重点检查二次接线的正确性，二次回路应符合设计和运行要求。在验收工作中，应加强对保护本身不易检测到的二次回路的检验、检查，以提高继电保护及相关二次回路的整体可靠性、安全性。

3、 加电试验的验收

加电试验前的准备工作：将保护装置的VFC、CPU、MONI、SIG插件拔出机箱,其余插件全部插入；将打印机与微机保护装置断开；逆变电源开关置“ON”位置；保护屏上各连接片置“投入”位置，重合闸方式切换开关置“停用”位置；断开直流电源、交流电压回路等； 在保护屏端子排排内侧分别短接交流电压回路端子、交流电流回路端子、直流电源回路端子、跳闸和合闸回路端子、开关量输入回路端子等。

3.1 二次回路绝缘阻值的检查

采用1000V兆欧表分别测量各组回路间及各组回路对地的绝缘电阻；检查跳、合闸回路间及对地绝缘电阻；检查跳、合闸回路对所有正电源之间的绝缘；对使用触点输出的信号回路，用1000V兆欧表测量每芯对地及对其他各芯间的绝缘电阻；整个二次回路的绝缘电阻检测；交流耐压试验。

3.2 保护装置加电试验的检查

（1）上电检查

打开装置电源，装置应能正常工作；检查并记录装置的硬件和软件版本号，校验码等信息；校对时钟。

（2） 逆变电源检查

对于微机型装置，要求插入全部插件；测量逆变电源的各级输出电压值；做直流电源缓慢上升时的自启动性能检验。

（3）开关量输入回路检验

对所有引入端子排的开关量输入回路依次加入激励量，观察装置的行为；按照装置技术说明书所规定的试验方法，分别接通、断开连接片及转动把手，观察装置的行为。

（4） 输出触点及输出信号检查

在装置屏柜端子排处，按照装置技术说明书规定的试验方法，依次观察装置所有触点及输出信号的通断状态。

（5） 模数变换系统检验

检验零点漂移，要求装置不输入交流电压、电流量，观察装置在一段时间内的零漂值；各电流、电压输入的幅值和相位精度检验。

（6） 整定值的整定及检验

整定值的整定检验是指将装置各有关元件的动作值及动作时间按照定值通知单进行整定后的检验。该项试验是在屏柜上各元件检验完毕后才可进行。要求按照定值通知单上的整定项目，依据装置技术说明书或制造厂推荐的试验方法,对保护的每一功能元件进行逐一检验。

（7） 操作箱检验

操作箱重点检验下列元件及回路的正确性：防止断路器跳跃回路和三相不一致回路；交流电压的切换回路；合闸回路、跳闸1回路及跳闸2回路的接线正确性,并保证各回路之间不存在寄生回路。

（8） 整组试验

装置在做完每一套单独保护（元件）的整定检验后,需要将同一被保护设备的所有保护装置连在一起进行整组的检查试验，以校研各装置在故障及重合闸过程中的动作情况和保护回路设计正确性及其调试质量。若同一被保护设备的各套保护装置皆接于同一电流互感器二次回路，则按回路的实际接线，自电流互感器引进的第一套保护屏柜的端子排上接入试验电流、电压，以检验各套保护相互间的动作关系是否正确；如果同一被保护设备的各套保护装置分别接于不同的电流回路时，则应临时将各套保护的电流回路串联后进行整组试验。

验收检验时，需要先进行每一套保护带模拟断路器的整组试验。每一套保护传动完成后，还需模拟各种故障，用所有保护带实际断路器进行整组试验。

（9）与水电站综合自动化系统、继电保护及故障信息管理系统的配合检验

对于水电站综合自动化系统而言，重点检验各种继电保护的动作信息和告警信息的回路正确性及名称的正确性；对于继电保护及故障信息管理系统来说，各种继电保护的动作信息、告警信息、保护状态信息、录波信息及定值信息的传输正确性是检验重点。

（10） 装置投运的验收

装置投运前，必须用一次电流与工作电压检验以下项目：测量电压、电流的幅值及相位关系；对使用电压互感器三次电压或零序电流互感器电流的装置，检验装置接线的正确性；测量电流差动保护各组电流互感器的相位及差动回路中的差点流，以判明差动回路接线的正确性及电流变比补偿回路的正确性；检查相序滤过器不平衡输出的数值等。

对变压器差动保护，需要用在全电压下投入变压器的方法检验保护能否躲过励磁涌流的影响；对于发电机差动保护，应在发电机投入前进行的短路试验过程，测量差动回路的差电流，以判明电流回路极性的正确性。

3.3 二次回路通电试验的检查

二次回路在通电试验前，应首先保证各个电气元件的性能合格、可靠后，方可进行整组试验，以检查其回路连接是否正确、元件动作是否符合要求。

二次回路通电试验的检查包括直流电源系统检查；用外部回路检查信号回路系统；控制回路的检查与通电试验；电流互感器升流检查；电压互感器升压检查。

4、 验收过程中的注意事项

（1）断开装置直流电源并采取防静电措施后才允许插、拔插件；

（2）保护装置异常，一般情况下现场不做元器件更换与调整，当查出问题后应进行整插件（或整装置）更换；

（3）当证实确需要更换芯片时，要用专用起拔器。更换时，芯片插入的方向应正确，保证接触可靠，并经第二人检查无误后，方可通电；

（4）因验收需要临时短接或断开的端子，应逐个记录，并在试验结束后及时恢复；

（5）在驗收过程中发现端子接线错误或接线与图纸不符，修改实际接线或者图纸后注意一定要在图纸上标明，并履行审批手续；

（6）试验过程中，应注意不要将插件插错位置；

（7）存放程序的EPROM 芯片的窗口要用防紫外线的不干胶封死；

（8）打印机及每块插件应保持清洁，注意防尘。