泵站继电保护装置校验问题及解决对策

商 鹏，姜鸣歧，赵 敏

（南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南250109）

南水北调东线一期工程在山东境内分为南北、东西两条输水干线，形成“T”字形输水大动脉，干线全长1 191 km。其中南北干线长487 km，东西干线长704 km。继电保护装置预防性试验范围涉及枣庄、济宁、泰安、济南、德州、胶东6 个管理局10 个管理处，项目位置布置在韩庄运河段工程、南四湖～东平湖段工程、济南～引黄济青段工程、鲁北输水工程4 个单项工程。

南水北调山东段7 座输水泵站、3 座水库泵站，除双王城水库泵站3 号电容柜采用深圳国电南瑞科技有限公司SAI-328D 继电保护装置外，其余202 台保护装置均采用施耐德电气电力自动化有限公司MiCOM P 系列产品，同种类继电保护装置型号、参数等基本相同，有利于加强各泵站之间技术人员的交流，相互取长补短。在此对各单位继电保护设备存在的问题进行集中讨论，研讨解决方案。

1 校验过程中遇到的问题及对策

1.1 保护定值与接线

1）主变纵联差动保护校验。泵站主变的纵联差动保护用于保护变压器绕组和引出线多相短路故障、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路故障及绕组匝间短路故障[1]。P63X 系列变压器差动保护装置和国内常用保护装置在整定值算法上有所不同，P63X 系列采用的是三折线跳闸特性，国内常用保护装置采用的是二折线跳闸特性。

施耐德MiCOMP63X 系列保护装置差动保护启动值校验时，高、低压侧单相注入电流计算应考虑零序滤波功能投入。零序滤波功能投入时，高压侧单相注入校验电流IA为高压侧差动保护启动值Id，A的1.5 倍，低压侧单相注入校验电流Ia为低压侧差动保护启动值Id，A的倍。根据MiCOMP63X 系列保护装置差动保护原理，现场试验时检查保护装置功能的投入情况并具体分析，按照设计要求进行保护装置校验。

2）机组差动保护动作。邓楼泵站3#机组开机后电动机保护装置差动保护动作，通过对装置故障记录中差动电流及电动机首尾端电流的分析，初步判断为电动机尾端存在分流现象。打开电动机尾端盖板检查后，发现C 相尾端电缆从电流互感器安装位置处脱落，这造成了电流互感器检测到的电流减小，引起差动保护动作。脱落原因为3#机组C 相尾端电缆和电流互感器所固定的螺栓采用铜螺栓，材质较脆易发生断裂。故障点处理后，对3#机组电动机保护装置、电动机、电流互感器、避雷器进行了电气试验，试验数据均在合格范围内。

邓楼泵站机组额定电流为152 A，通过保护装置采集到的启动电流在700 A 左右，正常运行时电流100 A 左右。一般电流不超过3 000 A 的情况下，采用镀锌螺栓或不锈钢螺栓完全能够满足设备运行要求。尾端电缆和电流互感器所固定的螺栓更换为度镀锌螺栓后，解决了铜材质螺栓强度较低易发生断裂的安全隐患。

1.2 保护装置自身

1）随着使用年限增加设备老化，存在部分保护装置按键失灵及死机的问题，既影响参数设置、信息查询又存在发生故障后保护装置拒动等安全隐患，日常运行中应经常检查保护装置性能状况，发现问题及时上报。通过预防性试验检查有问题的保护装置，及时联系厂家技术人员到场维修，无法维修的提出申请采购设备进行更换，保证设备性能完好，动作可靠。

2）由于P63X 变压器保护装置和部分P24X机组保护装置未进行汉化，为英文操作界面，对现场操作人员专业能力有较高的要求，有泵站误将电动机保护装置二级菜单中差动保护退出，试验时差动保护功能不动作，经过检查参数设置，差动保护功能重新投入后动作正常。发现问题后将所有保护装置启用密码保护功能，要求非操作人员禁止操作保护装置，操作人员未经允许不得修改保护定值、投退保护功能。

1.3 二次回路接线[2]

1）防止接线错误。长沟泵站2#站变保护装置速断保护跳闸出口不动作，继电保护校验仪器输出速断保护可靠动作的电流值，在继电保护装置中采集的电流比实际输出值减小很多，经检查速断保护电流互感器试验N 端子与零序电流互感器试验N 端子接线接反，造成速断保护不动作，改正接线后保护动作恢复正常。

长沟泵站1～5#电动机保护装置试验时，零序保护不动作。经检查零序电流互感器二次额定电流为1A，零序电流互感器二次线接至保护装置零序电流保护5A 输入端子，引起测量误差，造成零序电流保护不动作。将零序电流互感器二次线接至保护装置零序电流保护1A 输入端子后，测量误差消除，保护动作恢复正常。针对泵站各电气设备柜内布置不同，部分电气柜布线线号不规范，电气设备二次接线接错的情况，试验前应首先检测试验端子接线的正确性，拆开电流试验端子后（包括互感器非极性端试验N 端子），测量保护装置输入端子“Ia”、“Ib”、“Ic”（极性端）到试验端子的接线情况，正确连接试验线确保试验设备及人员的安全性，试验结果的准确性。

2）非电量保护接线。个别干式变压器存在高温、超温非电量保护二次线存在未接线或直接接入跳闸回路，未通过保护装置，故障信息在保护装置上无记录的情况。发现问题后及时将干式变压器二次线按照设计要求将信号线接入保护装置，在保护厂家技术人员修改保护程序内部逻辑后，保护装置跳闸出口动作正常，保证了干式变压器在超温故障时保护装置可靠动作，记录能够准确查询。

2 现场校验需注意的问题

1）试验需要将其他保护闭锁时（如电动机过流保护校验时需将差动保护关闭），一定要记录闭锁保护的信息，试验结束后将该保护重新投入，避免保护不动作造成事故。

2）台儿庄泵站、八里湾泵站机组电动机保护装置程序设置断路器在试验位置必须合闸后热过负荷保护功能才能启动，在进行电动机热过负荷试验时，断路器因低电压保护定时限跳闸，需把保护测试仪电压输出线接至保护装置电压输入端子，三相持续输入不低于低电压保护动作值的正常电压后，方可合闸进行热过负荷保护试验。大屯水库、东湖水库电动机保护装置接地保护投入，断路器在试验位置，需将接地保护闭锁才能合闸进行保护装置电气试验。

3）保护装置不仅具备保护功能，而且还具备测量、计量等功能，运行操作管理人员应定期巡视检查测量数据的准确性，电流、电压值有异常时和仪表测量数据进行比对，同时检查装置中电流互感器、电压互感器变比参数设置与设备实际变比是否相符，是否人为改动。长时间停用的保护装置应定期上电维护，查看自检是否正常。

4）继电保护专用测试仪要可靠接地，绝对禁止将外部的交直流电源引入到测试仪的电压、电流输出插孔。试验时如果继电器无法长时间通过大电流，建议在保证保护动作时延的前提下，尽可能减小故障限时，延长故障前时间。默认情况下测试仪输出为轻载状态，当测试仪所带负载的阻抗值较大或需要输出较大电流时，试验前按下切换按钮，将测试仪切换到重载状态。

5）测试仪动作接点接口要接在保护装置数字量输出相应接口上，否则会损坏内部电路板，影响到测试设备安全及使用寿命，因继电保护设备数字量输入、输出模块背板十分相似，在接线时一定多加小心。如果现场没有图纸，或图纸表示不明的情况下，可沿着跳闸压板线号寻找继电保护装置数字量输出模块完成接线。

6）在测试谐波制动系数时，从电流回路中加入的基波电流分量，不仅应使差动保护能够可靠动作，而且此电流不可过小，基波电流分量过小时基波电流本身误差会偏大，会出现测试结果不够准确的现象。目前主要的继电保护微机型测试仪有六路电流和三路电流两种。比率差动试验六路电流测试时，高低压两侧三相可以同时检测，接线简单。三路电流测试时，要防止其他相误动，接线复杂，在测试过程中只能分相检测。

3 结 语

综上所述，继电保护装置反应电气设备不正常运行状态或发生故障，根据设定发出报警信号或控制断路器跳闸，对输水泵站和水库泵站中的输配线路、变压器和电动机等主要电气设备进行监视和保护。只有通过继电保护装置预防性试验和日常维护，保证装置的性能良好，避免误操作、误退出，才能够按要求发出预告信号或自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分正常运行，便于运行值班人员采取措施，恢复电气设备正常工作，使得继电保护预防性试验工作真正起到作用，为南水北调泵站机电设备安全运行和调水通畅保驾护航。