火力发电厂继电保护及安全自动装置、二次回路检修规程的探讨

2020-06-12河北西柏坡发电有限责任公司史新龙冯景来

电力设备管理 2020年2期

河北西柏坡发电有限责任公司史新龙冯景来

1 火电厂继电保护设备现状

作为河北南网建厂早的电厂，西柏坡电厂所采用的电气二次设备具有典型性和代表性。主要的二次系统设备均采用国内或国外主流厂家的成熟设备，部分设备型号偏老旧。但是主要的二次设备均实现了微机化，运行可靠。

发变组保护装置，4台330MW机组均采用国电南自DGT-801系列、2台600MW机组采用南瑞继保PCS-985B+许继电气WFB-801A系列组成，发变组故障录波器均采用浪拜迪MGR-8000型，励磁调节器有三套南瑞继保的PCS9410、两套ABB UN5000、一套北京吉斯GEC300。6kV厂用设备保护主要采用金智科技WDZ-5200、WDZ-400、WDZ400EX系列综合保护装置和国电南自PS690系列，快切装置主要采用金智科技的MFC2000-6、MCF2000-3A、MFC2000-2系列。

400V低压厂用设备保护装置主要采用继电器实现，主要继电器有许继电气的电磁行继电器、深圳锦祥的静态继电器等。升压站断路器保护和操作箱主要采用南瑞继保的PCS-921和RCS-921系列，CZX-22R/G系列；母差保护主要采用南瑞继保PCS915、南自WMZ41B、许继WMH801；线路保护型号较多，包含南瑞继保、南瑞科技、许继电气、四方继保、国电南自五个厂家，均为微机型光纤纵差保护。

2 火电厂继电保护设备检修现状

目前继电保护设备检修方面主要的参考规程是DL/T-995、DL/T-587、DL/T-478、GB/T-14285、GBT50976和西柏坡电厂厂内检修规程等。此类规程近几年均有更新，对继电保护及二次回路的检修维护的指导意见有了新的变化，包括从检修周期和检修项目的设定方面。目前火电机组检修周期已经取消了B级中修，基本采用的是一年一小修，六年一大修或者个别厂已经探索施行状态检修。检修周期的改变对二次系统检修的影响非常显著。

设备生产技术的革新推动了保护装置性能提升和寿命延长，以前保护装置10年就需要淘汰，现在相同类型的保护装置使用10年还处于良好状态。西柏坡电厂500kV升压站内断路器保护和操作箱采用的是南瑞继保的RCS921和CZX-22R系列，到目前为止已经投运13年，据实统计，自2008年2月至2019年11月，因为装置故障导致的缺陷数量为0。220kV升压站2007年之后更换的线路保护装置和2011年之后更换的断路器保护，从2008年到2018年因为设备原因造成的缺陷仅5次。目前的检修规程仍然按照传统的周期和项目进行大小修。目前电厂的电气二次实现状态检修不太现实，但是根据设备的情况制定差异化的检修策略还是有必要的。

3 火电厂继电保护设备检修周期的探讨

目前西柏坡电厂继电保护检修规程里面检修周期大部分按照原传统习惯描述，仍采用A级、B级、C级检修区分或描述成每年一次。

在国标DL/T-995的最新版本里面检验周期的描述已经发生了变化，强制性要求基本已经取消。对于新投运的装置，已经由“投运一年内必须进行全部检验”改为“投运一年内应进行全部检验”。相信主要原因还是设备水平的提高和设计规范化，提高了设备可靠性。目前西柏坡电厂仅执行了该条款的第一句话“新安装装置投运后一年内应须进行第一次全部检验”。实际上如一次系统不检修，专门为保护全检验进行系统解列不太现实，所以我厂规程专门针对此类情况增加描述，“如新投运时保护带断路器进行完整细致的整组传动，因一次系统为停运，可适当延后首检时间，尽量结合一次设备停电进行”。

全部检验的周期，DL/T995规程里面对微机型保护和非微机型保护进行了区分，微机型的保护按照6年一次全检的周期进行，该要求与电厂机组大修周期一致，目前无需过多探讨。非微机型的装置规程里面规定了全检周期是4年，这与电厂机组大修周期不一致，会遇到小修干大修的工作。针对性的措施可以有：认真分析此类设备的缺陷发生规律，将一部分运行环境好、设备质量较好的全检周期可以跟随机组大修进行，同时增加对此类设备的日常巡检次数；将一部分缺陷较多、设备较差的全检周期缩短到3年，并列入优先更换的范围。

部分检验的周期，在DL/995规程里面一样区分了微机型和非微机型，分别为2～4年和1年。我厂目前采用的方式是不区分类型，均定为原则上随机组或一次设备停电进行，但周期不应超4年。但实际执行中，机组每年一次小修，继电保护和自动装置也基本是每年一次部分检验，兼顾了微机型和非微机型。对于非微机型的继电器类，在规程中专门增加条款，每3年对继电器接点进行擦拭测量，这样周期正好与大修的6年可以吻合。合理的策划和安排检修，可使检修人员将主要精力用于检查维护那些缺陷较多、环境较恶劣的设备。在这方面，检修规程编制人应将外部规程与内部情况相结合，不应当固定的套用。

电厂升压站设备检修周期的安排，在一定程度上DL/T995规程从内容描述和检验要求上都是自电网的角度出发，对电厂的保护和自动设备较为弱化。但是国家电网根据自己的情况出台了自己的规程，甚至已经开始状态检修，Q/GDW 1806-2013《继电保护状态检修导则》和Q/GDW11284-2014《继电保护状态检修检验规程》组成了国家电网继电保护状态检修的主要指导性文件。河北南网的《河北南部电网继电保护运行规程》里面对检修周期的描述“对于未施行状态检修的设备，按照DL/T995施行定期检验”。从近几年的运行和检验情况来看，电网对定期检验的周期把握并不是照搬DL/T995规程，而是根据每条线路保护装置运行情况和缺陷发生情况进行安排。西柏坡电厂根据升压站设备停电情况，基本的原则停电必小检，大检不超期的原则，紧密结合一次系统停电进行。

在检修周期里面厂内检修规程中较为缺失的是临时性消缺需要更换设备或者有设备异动的情况该如何检验。在检修规程的完善中应增加临时检修消缺检验工作的描述，为检修工在机组运行中更换设备提供技术指导和工作约束。例如机组运行中一台循环水泵保护装置故障需要更换时，更换前、更换中、更换后各应该进行的项目和安全措施应该写入检修规程。而且应针对每一类设备分别描述，不应该统一笼统的一笔带过。在DL/T995规程里面也规定了检修类型包含运行中的补充检验，所以此类要求并不是无凭无据的。

随着火电机组检修周期的调整和设备制造工艺的提高，继电保护设备可靠性也日益提高，作为设备直接的管理者，适当的制定检修计划是合理配置人力物力的有效方法。

4 火电厂继电保护设备检修项目的探讨

检修两大要素就是检修周期和检修项目。设备的革新和火电机组取消B级检修的重大变化还影响着检修的项目内容。盲目照搬国家DL/T995规程，可能会使得人力物力得不到合理使用。

新设备的验收工作，该部分工作目前在厂内的检修规程里面是不包含的。但是依据什么标准去验收才能避免漏项和标准要求不清的情况呢？继电保护设备和二次回路的验收，主要依据的国家和行业的标准有《GBT50976继电保护及二次回路安装及验收规范》、《GBT50062电力装置的继电保护和自动装置设计规范》、《GBT14285继电保护和安全自动装置技术规程》、《GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路》、《DLT5136火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》、能源局的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》等，其中最为重要的非《GBT50976继电保护及二次回路安装及验收规范》莫属。对于一个现场控制柜的验收，一个接线端子或者一个导线的标准可能会在众多的规程中均会出现，部分规程之间要求会有差异。如何从众多的规程中找出最严格的要求和最基本的要求，并且要立足于本厂找出最合适的标准，那就需要对这些规程进行熟悉掌握，理解其中条款规定的出发点是什么，否则就只能照本宣科的去拿着规程硬套。规程条款的设立往往是以新建设备为准，对于建成时间早、设备代差较大的电厂，部分条款执行起来会遇到矛盾。在厂内检修规程的修编中，新设备的验收部分不仅要写进去，而且要相当严瑾的要求对于规程没有明确的部分必须以设备安全运行为原则进行描述。

全部检验和部分检验工作的检验项目在DLT995规程内有明确的描述。它区分了继电器的检验项目和继电保护装置的检验项目。目前我厂每个机组仍然含有大量的继电器，包含电磁型和静态继电器。目前我厂内规程中明确了继电器的试验标准，如动作电压、返回时间等，规程内明确了所要检验的项目。目前我厂规程内缺少了对静态继电器电源的检验，每次的检验均是在额定工作电压下进行。规程修编应当注重对新型继电器的描述和区分。

继电保护装置的检验又分为微机型和电磁型、晶体管集成电路型。我厂已完全淘汰了晶体管集成电路型的保护装置，所以规程内也就没有涉及该部分。电磁型的保护，我厂还是存在一少部分，规程内只需按国标进行完善补齐即可。这里想多说的是微机型的保护装置的检验项目。下面逐条分析国标里规定的各类检验项目设置并与我厂目前检修情况进行比较。

表1 国标中的常规变电站保护装置检验项目

第1条，检修前准备工作，参考的是5.2.2条款，条款内较为标准化的的是5.2.2.1-6明确了检验前应该准备和熟悉的内容。目前我厂检修已经完全使用检修文件包和工序卡，检修规程与文件包相互关联，文件包实用中的不足是规程修编动力来源。

第2条，互感器的检验，严格按照规程要求的检验内容进行，在这里需要提醒的是，涉网设备的一些试验可能需要有资质的试验单位进行，如互感器误差试验。厂内设备的互感器因可靠性与涉网设备相比差一些，厂内380V及6kV用互感器在目前的规程内仍然按照6年一次检验进行。从20175号、6号机组大修中CT检验的结果来看，一共发现了两只校验不合格的互感器，机率还是比较大的。所以该部分互感器按照DL/T995的规程来进行检验是不适合我厂的，按照6年一次检验的周期进行还是很有必要的。

第3～4条，二次回路检验，较为常规的项目，没有什么讨论余地，无死角的对二次回路检查是继电保护检修最基本的要求。

第5～13条，主要是装置的内部、外部和功能检查，这部分也是所有检验必做的项目。需要补充一点的是，因继电保护设备基本全是直流设备，易吸附灰尘，所以我厂在部分检验项目里面专门增加了装置内部板件的检查和清灰。

第14～16条，主要描述了装置保护逻辑和保护通道、定值准确度、操作箱的检验。这个995规程里面，操作箱只在新安装时进行检验，实际上是不太完善的。操作箱里面继电器众多，长期带电，我厂目前仍然按照6年一次大修的周期对操作箱进行检验。在实际检验中也确实发现一些继电器接点接触不好，需要处理。

第17～18条，保护装置的整组试验是对设备和检修工作的最后一个冷态验收，而且规程里面明确了各类检修均需进行该项目。目前厂内规程里面针对各类设备的整组试验均有描述。目前我厂检修采用检修文件包的形式，文件包内对整组传动的步骤和要求也有描述。但厂内规程里面没有区分是新投运设备和全检设备，在规程修订时应该加以区分。随着电网自动化系统重要性的提高，保护事故信号和开关位置信号的正确传输越来越重要。在目前我厂规程里面，对该部分的描述还是较为粗略的，仅是将DL/T995规程里的文字抄录进去，保护人员实际检修中也偶尔会出现忽略该部分的情况。在规程里面，应明确该部分的标准应如何进行、标准是什么。现在各电厂因为远动信号传输问题造成的电量考核比保护装置不正确动作被考核的机率要大的多。

第19条，装置投运在规程内，明确了投运前应该进行的工作，包括装置、回路。对一些新更换的设备的投运要求是硬性的。我厂内规程目前对此部分描述是缺失的，在2019年的规程修编中已经明确了各类设备的新投运和修后的热态检查，做到了检修工作的闭环。