提高继电保护检修作业效率的方法

杨长存

(淮浙电力有限责任公司凤台发电分公司，安徽 淮南 232131)

1 概述

根据继电保护和电网安全自动装置检验规程要求，应定期校验已投运的继电保护装置，每项检修项目包含工器具准备、办理工作票、安全措施执行、绝缘测试、装置性能试验、端子紧固、整组传动、安全措施恢复八个工序流程。其中装置性能试验耗时最长，它包括定值备份与核对、开入开出检查、保护性能校验、继电器校验、交流回路通流试验。排除检修作业人员技能水平影响，某4×660 MW燃煤机组继电保护装置检修平均耗时占比如图1所示，可看出保护性能校验、继电器校验、交流回路通流试验三个检修项目占检修用时的88 %。继电器校验、交流回路通流试验目前还在使用传统检修作业方法，检修耗时存在一定的压缩空间，可通过技艺革新的方法缩短检修用时。下面介绍了 “便携式继电器校验台”“便携式交流回路通流装置”两套装置的研制，结合检修作业指导书的推进使用，能够极大地提高检修效率，同时该通流装置还具备良好的安全性能，可防止误操作。

图1 继电保护装置性能试验检修耗时占比

2 传统校验方法

传统的继电保护需要校验大量的中间继电器，其中包括分合闸中间继电器、信号继电器、电源监视继电器等，传统的校验方法是将中间继电器从底座上拔出，然后使用继电保护校验仪或者直流电源输出装置对该继电器的动作电压、返回电压、动作功率、触点回路电阻等参数分别进行校验，具体操作步骤如下。

(1) 将继电保护校验仪或者直流电源输出装置的电源输出端使用试验线和鳄鱼夹连接至继电器的电源输入插针上。

(2) 使用万用表监测继电器触点翻转情况。

(3) 缓慢上升仪器直流电源输出直至继电器动作，观察继电器触点已发生翻转，保持继电器动作状态，记录动作电压。

(4) 缓慢下降仪器直流电源输出直至继电器返回，观察继电器触点恢复初始状态，记录返回电压。

(5) 调节仪器直流电源输出直至继电器在可靠动作，保持该状态并使用万用表逐个测量其触点回路接触电阻，确保常开触点可靠闭合，常闭触点可靠断开。

(6) 停止仪器直流电源输出，使用万用表逐个测量其触点回路接触电阻，确保常闭触点可靠闭合，常开触点可靠断开。

(7) 确认继电器测量数据合格后，拆除中间继电器试验接线并将其插回到原底座上。

该方式至今仍是主流的中间继电器校验方法，虽然能完成校验工作，但是其存在的显著缺点有以下几个方面。

(1) 一人操作试验仪器，一人使用万用表监视继电器触点翻转情况，因此至少需要2人的配合。

(2) 使用鳄鱼夹将试验线固定到中间继电器的插针上，容易发生脱落，可能会造成直流回路短路以及导致发生人身触电事件。

(3) 需使用万用表逐个测量中间继电器的所有触点回路接通情况，接触电阻大且操作效率低。

从以上分析可以看出，使用传统的校验方法虽然可以校验出继电器的性能，但是其校验方法相对笨拙，浪费了宝贵的人力资源，在当下给维护人员较少的班组造成了较大的工作负担，不利于工作的提质增效。

3 新研制便携式继电器校验台

新研制的便携式继电器快速校验装置，包括继电器底座、触点切换开关、接点说明卡槽、继电器选择开关、电压调节旋钮、电源开关、大功率移动电源、外加调试口、地线接口以及数字显示表等部分，具备安全可靠、可操作性强、价格低廉等特点，能够快速高效地校验出继电器的性能，缩短检修维护人员工作时间，同时为检修过程中的人身安全提供了技术保障。

3.1 新研制便携式继电器校验台优点

(1) 具备测量动作电压、返回电压、动作功率功能，其采用固定式校验底座，只需将待校验继电器从开关柜中拔出并插入至该校验平台对应底座即可，面板上配备测量电压、电流、功率一体化显示表，通过调节电压输出旋钮即可轻松完成上述性能的校验工作。

(2) 具备测量继电器触点回路直阻功能，其内部采取集成化的接线设计，只需通过旋转触点切换开关，即可选择到需要测量的继电器触点回路；面板上配备电阻显示表，继电器底座下方设有接点说明卡槽，无需更改接线可一次性校验出该继电器所有触点回路的直阻。

(3) 配置外加调试口可用于对其他类型的继电器进行校验，其适用范围较广。

(4) 采用大功率移动电源逆变进行供电，现场无需再另接220 V交流电源输入，使用便捷，方便了现场的安装调试接线工作。

(5) 整个校验过程无需调整接线，避免了直流回路短路造成设备损坏以及人员误碰带电回路导致的触电事故，因此安全性、可靠性较高。校验面板上设置多个校验底座，可一次性完成多个继电器的校验工作，极大地提高了工作效率，缩短了检修维护时间。

3.2 便携式继电器校验台操作步骤

(1) 将需要校验的继电器插入至对应的继电器底座，可一次性插入多个继电器。

(2) 合上电压输出开关。

(3) 将继电器选择开关打至待校验继电器档位，投入该继电器底座校验功能。

(4) 顺时针缓慢旋转电压调节旋钮直到继电器动作，在测量电压、电流、功率显示表上读取继电器动作电压、动作功率。

(5) 逆时针缓慢旋转电压调节旋钮直到继电器返回，在测量电压、电流、功率显示表上读取继电器返回电压。

(6) 顺时针旋转电压调节旋钮直至达到继电器额定电压位置。

(7) 对照接点说明卡槽内的接点说明，选择触点切换开关档位，依次测量该继电器所有触点回路直阻，在测量电阻显示表中读取实测电阻值。

(8) 将电压调节旋钮归零。

(9) 将继电器选择开关归零。

(10) 将选择触点切换开关档位归零。

(11) 将继电器选择开关打至另一待校验继电器档位，投入该继电器底座校验功能。

(12) 重复以上步骤以完成剩余继电器的校验工作。

4 传统的通流方法

继电保护回路检修完毕后需要对CT回路进行通流试验，一是可以通过通流试验检查二次回路是否存在分流，二是通过通流试验检查二次回路相序的正确性，三是可以通过通流试验判断二次回路负载是否超容量。具体做法是在电流互感器本体二次端子处，使用通流装置对回路进行通流，通过两侧的采样判断是否存在以上所述异常情况的发生。现有的通流设备如Sverker 750装置，质量超过25 kg，虽能够完成通流工作，但存在以下缺点。

(1) 对于较高处如在主变本体CT上进行通流工作时，无法将仪器带至上方，需要两组人员配合操作，一组人员在本体接线，一组人员在下方调节通流装置对回路进行加量，若配合不当，上方人员存在触电的风险。

(3) 通流装置需要外接检修电源，而往往需通流的CT二次回路较多，每更换一次工作地点，需要重新寻找检修电源箱，布置电源线，大大浪费了工作时间。

(4) 通流装置无待试CT电流测试功能，有可能发生因走错间隔、看错图纸等导致的误在运行CT二次回路上通流而引起的开关跳闸甚至机组停机的事故。

从以上分析可以看出，使用传统的CT二次回路通流试验方法虽然可以达到试验目标，但是其通流试验方法比较费时、费力，且需要多人配合，浪费了宝贵的人力资源，更重要的是没有电流测试功能，有可能会发生误通流事件。

5 新研制便携式通流装置

新研制的便携式CT二次回路安全高效通流装置主要包括大功率移动电源(含逆变器)、电流互感器、可调节电阻、切换开关、熔丝及底座、测量表计、电源开关、电源模块、输出接口、输出电压检测。该装置具备安全可靠、可操作性强、适用范围广、无需外供电、重量轻、价格低廉等特点，能够安全高效地完成CT二次回路的通流试验，缩短检修维护人员工作时间，尤其是可以在保证安全的前提下减少人员配合性操作，降低了企业人力成本的高额投入。

5.1 新研制便携式通流装置优点

(1) 该装置体积小，重量轻，并采用大功率移动电源逆变进行供电，现场无需再另接220 V交流电源输入，方便了现场的安装调试接线工作。可方便携带至高处的CT本体位置进行通流工作，此时只需一组人即可加量，降低了一半的人力资源，提高了效率。

(2) 在通流装置输出电流前，对CT二次回路进行电压检测，当检测到的电压超过设定值时发出声光报警，提醒运维人员此CT二次电流回路正在运行中，避免发生误通流引起继电保护装置误动作。

(3) 在通流试验开始前，使用小量程电流输出验证需通流CT二次回路的正确性，同时采用可调电阻控制电流输出的大小，即使误输出，该小电流也不会导致保护装置误动作，保障了通流工作的安全性。确认通流的CT二次回路正确后，使用大量程电流输出完成CT二次负载的测量。

(4) 该通流装置是属于恒流源，也即从电流互感器输出的电流大小是固定的，如小量程档位输出电流是0～0．1 A，大量程档位输出电流是0～1 A，通流至负载电流的大小通过并联的可变电阻进行调节，且在输出侧安装了保险熔丝，所以不会发生过通流导致设备损坏事故，安全可靠性较高。

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5.2 便携式通流装置操作步骤

(1) 核对需要通流的二次回路端子，将通流装置电源接通。

(2) 将通流装置切换开关由“0”档位切至“1”档位，并检查装置可调电阻处于最小值。

(3) 将通流装置“红、黑”输出接口使用试验线与CT根部二次回路端子接通，观察是否有声光报警信号发出，如没有则进行下一步，若出现声光报警，立即将试验线取下，再次核对通流的回路的正确性。

(4) 确认无异常报警后，将切换开关档位由“1”档位切至“2”档位，顺时针缓慢旋转可调电阻，利用并联电阻分流的原理，先用小电流检查所通电流回路的正确性。

(5) 确认通流回路正确后，将切换开关档位由“2”档位切至“3”档位，调节可调电阻，在通流回路中输出1A电流，记录电流、电压值，计算回路阻抗，判断如正常则完成这一回路通流试验检查内容。

(6) 逆时针旋转可调电阻直至输出电流降至0A左右，将切换开关档位由“3”档位切至“0”档位，停止电流输出。

(7) 重复以上步骤以完成所有二次回路的通流工作。

6 检修作业指导书的应用

继电保护设备检修作业是依据文件包执行，其内容大多是参照检修规程编写，一般不会编写得很详细，比如对某些原理的解释、试验的具体方法等，导致缺少检修经验的班组年轻人员在刚开始接触工作时无从下手，检修效率非常低，而且在作业过程中有可能会发生安全事故，造成设备损坏，所以一般这种情况需要配备一名老师傅跟随检修。对于人员较少的班组，非常不利于其他检修工作的开展，造成检修进度缓慢。

对于此类情况，提出了编制检修作业指导书的对策。根据以往检修经验编写检修作业指导书，并在每次的检修后对其内容进行不断改进，可作为班组新进人员良好的培训材料，为班组年轻人员提供了很好的工作思路和学习方向。检修作业指导书内容涵盖标准的检修作业风险辨识、工器具准备、原理介绍及操作方法等，为现场检修提供齐全的参考依据。标准化作业指导书可以使检修作业更加的精细化、流程化和制度化，不仅极大地提高了现场作业的效率和工作的规范性，而且还可以降低检修作业门槛，减轻企业的人力成本负担。

7 应用成效

(1) “便携式继电器校验台”的应用。由于在整个校验过程无需调整接线，避免了直流回路短路造成设备损坏以及人员触碰带电回路导致的触电事故，因此安全性、可靠性较高；其内部采取集成化的接线设计，只需通过旋转切换开关，即可选择到需要校验的继电器电源线圈及测量的继电器触点回路，还具有功率、电压、阻值显示，无需更换接线即可完成继电器的校验工作，极大地提高了工作效率，缩短了检修维护时间。

以对某台机组100多个6 kV中压开关屏柜继电保护设备的约500个中间继电器进行校验为例，除去检修人员技能水平及检修方法因素外，完成所有继电器的检修用时由原先的62．7 h缩减到49．9 h，节约了近13 h的检修用时，提高了工作效率，效果显著。在检修用工方面，还减少了一个人力的配合，降低了企业人力成本的投入。除此之外，还提高了检修作业的安全性，夯实现场设备检修的安全生产管理基础。

(2) “便携式交流回路通流装置”的应用。由于其体积小、质量轻，可方便携带至高处的CT本体进行通流工作，只需一组人即可加量，无需两组人员上、下相互配合，避免了人员配合不当而导致人身触电事故。同时该装置具有小电流测试功能，用小电流检查回路的正确性，给操作者提供了容错机会，避免了误通流而导致设备跳闸事件。其采用大功率移动电源进行供电，无需再另接220 V交流电源输入，使用便捷，方便了现场的安装调试接线工作。

(3) “标准化作业指导书”的应用。该指导书对检修项目内容做了进一步的细化，标准化、精细化、流程化的操作步骤为现场检修工作提供齐全的操作依据，降低了检修人员技能水平要求门槛，提高了检修作业效率和安全性，同时也成为了班组新进人员良好的培训材料。

8 结束语

随着继电保护技术的不断发展和革新，现在的微机保护装置相比以往继电器时代运行的稳定性提高很多，不需要太多人员参与维护，因此企业在人力资源上进行了优化，给每个检修班组的岗位编制一般在10人左右，如果机组台数较多，检修维护任务是非常重的。此时，可以根据检修现场工作的需要进行技术上的创新，一是可以在保障安全的基础上，提高工作的效率，缩短检修作业时间，把更多宝贵的时间用于班组人员技能水平的培养以及班组建设工作上，只有班组人员技能水平提高了，设备台账管理好了，班组安全管理水平才能够提高；二是可以通过技术革新提高现场设备的安全管理水平，针对典型事故案例，运用新技术、新工艺、新材料来避免同类事故的发生，真正意义上做到“别人亡羊我补牢”，也只有这样才能打通班组安全的最后一米。所述提高继电保护检装置检修作业效率的方法适用于绝大部分的继电保护检修作业，具备制作成本低、可操作性强、安全性能高等特点。