水电站保护通信设备的缺陷分析和管理建议

李 波，张 伟，王文松，金文俊

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610051)

0 引言

某大型水电站6台机组,总装机容量360万kW，平均年发电量166.2亿kWh。该水电站保护专业所辖设备包括：通信系统、500 kV GIS、GIL汇控柜、故障信息子站、PMU、行波测距、安控、厂内厂外10 kV及400 V控制系统、主变冷却控制系统、故障录波、GCB控制系统、发变组保护、500 kV元件保护及厂用电保护。建设期间，共发现缺陷130条；投产初期，共处理缺陷73条。通过对建设期间、投产初期的缺陷统计，分析不安全事件的类型、数量分布、所占百分比，从而明确了管理的重点，提出了保护通信设备的管理建议。

1 建设期间的缺陷统计

按照设计缺陷、安装缺陷、设备缺陷3类情况，统计建设期间(2013.04—2014.07)该水电站6台机组的缺陷故障，其总体情况如表1所示，各类缺陷具体情况如表2～4所示。

2 建设期间缺陷分析

2.1 设计缺陷

(1)设计图纸与现场不符，主要体现在设计与设备厂家出厂接线不一致，造成内外回路不能一一对应，如设计院定义的非电量保护柜中的出口回路与保护厂家的定义不符，造成出口逻辑混乱。建设期间的设计缺陷是一种固有缺陷。

表1 缺陷总体情况

表2 设计缺陷

表3 安装缺陷

表4 设备缺陷

(2)设计功能不满足现场需要，且设计图纸与现场不符。例如：发电机出口电压互感器“手车工作位置”、“手车试验位置”的三相常开位置接点并联后送监控，当任何一个手车至工作位置时，监控将误认为三相手车位置在工作位置。

(3)笔误主要体现在回路号、电缆号书写错误，短接线错位，远端设备混淆，备用芯数量错误等。

(4)反措错误主要体现在CT、PT在汇控柜(端子箱)和保护装置处重复接地等。

2.2 安装缺陷

(1)未按设计施工主要体现为重复敷设电缆、多余电缆未抽出、设计修改执行不到位等。存在私自并接、接地缺失、接线端子错位、随意接线等现象。

(2)安装质量缺陷主要体现为号头缺失、电缆号牌缺失、备用芯裸露、设备外观破损等方面。存在水晶头制作工艺差、电缆接线工艺差等现象。

(3)试验项目缺陷主要体现在试验项目遗漏，如闸坝进水口备自投逻辑试验、开关分合试验、监控信号核对、10 kV电度表与监控通信调试等。

2.3 设备缺陷

(1)设备性能差主要体现为设备功能不满足现场需要、设备功能不能实现、设备性能不可靠等方面，如拦河闸坝配电室400 V联络开关柜备自投装置动作后，其信号无法复归等。

(2)元件损坏主要体现为盘柜变形、设备按键失效、插件损坏、附属元件损坏等方面，如乒乓式转子接地保护2-31R2电阻损坏等。

3 投产初期的缺陷统计

按照设备缺陷、安装缺陷、运行工况3类情况，统计投产初期(2013.08—2014.10)的缺陷，并将缺陷按照系统分类，具体分布情况如表5～6所示。

表5 缺陷总体情况

4 投产初期的缺陷分析

4.1 缺陷总体情况

从表5可以看出，设计缺陷已在建设期间得以解决，投产初期主要是设备本身故障、元件损坏等设备缺陷，其次是端子松动的安装缺陷，以及因运行工况影响产生的新缺陷。

表6 系统缺陷

4.2 系统缺陷

从表6可以看出，缺陷主要集中在主变冷却器、发变组保护、厂用电这3类系统上，且缺陷主要表现为附属元件的损坏、异常等，具体体现如下：

(1)主变冷却系统缺陷主要有：油压力表计损坏、水压力表计损坏、表计渗油等设备缺陷，以及端子松动等安装缺陷；

(2)发变组系统缺陷主要体现为附属设备的元件损坏，如电压继电器、转子接地保护大功率电阻、温湿度控制器、瓦斯继电器、微机消谐装置的元件，以及端子松动的安装缺陷；

(3)厂用电系统缺陷主要有：温湿度控制器保险损坏、微机消谐装置损坏、智能电表故障、温控箱温度跳变等设备缺陷，以及端子松动等安装缺陷;

(4)其他设备缺陷主要体现为故障录波漏接线、端子松动，500 kV母线保护端子松动，蓄电池接触器损坏，卫星通信基带单元装置死机等。

5 投产初期的不安全事件

投产初期(2013.08—2014.10)的不安全事件如表7所示。

5.1 发电机定子一点接地故障

6号发电机IPB B相主变低压侧PT柜上方，第1组支柱绝缘子中某支绝缘子存在质量缺陷，运行中发生接地故障时，发“定子一点接地”信号。接地电流使绝缘子弹力块表面过热碳化，同时弹力块与绝缘子间隙内的空气高温膨胀，造成绝缘子爆裂并脱落，弹力块及绝缘子碎片掉落后，母线与地之间绝缘恢复，使系统恢复正常运行。

5.2 保护A套失灵保护出口跳闸

5号发电机保护A屏内1QD∶5、1QD∶18端子外接芯线电缆远端被浸泡在防火涂料中，导致芯线间发生非金属性短路；同时由于5号发电机保护A屏与5B高压侧T区保护屏之间的启动失灵保护信号电缆接线错误，向5号发电机保护A屏内误发启动失灵保护信号，5号发电机负荷电流值超过失灵保护启动定期；上述2个条件同时满足，导致5号发电机失灵保护动作出口跳闸。

6 保护通信设备管理建议

6.1 严格把关设计质量

通过统计建设期间的缺陷类型，发现设计缺陷比重较大。根据投产初期的缺陷及不安全事件统计，未发生因设计原因造成的设备缺陷和不安全事件；因为一些设计错误可在安装期间通过细致的核查、试验加以消除。但是，严格把关设计质量，是设备安装调试的基础，可提高图纸的准确性，大大提高安装的效率。因此，审查设计图纸必须结合现场设备内部接线，结合反事故措施，保证设计与厂家设备功能、接线的一致性，提高设备的可靠性。同时，还必须考虑现场实际，增加必要的监视回路、逻辑改进等，保证电缆号头、号牌、设备名称的准确性。

6.2 严格监管安装质量

在建设期间存在的未按照设计施工、安装质量缺陷、试验项目遗漏等问题，在机组投产发电后，只有通过专项工作、设备的定期维护、设备的集中检修逐一排查解决。因此，设备的首次检修显得尤为重要，不能按照普通小修项目执行，而是要按照全部检验的项目执行，对设备的性能、回路、接线进行全部检查。

安装质量问题监管必须参照设计图纸、行业标准、技术反措、工艺要求等执行，保证图纸与现场接线的一致性、工艺的规范性、试验项目的正确性和完整性。设备投运前，对设备进行全部检验和联动试验是检验设备和回路的有效方法。从投产初期的缺陷统计可以看出，端子松动较多，因此投运前对设备所属回路端子进行全面紧固尤为重要。从失灵保护动作不安全事件可以看出，试验项目必须完整、正确；安装期间做好对线、联动试验，保证每项试验完整和正确，以避免此类事件的再次发生。

6.3 全面掌控设备缺陷

设备质量缺陷是由于设备自身性能，运输过程，储存、运行环境造成的。从缺陷统计可以看出，主设备及保护装置的可靠性较高，其附属设备，例如绝缘子、电压继电器、电阻、温湿度控制器等，是缺陷的主要部分。因此，通过安装期间的试验、运行后的定期检验、预防性试验，提早发现设备缺陷是关键，备品齐全是保证。

7 结束语

通过上述分析可知，设计图纸审查是基础、安装质量监管是关键、设备质量是保障，设备投产后将不断暴露设计、安装、设备的缺陷，必须通过专项工作、定期检验、机组小修等手段主动发现隐患，同时做好设备的缺陷统计和分析，保证设备的可靠运行。