智能变电站220kV线路保护装置验收要点研究

高林

德州供电公司，山东德州，253000

0 引言

智能变电站220kV线路新保护投运前，变电检修单位必须对新设备进行工程竣工验收，以检验保护配置、回路设计等是否符合电力系统继电保护安全运行要求[1-4]。按照目前变电站典型继电保护配置，根据十八项反措的要求，智能站220kV线路应配置两套不同厂家的保护装置，能够完成所需的各项保护功能，并应经现场调试传动检验。因为220kV线路保护电压等级较高，回路设计较复杂，在新装验收时需要注意的问题不少。现主要研究智能变电站220kV新装线路保护装置各个验收环节要点，用以指导现场工作，以使各个步骤更清晰、规范[5-6]。

1 验收前准备工作

1.1 资料检查

了解一次设备的接线及投入运行后可能出现的运行方式和设备投入运行的方案。熟悉现场设备安装情况，确认现场工作环境符合验收条件，提前安排验收人员熟悉该间隔相关二次设备情况。组织SCD文件验收前审核，认真检查虚端子配置情况，确保SCD文件的正确性及其与对应设备配置文件的一致性。检查线路保护相关二次回路安装图、电缆敷设图等全部纸质图纸及电子图纸，成套保护装置说明书及出厂试验报告、现场调试报告等是否齐全、准确。

1.2 现场核查

根据图纸及虚端子设计，现场核对所有保护装置的安装位置是否正确，二次回路设计是否符合相关设计、反措标准、规范。还要检查确认相关工器具、继电保护测试仪是否合格，确认设备状态是否良好。

2 电流互感器、电压互感器检验

2.1 设计要求核查

检查电流、电压互感器的变比、容量、准确级符合设计要求，并做相关试验。尤其要准确测试电流互感器极性、变比，确认电流互感器每个绕组的准确级是否和电流互感器铭牌对应。并与施工图纸核实，电流、电压互感器绕组的使用符合设计要求。

2.2 电流、电压回路检查

检查电流互感器二次绕组、电压互感器二次回路接线正确性及端子排引线压接的可靠性，测量二次回路直流电阻，防止电流互感器二次绕组开路，电压互感器二次绕组回路短路。检查电流互感器、电压互感器二次回路接地情况是否正确。电流互感器每一个二次绕组应分别在开关场有且仅有一点接地，不允许多个绕组接地点串接。电压互感器独立绕组应在开关场有且仅有一点接地。检查在电压回路中的空气开关触点动作可靠，且满足相关动作时限的要求。

2.3 合并单元检验

（1）合并单元检修状态测试。合并单元发送SV报文检修品质应能正确反映合并单元装置检修压板的投退。当检修压板投入时，SV报文中的“检修”位应置1，装置面板检修指示灯应点亮；当检修压板退出时，SV报文中的“检修”位应置0，装置面板检修指示灯熄灭。

（2）合并单元电压切换检验。给合并单元施加两组母线电压，通过GOOSE网络向合并单元发送不同刀闸位置信号，检查合并单元的电压切换功能是否正常，逻辑应满足电网继电保护运行要求。

3 二次回路检验

3.1 光纤回路检查

按照设计图纸检查各装置间光纤回路的正确性，包括保护设备、合并单元、交换机、智能终端之间的光纤回路。光纤外观应检查尾纤应呈现自然弯曲（弯曲半径大于5cm），不应存在弯折半径过小现象，不应承受任何外重，尾纤表皮应完好无损。尾纤接头应干净无异物，如有污染应清洁干净，备用接头应佩戴防尘帽。

尾纤接头连接应牢靠牢固，不应有松动现象。1310nm和850nm光纤回路（包括光缆熔接盒）的衰耗不应大于2dB，不合格的重新做头更换。

3.2 电缆二次回路检验

二次检验应根据说明书并结合现场情况进行，检验防跳回路和三相不一致回路、跳合闸回路接线正确性等。根据反措要求，220kV线路两套线路保护回路之间不应存在电气联系。应采取检验措施，保证两套回路之间不存在寄生回路的现象。

断开装置与回路的联系，用1000V绝缘电阻表测量各回路（分别将电流、电压、直流控制、信号回路所有端子连接在一起）对地和各回路相互间绝缘电阻阻值大于10MΩ。对新安装二次回路所有部件进行观察、清扫与必要的检修及调整。检查屏柜上的设备及端子排上内部、外部接线正确，接触应牢靠，标号应完整准确，且应与图纸和运行规程相符合。对断路器、隔离开关的二次回路进行检验，检验自保护屏柜引至断路器（包括隔离开关）二次回路端子排处有关电缆二次线连接的正确性及螺钉压接的可靠性。

3.3 智能终端检验

智能终端自启动或断电重启应自检正常，重启过程中，不应误输出、误发信。智能终端断电后，应发出故障告警，接收设备应发出链路中断或异常、GOOSE断链告警。检验断路器分相位置、刀闸位置、低气压闭锁重合等遥信信息应发送正确。

4 屏柜检查

4.1 保护装置及辅助设备检查

检查保护装置的各部分插件是否与设计相符，装置各插件标识清晰，并具有入网标识。抽查主要二次设备、辅助设备的工艺质量，以及导线与端子采用材料的质量，裸露铜线是否符合精益化的要求。保护装置外壳接地良好，接地线截面不小于4mm2。

4.2 标识、封堵等

检查屏柜上的标志正确完整清晰，并与图纸和运行规程相符。屏柜命名应与调度命名一致，并使用双重名称。装置硬压板按双重名称进行标注，备用压板应注明。压板颜色应符合设计规范要求：跳闸、合闸压板用红色，检修、远方投入功能压板用黄色，备用压板用浅驼色。屏柜内的电缆孔洞应封堵，不允许封堵不严，或存在明显缝隙。尾纤摆放整齐有序，编号准确并标有起止点，标识清晰完善。

5 保护装置检验

依据装置检验指导书的试验方法，对保护的每一项功能进行逐一检验。

5.1 装置上电检查

（1）打开保护装置电源，装置应能正常工作。

（2）检查并记录装置的硬件和软件版本号、校验码等信息，并校对时钟。

5.2 交流量精度检查

（1）零漂误差-0.05～+0.05。

（2）检验0.5、1、2倍的额定电流和0.5、1、1.4倍的额定电压下的测量精度，通道采样值误差≤5%。额定值时误差标准＜5%，采样均从试验仪加入。

（3）投退SV接收软压板，确认是否与电流电压采样对应。

5.3 开关量输入输出回路检验

（1）常规开入检查。

表1 常规开入检查表

（2）GOOSE开入检查：断路器分相跳闸位置TWJA、TWJB、TWJC，其他保护动作信号。

（3）开出硬接点检查：验证保护装置告警、故障接点。

5.4 检修状态测试

保护装置输出报文的检修品质应能正确反映保护装置检修压板的投退。保护装置检修压板投入后，发送的GOOSE报文检修品质应置位，同时面板应有显示；保护装置检修压板打开后，发送的GOOSE报文检修品质应不置位，同时面板应有显示。输入的GOOSE信号检修品质与保护装置检修状态不对应时，保护装置应正确处理该GOOSE信号，同时不影响运行设备的正常运行。在保护测试仪与保护检修状态一致的情况下，保护动作行为正常。输入的SV报文检修品质与保护装置检修状态不对应时，保护应报警并闭锁。

5.5 定值、软压板检查

定值整定：根据现场实际情况设置设备参数、保护定值等，根据定值单整定保护定值并将打印定值与定值单逐项核对。整定值失电保护功能检验：通过拉、合电源开关的方法检验保护装置的整定值在直流电源失电后不会丢失或改变。

检查设备的软压板设置是否正确，软压板功能是否正常。软压板包括SV接收软压板、GOOSE接收/出口压板、保护元件功能压板等。

5.6 保护装置逻辑校验

（1）纵联差动。将光纤通道自环，投入差动保护功能软压板、控制字等。分别检验差动保护在各相的动作情况，并进行定值检验。

（2）距离保护。投入距离保护功能软压板、控制字等。分别验证接地距离I、II、III段和相间距离I、II、III。定值误差在5%范围内合格。

（3）零序保护。投入零序保护功能软压板、控制字等。分别验证零序保护II、III段及零序加速段保护。检验时还应进行零序保护反方向检验，保证保护可靠不动作。定值误差在5%范围内合格。

（4）重合闸。验证单相重合闸、三相重合闸、停用重合闸在单相故障和多相故障下的动作情况。注意：重合闸判同期时主要检验母线与线路电压之间的角差。

（5）CT、PT断线告警。CT断线告警是电流回路是否完好的标志，故此信号必须实际传动到位。报警条件一般为自产零序电流大于一定值而无零序电压，则延时10秒发CT断线异常信号。PT断线告警是电压回路是否完好的标志，电压与距离、零序保护等息息相关，此信号必须实际传动到位。

5.7 保护装置GOOSE输出检验

（1）GOOSE输出。投退GOOSE发送软压板，查看保护装置报文及相关装置的GOOSE接收情况。测试保护动作分别跳断路器A、B、C相，查看保护装置指示灯、装置报文，智能终端接收GOOSE跳令后对应相跳闸灯动作情况。启动断路器A、B、C相失灵，查看保护装置指示灯、装置报文，对应母线保护接收GOOSE启失灵令后对应相开入情况。模拟多相及多段故障，查看本保护装置指示灯、装置报文及另一套保护闭锁断路器重合闸开入情况测试保护动作分别合断路器A、B、C相，查看保护装置指示灯、装置报文，智能终端接收GOOSE跳令后对应合闸灯动作情况。

（2）整组GOOSE功能检测。GOOSE报文发送检修位：检修压板投入时，GOOSE报文应及时降test标志置位。GOOSE检修跳闸逻辑：测试保护与智能终端检修态各种组合情况下的动作行为。GOOSE检修开关位置逻辑：测试保护与智能终端检修态各种组合情况下保护的开关位置状态。GOOSE中断告警：测试断链及配置错误告警，查看相应装置指示灯及后台监控上报告警信息正确与否。

6 保护整组试验

首先检查保护装置动作行为、断路器动作行为、装置指示灯动作信号、厂站自动化系统信号、监控信息等正确无误。然后将保护装置带实际断路器进行必要的跳、合闸试验，以检验各有关跳、合闸回路、防跳回路及闭锁回路正确性。其次分别模拟单相A、B、C瞬时和永久故障、断路器动作情况、后台及录波器等信号上传情况。最后模拟相间和三相故障，断路器动作情况，后台、录波器、子站等信号上传情况。

7 保护装置通道联调试验

借助于光纤通道实现的纵联保护的整组试验。记录光纤通道是专用通道还是复用通道，并记录通道的延时时间。

7.1 差动保护调试

首先模拟线路正常运行：两侧断路器合位，对侧加额定电压，本侧模拟线路区内故障（A、B、C相故障），观察、记录动作情况。其次模拟本侧对线路充电：本侧开关合位，对侧开关分位，本侧模拟线路区内故障（A、B、C相故障），记录动作情况。模拟线路弱馈保护：两侧断路器合位，两侧分别进行如下试验：一侧加三相电压（一般为34～37V左右，即大于线路PT断线电压且小于弱馈电压），另一侧模拟线路区内故障（A、B、C相故障）。

7.2 远跳试验，必须投入差动保护功能压板

（1）本侧保护接收对应母差保护的GOOSE支路跳闸，对应其他保护开入变为1：对侧保护收到远跳命令，若定值“远跳受本侧控制”控制字为1，对侧需加启动量，远跳才动作；控制字为0，无需加启动量直接远跳动作。

（2）对侧保护接收对应母差保护的支路跳闸开入：本侧保护收到远跳命令，若定值“远跳受本侧控制”控制字为1，本侧需加启动量，远跳才动作；控制字为0，无需加启动量直接远跳动作。

7.3 通道联调注意事项

（1）对于光纤通道，可采用自环方式检查通道是否完好；光纤尾纤应呈现自然弯曲（弯曲半径大于5cm）。在新安装或更换设备后应测试其通道传输时间。

（2）测试装置通道收发功率大小是否满足要求，接入跳纤，观察装置通道中断能否复归。

（3）检查两侧保护装置的型号、版本，是否符合差动保护要求，且装置命名正确、规范。

8 保护装置应用负荷电流及工作电压进行方向测试

首先测量所有电流、电压的幅值，检验电流、电压回路接线是否正确、牢靠。电流回路备用绕组应用钳形电流表检测回路是否正常。其次检查电流差动保护接到保护回路中的电流回路的相对极性关系及变比是否正确，测量中性线的不平衡电流是否满足要求。最后根据测试结果画出电流电压的六角图，结合一次潮流的流向，判断出电流电压的相对关系是否正确。

9 结语

本文在总结智能变电站220kV线路保护验收经验的基础上，重点从二次回路检验、保护装置的逻辑调试、整组传动、通道联调等方面对智能变电站220kV线路保护装置验收要点进行了分析，条理清晰，重点明确，贴合现场实际。并对智能变电站验收工作提出了建议，有助于提高智能变电站的施工和验收水平，保障智能变电站的顺利投运。应该说，智能变电站的二次设备施工复杂、精细，其验收过程更是纷繁复杂，随着智能变电站技术的发展，持续研究二次设备施工和验收相关内容是每个二次工作人员的应有之义。