运行中的变电站继电保护改造施工问题研究

付欣

（国网江西省电力有限公司九江供电公司，江西 九江 332000）

0 引言

改造施工是提高变电站继电保护系统的有效方法之一。通过对继电保护系统的升级、改造或重组，可以提高系统的性能、可靠性和运行效率。特别是对老旧变电站的继电保护系统升级改造，可以有效提高其安全性和可靠性，延长其使用寿命，以适应当前和未来的发展需求。

1 运行中的变电站继电保护改造施工存在的问题

1.1 系统停电时间限制

运行中的变电站继电保护改造施工是变电站维护中的重要环节。然而，施工过程中存在一个关键问题，即系统停电时间限制。以下将详细说明这个问题。变电站继电保护是保证电力系统安全稳定运行的关键装置，能够在发生故障或异常情况时迅速切断电路并隔离故障区域，以防止电力事故的发生。然而，在进行继电保护改造时，为了确保工作质量和施工安全，通常需要停电来进行工作。系统停电时间限制是指在改造施工期间需要暂时中断供电，而这段时间应尽量减少，以减轻用户的不便和避免经济损失。这主要是因为变电站是供电给用户的关键环节，在停电期间，用户将无法正常使用电力，可能会导致生活、生产等方面的困扰。系统停电时间限制问题的核心是如何平衡改造施工的需求和用户的需要。一方面，继电保护改造需要安全、高效地进行，以确保设备的正常运行和维护电网的稳定性。另一方面，用户对电力的需求日益增长，长时间的停电可能会造成用户的生活和生产的困扰，甚至带来经济上的损失。

1.2 安全风险

运行中的变电站继电保护改造施工是一项关键的维护工作，但在施工过程中存在着重大的安全风险。以下将详细说明这些问题。首先，继电保护改造施工涉及对变电站的关键设备进行更换、调试和调整，这要求工作人员在变电站高压环境下进行操作，如操作高压开关设备和接线盒等。这种情况下，如果不严格遵守安全操作规程，工作人员可能会面临触电、短路的风险。这些电气安全风险可能对工作人员的生命和健康造成严重威胁。其次，继电保护改造过程中通常需要对电路进行接线和调试工作。这涉及对电源进行接线以及继电保护装置的调整和配置，如果没有正确地进行工作顺序和操作流程的掌握，有可能导致电磁兼容问题、回路短路和线路过载等意外情况。这些问题可能会严重影响变电站的运行安全和电力系统的稳定性。另外，继电保护改造还可能涉及对设备的拆卸和安装，这可能导致重物运输、高处作业和设备搬运等操作。如果在操作中没有合理的操作计划和安全措施，可能会引发人身伤害事故，如坠落、被物体击中或擦伤等。最后，施工期间存在不可预见的外界因素，如恶劣天气、设备故障和人为疏漏等，这些都有可能加剧施工过程中的安全风险。

2 运行中的变电站继电保护改造施工的优化措施

2.1 项目概况

事故发生前，110kV AA 线带110kV BB 变#1 主变正常运行，带全站负荷。10kV AA 线913 开关在热备用，BB 变备自投保护装置投入运行。2021 年5 月15 日21 时03 分左右，110kV AA 线发生C 相永久性接地故障，BB 侧110kV BC 线113 开关跳闸，导致CC 变#1 主变无主供电源。110kV AC 线跳开以后，CC 变站内10kV 备自投装置未动作，导致CC 变失压，直至合上10kV BC 线913 开关后，站内负荷才恢复正常。

2.2 前期调研和分析

在进行运行中的案例变电站继电保护改造施工之前，进行充分的前期调研和分析是至关重要的。这样的调研和分析能够为后续的施工计划和措施制定提供必要的基础和依据。下文将阐述进行前期调研和分析的要点，以保证施工的高效和安全。首先，了解变电站的基本情况和运行状况。通过收集变电站的相关资料，包括设计图纸、运行记录和相关设备的技术参数，了解变电站的结构和工作原理，明确继电保护系统的组成和功能。了解变电站的运行状态、历史故障和改造历程，掌握变电站的整体运行情况。其次，进行现场勘察和检查。实地前往变电站进行勘察，通过观察和检查，了解变电站的实际情况。包括变电设备的布局和摆放情况、接线和连接方式、继电保护装置的型号和参数等。检查现场设备的状况，如设备的老化程度、损坏部位、维护记录等，以便评估继电保护改造的必要性和可行性。再次，分析现有继电保护系统的问题和不足。通过对已有继电保护系统的分析，发现存在的问题和不足之处，如响应速度慢、误动、误报等。分析造成这些问题的原因，包括设备老化、技术落后、设计不合理等方面。确保对继电保护系统的问题有全面的了解，为改造计划的制定提供依据。此外，进行风险评估和分析。识别和评估在继电保护改造期间可能发生的风险和隐患，包括施工期间可能带来的供电中断、设备损坏、人员伤害等。分析这些风险发生的概率和严重程度，制定相应的风险控制措施，保证施工过程的安全性和稳定性。最后，与供电部门和相关单位进行沟通和协调。将前期调研和分析的结果整理成报告或汇报，与供电部门、运维团队和相关单位进行沟通和协调。分享调研和分析的结果，征求各方的意见和建议，以便后续施工计划和措施的制订。确保各方的理解和支持，为继电保护改造的顺利进行奠定基础。

2.3 合理进行工程进度控制

在运行中的案例变电站继电保护改造施工中，合理进行工程进度控制是确保施工按计划高效进行的重要环节。以下是一些关键措施，可以帮助实现合理的工程进度控制。首先，制订详细的施工计划。在开始施工之前，制订一个详细的施工计划是必不可少的。这个计划应包括所有关键阶段和任务的时间表，人力资源的安排，所需设备和材料的准备，以及与供电部门和相关单位的协调等。确保计划中的各项任务和阶段的先后顺序合理，明确施工的起止时间和工期。其次，合理安排资源。在进行工程进度控制时，需要根据项目需要，合理分配和调度人力、设备和材料等资源。确保有足够的劳动力资源来完成各项任务，同时要保证所需的设备和材料能够及时到位。在资源调配中要考虑因素如施工条件、设备交流情况以及项目实施人员的技术水平等，以最大程度地提高工作效率。再次，监测和评估工程进展。在整个施工过程中，要进行实时的监测和评估工程进展情况。通过设立监测指标和界定关键时间节点，及时掌握施工进度和任务完成情况。如有发现进度偏差或延迟，要迅速采取相应的措施进行调整，以保持项目的整体进度。此外，实施有效的项目管理。运用项目管理的方法和工具，进行工程进度控制。建立项目组织架构，明确各个角色的职责和权限。设定工程任务的详细分工和工作量预估，进行有效的任务分配和优先级排序。利用信息化系统进行沟通协作和进度追踪，确保项目各方面的协调与配合。最后，灵活应对变化和风险。在进行工程进度控制时，应该充分考虑到可能发生的不可预见的变化和风险因素。制订应急计划，并与相关方面进行沟通，以应对潜在的延误和风险情况。要持续进行风险评估和分析，及时采取相应的预防措施，以尽量减少变电站运行中继电保护改造施工的不确定性。

2.4 现场安全管理

在运行中的案例变电站继电保护改造施工中，现场安全管理是至关重要的一环。保障施工人员和设备的安全，防范事故发生，保障施工顺利进行，以下是一些重要的措施来进行现场安全管理。首先，建立健全的安全管理体系。制定并实施一套完善的安全管理制度和操作规程，明确各级责任人的安全管理职责，落实安全责任到位。建立现场安全管理的组织机构和管理层级，确保管理的科学化和规范化[1]。其次，进行安全风险评估和管控。在施工前，对施工过程中可能面临的安全风险进行充分评估，制定应对措施并记录在安全操作指引中。确保施工人员了解相关安全风险，并按照指引进行安全操作。常规检查现场用电设备、临时电源以及施工工器具等的安全性能，防止电气火灾和触电事故的发生。再次，组织安全培训和意识教育。对施工人员进行安全教育和培训，增强他们的安全意识和技能。包括安全操作规程、紧急情况的处理方法、个人防护用品的正确使用、现场危险源的识别和处理等。通过定期的安全会议和工作培训，加强安全意识和知识的传达，确保施工人员掌握必要的安全知识。此外，设立安全监测和报警系统。安装相应的安全监测设备和报警系统，实时监测现场的安全状况，如电气火灾、气体泄漏、温度变化等。设立报警机制，一旦发现异常，能够及时报警并采取相应紧急措施。确保人员和设备的安全[2]。最后，加强现场安全巡查和整改。定期派出安全巡查小组对施工现场进行巡查，发现问题及时整改。监督和检查施工人员是否按照安全操作规程执行工作，并及时提出整改意见。对发生过的安全事故和事故隐患要进行详细调查和分析，总结经验教训，加以改进。

2.5 监测和评估改造效果

在运行中的案例变电站继电保护改造施工过程中，进行监测和评估改造效果是确保施工质量和可靠性的关键环节。通过有效的监测和评估，可以及时掌握改造效果，确保改造的成功实施。以下是一些重要的措施，可以用来进行监测和评估改造效果。首先，明确监测指标和目标。在进行改造工作之前，需要明确监测的具体指标和预期的改造目标。这些指标可能包括变电站的运行可靠性、设备的响应速度、误动率和误报率等。根据变电站的实际情况和改造的需求，设定合理的指标和目标，以便对改造效果进行定量和定性的评估。其次，选择合适的监测方法和设备[3]。根据监测指标的不同，选择合适的监测方法和设备来进行监测工作。例如，可以采用在线监测设备来实时监测设备的运行状态和性能参数，也可以进行离线测试和检测，通过采集和分析数据来评估改造效果。需要根据具体情况，选择适用的监测技术和设备，以确保监测结果的准确性和可靠性。再次，建立监测和评估系统（图1）。建立一个系统化的监测和评估体系，包括设立监测计划和安排监测人员，制定监测程序和操作指南。确保监测工作的科学性和规范性，对监测数据进行及时整理和归档，以备后续的分析和评估[4]。此外，进行数据分析和评估。通过对监测数据进行分析，对改造效果进行评估。可以比较改造前后的数据，分析改造前后的差异和变化趋势。根据监测指标和目标，评估改造效果的好坏，并与预期的目标进行对比。如果发现不达标的情况，及时分析原因，并采取相应的措施进行调整和改进。最后，持续改进和优化。根据监测和评估的结果，不断改进和优化改造方案和施工流程。通过总结经验教训，加强质量控制，提高改造的可靠性和效果。要及时反馈改造效果的评估结果给相关方面，以便后续的指导和决策，进一步优化变电站的继电保护系统[5]。

图1 变电站监测和评估系统

2.6 技术调试

运行中的案例变电站继电保护改造施工措施主要包括技术调试的步骤和注意事项。下文将重点说明如何进行技术调试，确保改造后的继电保护系统正常运行。首先，进行继电保护设备的启动和运行测试。按照设计方案和调试计划，逐个启动并测试继电保护设备。在启动过程中，要严格按照操作手册进行操作，并注意观察设备的运行状态和指示灯的反馈。确保设备启动正常，各个功能模块正常工作，参数配置正确。其次，进行继电保护元件的校验和调试。根据设计方案，对继电保护元件进行校验和调试。包括对电流互感器和电压互感器的二次回路进行检查和调整，以确保其测量精度和灵敏度符合要求。对继电保护装置的参数进行设置和校验，确保其工作范围和设定值正确。再次，进行继电保护功能的测试和验证。根据设计方案，逐个测试和验证继电保护的各项功能。包括过电流保护、距离保护、差动保护等功能的测试。通过对各个保护元件的电流、电压和状态进行模拟和触发，验证保护装置的响应和判别能力，并记录测试结果。最后，进行继电保护系统的整体测试和联锁试验。在继电保护元件单独测试完成后，进行整体测试和联锁试验。模拟各种故障和异常情况，观察保护装置的联锁控制和动作情况。确保各个保护功能之间的协调和相互作用正常。

3 结语

运行中的变电站继电保护改造施工在提高电力系统安全可靠性方面起着重要作用。未来的发展趋势是智能化、可持续化和优化管理，以满足电力系统的不断发展需求，实现清洁、高效、可靠的能源供应。