厂变保护装置技术改造实践与非典型问题分析

1 改造背景与目的

某电厂 1 号厂变保护原采用RCS-9621C型微机保护装置，于 2009 年 6月投运，至 2025 年已运行满 15 年。根据《DL/T 587-2019 微机继电保护装置运行管理规程》规定，微机型继电保护装置设计寿命一般为 10～12 年。该装置已超期服役，且存在电子元器件老化、人机交互界面落后、维护工作量大等问题，运行安全性与可靠性逐渐下降。此外，原保护装置数字化与网络化水平较低，无法与厂内保信子站实现信息互联，给运行监控和故障追溯增加了难度。

为提升保护装置的智能化和网络化能力，提高故障检测准确性与响应速度，保障厂用变压器长期安全稳定运行，该厂在 220kV新河甲线保护装置改造期间，对 1 号厂变保护装置实施整体升级改造。

2 改造实施要点

继电保护改造不同于新建工程，应尽量利用现有屏柜和二次回路，以降低改造成本和施工工作量。然而，该厂的 1 号与 2 号厂变保护装置位于同一盘柜内左右两侧，若在原位置直接施工，存在误碰 2 号厂变保护装置的风险，同时现场拆除、敷设电缆过程也易引发误操作。

因此，本次改造采取异地改造方案，依据《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2023 年版）》要求，所有更换的二次电缆均采用A类阻燃型，显著提高电缆的防火与绝缘性能。新保护装置选用南京南瑞继保电气有限公司PCS-9612CS型，可直接通过以太网接入保信子站，实现保护定值、动作信息及运行数据的实时采集与存储，为检修与故障分析提供支持[1]。

2.1 前期准备

改造前，继保专责完成了施工图纸编制和多轮审查，确保设计方案可行且细致。施工人员提前在异地安装新保护屏柜，并备齐原竣工图、最新定值单、新保护装置说明书以及所需二次电缆型号规格、线号管和电缆牌等材料，确保施工过程高效顺利。

2.2 改造过程

在现场施工前，工作负责人对施工区域的安全风险进行全面评估，并向工作班成员进行安全与技术交底。全过程严格执行工作票制度，按计划依次开展电缆解线、清退、敷设、接线和调试等工序。

2.3 二次接线规范

新厂变保护装置的二次接线严格遵照 GB 50171《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》的相关规定和要求进行施工[1]。接线时，每个接线端子只允许连接一根电缆芯；对于多股软导线，应选用相同规格的线鼻子，并在压接牢固后接入端子排。施工过程中应保证电缆芯及其绝缘层完好无损，每根电缆芯必须配有线号管，并在管上标明电缆编号、回路号等信息，以有效防止出现误接或混线的情况。装置内部的全部电缆布线应排列整齐、走向清晰，尽量避免交叉，并在电缆夹层内将所有电缆逐一捆扎固定，防止松动位移。同时，悬挂的电缆牌应保持清晰醒目，并标注电缆的用途、起点、终点及型号等相关信息，以确保运行、检修和管理工作的安全与高效。

3 检验与调试

改造完成后，对保护装置进行二次回路检查、装置整组试验和传动试验，均依照《DL/T 995 继电保护和安全自动装置检验规程》执行。

3.1 二次回路检查

二次接线正确性直接影响设备运行安全，须经至少两人两轮以上反复核对。验证直流与交流回路无短路、接地、误接等情况，电源回路应相互独立。CT回路极性必须正确，且不得开路，回路接地仅限一点。检查二次回路的绝缘性能，须从保护屏柜端子排处将所有引入的外部回路及电缆全部断开，分别将电流、电压、直流控制、信号回路的所有端子各自连接在一起，用 1000V绝缘电阻表测量各回路对地和各回路相互间绝缘电阻，其阻值应大于 10MΩ。

3.2 装置整组试验

将确认无误的最新定值单输入保护装置，利用继电保护测试仪施加模拟量，检查采样精度、相位一致性以及零漂指标，验证各保护逻辑及动作时间正确，并确认保信子站可正常采集装置全部运行数据与故障信息。

3.3 传动试验

通过向端子排注入模拟故障量，模拟装置在运行中对设备的跳闸、报警等动作，验证相关回路的完整性与正确性。传动试验应在模拟装置与开关均处于运行工况条件下进行，是设备投运前的最后关键环节。

4 非典型问题及处理方式

4.1 交流插件额定电流与CT变比不匹配

在完成二次接线全面检查后，工作人员准备进行厂变保护装置静态试验时，发现所采购的厂变保护装置B01 交流插件为 1A的模块，而本厂电流互感器（CT）变比为 5000/5。由于模块额定电流与现场实际不匹配，若直接试验将影响保护动作的准确性和可靠性[3]。考虑到本次工程工期紧、任务重，工作负责人立即暂停试验，并第一时间向生产部领导及生产科技部专责汇报问题。相关部门随即组织技术研讨，确定了紧急处置方案：立即与南瑞继保公司进行技术沟通和协调，请求提供与现场参数匹配的 5A模块，并采用空运方式尽快送达现场。当日下午，保护班派出两名工作人员紧急前往广州白云机场领取该备件，当晚返回现场完成交流插件的更换，保障了试验工作的顺利继续。

4.2 跳位监视与合闸回路误连导致控制电源跳闸

在随后的厂变保护传动试验准备过程中，又出现另一异常。现场发现，厂变高压侧 811 开关处于分闸状态，当在保护装置操作部位旋转把手执行合闸操作时，控制电源空气开关瞬间跳闸。经过详细排查，定位故障原因为装置端子 1-4CD#4（跳闸监视）与#5（合闸线圈）之间的内部连接线未按要求解除，造成非预期回路导通。具体表现为：旋转把手合闸时，控制电源正极+KM—装置内部合闸回路—1-4CD #4 、#5 端子—厂变高压侧 811开关常闭辅助接点—控制电源负极-KM构成回路，导致短路，引发空气开关跳开。

经对比改造前后的接线方式可知，按照设计，保护装置的跳位监视回路应由继电器TWJ与厂变高压侧 811 开关的常闭辅助接点串联，且该监视回路与合闸回路/合闸线圈应完全独立。但由于本次改造周期紧、操作频繁，接线核对环节未充分注意该处差异，最终引发短路跳闸事件。

本次事件反映出，在继电保护工程施工和改造中，误碰、误接线、误整定等被业内称为“继保三误”的问题具有较大风险，必须予以高度防范。尤其在改造项目中，由于接线工作量大、环节繁多，任何一个细节疏漏都可能引发设备异常或保护失效。

结束语

1 号厂变保护装置改造后已顺利投入运行，有效消除了原装置因运行年限较长、电子元器件老化等因素可能导致的多项潜在风险与隐患。改造后的装置运行稳定、性能可靠，保护功能配置完善，能够全面满足当前运行和安全要求。同时，该保护装置实现了与保信子站系统的良好兼容，为日常消缺、运维检修工作提供了有力的数据支持与技术参考。

此次改造不仅为后续相关设备的技术升级和维护检修积累了宝贵经验与可行依据，更为厂变实现长周期、安全、稳定运行奠定了坚实基础，对提升设备可靠性和保障电厂安全生产具有重要意义。

参考文献

[1] 梁元龙. 火电厂发变组保护改造研究与应用 [J]. 电工技术, 2022,(09): 169-171.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范: GB 50171-2012[S]. 中国计划出版社, 2012.

[3] 蒋飞,李诗林,郑海东. 6kV厂用电保护装置改造及应用[J].设备管理与维修,2022,(07):78-81.