220kV变电所保护装置改造中继电保护施工风险和技术对策

摘要：本文以220kV输电线路保护装置的技术改造项目为例，改造涉及线路保护、电子五防、遥信遥测系统等，其在施工过程中，极易发生继电保护“三误”事故，可能发生由于联锁回路和控制回路不完整导致的保护误动、运行误操作等严重后果。如何做好继电保护工作的风险辨识和工作安全分析，采取相应的安全措施和防范措施，确保线路保护装置改造中的继电保护安全施工，就是一个重中之重的难题。通过分析编制各种方案措施和施工实践中的管理方法，对220kV变电所改造中的继电保护安全施工进行了风险分析和技术对策。

关键词：220kV线路继电保护；设备改造；安全施工

0 引言

220kV变电所（以下简称变电所），220kV系统采用单母线分段接线方式：系统接入4个回路开关，即2条220kV进户线路开关和2台主变压器一次开关，220kV电力系统一次接线如图1所示；2024年4月运行单位利用公司停工检修窗口期，对变电所220kV南钢线保护装置的技术改造以及对旧回路中的不规范设计进行更正，现已圆满完成改造，确保了我司电网安全稳定运行。

1 保护更换基本情况

220kV南钢线保护装置采用双套保护，分别为“南瑞继保RCS-901BFM、南瑞继保RCS-931AFM-32”保护装置，此两套装置为2007年投用的，按照电力行业标准“微机继电保护装置的使用年限一般为 10-12 年”的规定，至今均已达到使用年限，因此利用此次大检修时期彻底解决超期运行的南钢线两套保护装置，存在误动作的安全隐患，将原保护装置更换为“北京四方CSC-103A-G-R 数字式超高压线路保护装置、国电南自PSL-603UA-G线路保护装置”。相关参数见表一。

2 施工方案及更换中继电保护方面存在的风险分析

2.1施工方案及安排

该改造工程属于公司级重大技改项目，涉及范围广，施工现场与运行设备相邻，安全情况复杂，且有很高的技术难度，但项目整体施行要求保护柜改造工期与停电时间尽可能短，以尽量减少电力系统单电源运行方式带来的危险；特别是改造过程中涉及失灵保护、220kV母差保护、稳控装置、遥信遥测远传系统等重要设备，在施工过程中极易发生继电保护“三误”事故，可能发生由于联锁回路和控制回路不完整导致的保护误动、运行误操作等严重后果。

故经过多方论证，决定采用先查再验后移的施工方案，并尽可能减少停电时间。区域提前查清南钢线旧保护柜二次线，完成旧保护柜与220kV母差保护柜、稳控柜等在运屏柜联络电缆拆接风险辨识和工作前安全分析的第一种工作票，并制定新保护柜验收表格。

2.2 施工过程中继电保护方面存在风险分析

1）前期查清220kV南钢线两套保护柜的二次接线，人员可能会误操作导致直流短路接地，致使相关线路跳闸。

2）拆除旧保护柜的控制回路和保护装置时，涉及220kV进户线断路器失灵保护、稳控保护装置、遥信遥测远传系统等，易引起保护误动，或电力调度信号失真产生误判。

3）稳控保护装置、母差失灵保护装置回路，接入南钢线新保护柜的二次线回路过程中，且在改造过程中母差保护运行，回路复杂，极易发生继电保护“三误”事故。

4）新设备调试时易发生设备损坏、电力调度遥信遥测远传等信号缺失。

5）二次回路拆除过程中，走错间隔拆错回路导致保护误动或拒动；施工过程中导致交流母线电压消失或直流电源消失，保护误动或误报警。

6）电流互感器二次回路开路。

7）电压互感器二次回路短路接地。

3 相应控制措施及技术对策

针对上述风险，制定了相应的控制措施和技术对策，确保做到在工程实施前安全措施到位，监护人到位，双区长履职到位，工作结束后恢复安全措施到位。以下通过对安全措施实例解决施工风险的控制措施和技术对策进行分析。

1）前期查明南钢线旧保护柜的二次线，需要三人执行，一人观看跳闸二次图纸，告知端子排与线帽号，如图2所示，第二个人监护工作人员不要走错间隔或误使直流电源接地，第三人听从前两个人，执行手指口述完成二次线查线。

2）编制完善的“继电保护安全措施票”将施工涉及设备相关的母差失灵保护、稳控装置、遥信遥测系统（RTU）电能计量装置等的回路一一标明相应点表，重要部分标注颜色；特别是涉及的启动失灵回路、稳控电流回路、出口跳闸回路等。由于是分间隔逐步转接，在母差失灵保护屏上相邻的设备仍在运行，电流回路有电，出口跳闸回路有效，因此更要特别注明，拆除时要再三确认，做好详细标识，用绝缘胶带可靠包扎和固定，防止发生电流回路开路、跳闸回路误碰正（或负）电源而导致误动，也防止施工中直流接地导致保护误动。

3）南钢线路断路器的失灵保护是施工中风险性最高的一个设备。由于施工周期短，且220kV热化线、1#主变开关在合位，因此母差失灵保护装置在此运行方式的施工中就很特殊，接入有一定的风险，所以在两套保护装置接入时不能接错，特组织施工人员提前学习失灵保护二次原理图，如图3所示，并制定了二次电缆接线表，确保了新保护柜的二次线正确接入。

4）针对保护装置调试遥信遥测远传系统，南钢线两套纵联保护均采用双通道对外通讯，能够实现双通道无延时切换，其中一个通道中断后不影响另一个通道的正常运行，总体通讯示意图如图4所示。

5）为防止人员走错间隔，或误操作导致直流电源消失，施工前实施在运设备硬隔离，更换设备全停电目标，具体措施为：①将运行的保护柜、数字接口设备布置“运行中”红布及“止步、高压危险”警戒带和黄黑色相间硬围挡；②标识施工人员出入通道；③将南钢线保护装置电源、控制电源、遥信电源、电压回路电源、交流电源开关、光电转换及数字接口柜3K、4K开关全部拉开；④工作票负责人、工作许可人提前对现场施工人员安全交底，现场签字，完成工作许可、作业许可。

6）防止电压互感器二次回路短路和接地。在拆除和新安装设备的过程中，涉及很多电压回路，在接入电压回路的过程中还必须带电操作。采取的措施是铺设绝缘胶皮或站在绝缘凳子上，戴绝缘手套，电压回路拆除一根线就绝缘包扎一根；使用工具的裸露部分进行绝缘包扎，防止误碰短路；无关回路用绝缘胶带粘贴封闭，防止拆错线。

通过上述安全措施和技术对策的实施，改造后的220kV南钢线保护屏于2024年4月27日一次送电成功。

4 结束语：

母线保护装置是重要的电网设备，其安全改造、检修、维护、运行对于电力系统起着至关重要的作用。本文通过对220kV变电所线路保护改造施工中，严格按照风险辨识、工作安全分析，制定施工方案、调试方案和专门的继电保护安全措施表，从而没有出现影响设备安全运行的继电保护事件。本文也为同类型改造施工提供一定的参考，致使不断提升电力设备检修改造管理水平，规范操作，规范施工，提升设备的本质安全，进而提升整个电力系统的安全运行水平。

参考文献

[1]国电南自.PSL-603U 系列线路保护装置说明书（国网标准版）.2023：14.

[2]薛明荣.浅谈数字母线保护的研究与应用[J].自动化应用，2019（8）：61－62，81．