智能变电站 110kV主变保护作业指导书.docx
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智能变电站110kV主变保护作业指导书
智能变电站
110kV电压等级主变保护调试
作业指导书
批准：
审核：
编写：
作业负责人：
目次
1.应用范围
2.
本指导书适用于智能变电站110kV电压等级主变保护现场调试工作，规定了现场调试的准备、调试流程、调试方法和标准及调试报告等要求。
本指导书中所涉及变压器保护以高压侧内桥接线、低压侧双分支单母分段接线的双绕组变压器（高2-低2）为基础型号，且为主后一体保护，其他接线情况及主、后独立的保护可参照执行。
3.引用文件
4.
下列标准及技术资料所包含的条文，通过在本作业指导书中的引用，而构成为本作业指导书的条文。
本作业指导书出版时，所有版本均为有效。
所有标准及技术资料都会被修订，使用作业指导书的各方应探讨使用下列标准及技术资料最新版本的可能性。
GB14285继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T15147电力系统安全自动装置设计技术规定
DL/T478继电保护和安全自动装置通用技术条件
DL/T587微机继电保护装置运行管理规程
DL/T769电力系统微机继电保护技术导则
DL/T782110kV及以上送变电工程启动及竣工验收规程
DL/T860变电站通信网络和系统
DL/T995继电保护及电网安全自动装置检验规程
Q/GDW10kV~110（66）kV元件保护及辅助装置标准化设计规范
Q/GDW267继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定
Q/GDW441智能变电站继电保护技术规范
Q/GDW396IEC61850工程继电保护应用模型
Q/GDW689智能变电站调试规范
Q/GDW431智能变电站自动化系统现场调试导则
Q/GDW414变电站智能化改造技术规范
Q/GDW426智能变电站合并单元技术规范
Q/GDW428智能变电站智能终端技术规范
Q/GDWXXX智能变电站标准化现场调试规范
国家电网安监〔2009〕664号国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）
5.调试流程
6.
根据调试设备的结构、校验工艺及作业环境，将调试作业的全过程优化为最佳的校验步骤顺序，见图1：
图1110kV主变保护调试流程图
图2
7.调试前准备
8.
1
2
3
4
4.1准备工作安排
序号
内容
标准
备注
1
调试工作前提前2至3天做好摸底工作，结合现场施工情况制定本次工作的调试方案以及安全措施、技术措施、组织措施，并经正常流程审批。
1）摸底工作包括检查现场的调试环境，试验电源供电情况，保护装置及相关合并单元、智能终端及相关一次设备的安装情况、光纤铺设情况；
2）调试方案应细致合理，符合现场实际能够指导调试工作。
2
根据调试计划，组织作业人员学习作业指导书，使全体作业人员熟悉作业内容、危险源点、安全措施、进度要求、作业标准、安全注意事项。
要求所有工作人员都明确本次校验工作的内容、进度要求、作业标准及安全注意事项。
3
如果是在运行站工作或站内部分带电运行，提前办理工作票，并经运行单位许可；开工前需制定专门的二次安全措施票。
1）工作票应按《电业安全工作规程》相关部分执行；
2）二次安全措施票中所要求的安全措施应能有效的将工作范围与运行二次回路隔离。
4
准备SCD文件、待调试装置ICD文件、保护原理图、二次接线图、光纤联系图、虚端子表、交换机配置表、设备出厂调试报告、装置技术说明书、装置厂家调试大纲。
材料应齐全，图纸及资料应符合现场实际情况。
5
检查系统厂内集成测试记录以及出厂验收记录。
系统配置文件SCD正确，系统出厂前经相关部门验收合格。
6
检查调试所需仪器仪表、工器具。
仪器仪表、工器具应试验合格，满足本次作业的要求。
7
开工前与现场安装、施工人员做好交底工作。
了解保护装置及相关合并单元、智能终端等设备的具体情况、现场的可开展试验情况，告知其他工作人员安全风险点及危险区域。
8
试验电源进行检查。
用万用表确认电源电压等级和电源类型无误，应采用带有漏电保护的电源盘并在使用前测试漏电保护装置是否正常。
4.2作业人员要求
序号
内容
备注
1
现场工作人员应身体健康、精神状态良好，着装符合要求。
2
工作人员必须具备必要的电气知识，掌握本专业作业技能，熟悉保护设备，掌握保护设备有关技术标准要求，持有保护调试职业资格证书；工作负责人必须持有本专业相关职业资格证书并经批准上岗。
3
全体人员必须熟悉《国家电网公司电力安全工作规程》的相关知识，并经考试合格。
4
新参加电气工作的人员、实习人员和临时参加劳动的人员（管理人员、临时工等），应经过安全知识教育后，并经考试合格方可下现场参加指定的工作，并且不得单独工作。
4.3试验仪器及材料
序号
名称
规格
数量
备注
1
数字式继电保护测试仪
支持4路以上9-2SV输出、4路以上goose输出，支持对时功能。
1台
2
便携式报文分析仪
支持goose、SV、PTP、MMS报文的在线分析和离线存储分析，有一定统计分析功能
1台
3
兆欧表
1000V/500V
1台
4
光功率计
波长：
1310/850nm，
范围：
-40dB～10dbB
1套
5
红光笔
1支
6
相关测试软件
包括SCD查看软件、报文分析软件、XML语法校验软件、保护测试仪应用软件等
7
尾纤
根据装置背板光口类型和调试仪器输出光口类型选择尾纤类型
若干
8
试验直流电源
9
其它设备
4.4危险点分析与预防控制措施
序号
防范类型
危险点
预控措施
1
人身触电
安全隔离
（a）工作前应在危险区域设置明显的警示标识，带电设备外壳应可靠接地。
接、拆低压电源
（a）必须使用装有漏电保护器的电源盘。
（b）螺丝刀等工具金属裸露部分除刀口外包绝缘。
（c）接拆电源线时至少有两人执行，必须在电源开关拉开的情况下进行。
5
机械伤害
落物打击
进入工作现场必须戴安全帽。
6
防运行
设备误动
如果是在运行站工作或站内部分带电运行，误发报文造成装置误动
工作负责人检查、核对试验接线正确，二次隔离措施到位并确认后，下令可以开始工作后，工作班方可开始工作。
测试中需要测试仪仪向装置组网口发送报文时，应拔出装置组网口光纤，直接与测试仪连接，不应用测试仪通过运行的过程层网络向装置发送报文，以防止误跳有网路跳闸的设备。
8
防设备损坏
保护跳或控制检修、施工过程中的一次设备，造成一次设备损坏
保护或监控调试时应断开与一次设备的控制回路，传动一次设备时必须与相关负责人员确认设备可被操作。
工作中恢复接线错误造成设备不正常工作
施工过程中拆接回路线，要有书面记录，恢复接线正确，严禁改动回路接线。
工作中误短端子造成运行设备误跳闸或工作异常
短接端子时应仔细核对屏号、端子号，严禁在有红色标记的端子上进行任何工作。
工作中恢复定值错误造成设备不正常工作
工作前核对保护定值与最新定值单相符，工作完成后再次与定值单核对定值无误。
线路保护盘上线路保护通道的尾纤损坏
试验前必须在线路保护盘上拔掉线路保护通道的尾纤，做好标记并将光纤头防护罩盖好。
试验完成后恢复线路保护通道的尾纤，恢复前必须用酒精清洗尾纤头，尾纤恢复后才允许做通道对调。
13
其他
（a）工作前，必须具备与现场设备一致的图纸。
（b）禁止带电插拔插件。
9.单体调试
10.
5.1电源和外观检查
5.1.1电源检查
序号
检查项目
检查要求
备注
1
屏柜直流电源检查
1）万用表检查装置直流电源输入应满足装置要求，检查电源空开对应正确
2）推上装置电源空开，打开装置上电源开关，装置应正常启动，内部电压输出正常；
2
装置电源自启动试验
将装置电源换上试验直流电源，且试验直流电源由零缓调至80%额定电源值，装置应正常启动，“装置失电”告警硬接点由闭合变为打开；
3
装置工作电源在80%～110%额定电压间波动
装置稳定工作，无异常；
4
装置电源拉合试验
1）在80%额定电源下拉合三次装置电源开关，逆变电源可靠启动，保护装置不误动，不误发信；
2）保护装置掉电瞬间，装置不应误发异常数据。
注：
检查结果记录于调试报告的表3。
5.1.2装置外观检查
序号
检查项目
检查要求
注意事项
1
屏柜及装置外观检查
1）检查屏柜内螺丝是否有松动，是否有机械损伤，是否有烧伤现象；电源开关、空开、按钮是否良好；检修硬压板接触是否良好；
2）检查装置接地端子是否可靠接地，接地线是否符合要求；
3）检查屏柜内电缆是否排列整齐，是否固定牢固，标识是否齐全正确；交直流导线是否有混扎现象；
4）检查屏柜内光缆是否整齐，光缆的弯曲半径是否符合要求；光纤连接是否正确、牢固，是否存在虚接，有无光纤损坏、弯折、挤压、拉扯现象；光纤标识牌是否正确，备用光纤接口或备用光纤是否有完好的护套；
5）检查屏柜内个独立装置、继电器、切换把手和压板标识是否正确齐全，且外观无明显损坏；
6）柜内通风、除湿系统是否完好，柜内环境温度、湿度是否满足设备稳定运行要求。
2
装置自检
装置上电运行后，自检正常，操作无异常。
3
装置程序检查
通过装置液晶面板检查保护程序、通信程序的版本、生成时间、CRC校验码正确。
装置保护程序应符合当地运行要求。
4
装置时钟检查
装置时间应与标准时间一致。
5
定值整定功能
定值输入和固化功能、失电保存功能、定值区切换功能正常。
6
打印功能检查
打印当前定值区的完整定值清单（包括设备参数定值、保护定值、保护控制字、软压板状态）。
打印机应正确打印。
如果配置打印机检查此项目。
注：
检查结果数据记录于调试报告表4。
5.2绝缘检查
按照DL/T995-2006标准的6.2.4的要求，采用以下方法进行绝缘检查：
a）将CPU插件、通信插件、开入插件拔出，并确认直流电源断开后将直流正负极端子短接，对电源回路、开入量回路、开出量回路摇测绝缘。
b）对二次回路使用1000V摇表测量各端子之间以及端子对地之间的绝缘电阻，新安装时绝缘电阻应大于10MΩ。
c）新安装时，对装置使用500V摇表测量各端子之间的绝缘电阻，对内绝缘电阻应大于20MΩ。
注：
1）绝缘电阻摇测前必须断开交、直流电源；绝缘摇测结束后应立即放电、恢复接线；
2）绝缘检查结果数据记录于调试报告表5。
5.3配置文件检查
5.3.1配置文件版本及SCD虚端子检查
a）检查SCD文件头部分（Header）的版本号（version）、修订号（revision）、和修订历史（History）确认SCD文件的版本是否正确。
b）采用SCD工具检查本装置的虚端子连接与设计虚端子图是否一致，待调试保护装置相关的虚端子连接是否正确。
注：
配置文件版本及SCD虚端子检查结果数据记录于调试报告表6.1。
5.3.2装置配置文件一致性检测
a）检查待调试装置和与待调试装置有虚回路连接的其它装置是否已根据SCD文件正确下装配置。
b）采用光数字万用表接入待调试装置过程层的各GOOSE接口，解析其输出GOOSE报文的MAC地址、APPID、GOID、数据通道等参数是否与SCD文件中一致；光数字万用表模拟发送GOOSE报文，检查待调试装置是否正常接收。
c）检查待调试装置下装的配置文件中GOOSE的接收、发送配置与装置背板端口的对应关系与设计图纸是否一致。
注：
配置文件一致性检测结果数据记录于调试报告表6.2。
5.4光纤链路检验
5.4.1发送光功率检验
将光功率计用一根尾纤（衰耗小于0.5dB）接至主变保护的发送端口（Tx），读取光功率值（dBm）即为该接口的发送光功率。
主变保护装置各发送接口都需进行测试，光波长1310nm，发送功率：
-20dBm～-14dBm；光波长850nm，发送功率：
-19dBm～-10dBm。
5.4.2接收光功率检验
将主变保护接收端口（Rx）上的光纤拔下，接至光功率计，读取光功率值（dBm）即为该接口的接收光功率。
接收端口的接收光功率减去其标称的接收灵敏度即为该端口的光功率裕度，装置端口接收功率裕度不应低于3dB。
5.4.3光纤连接检查
a）分别恢复主变保护装置接收高压侧合并单元、高压桥合并单元、低压1分支合并单元、低压2分支合并单元、本体合并单元的SV光纤，保护装置相应的SV采样异常应复归。
同时检查SV接口配置是否与设计一致。
注：
光纤链路检验结果数据记录于调试报告表7。
5.5SV输入检查
5.5.1采样值检查
a）数字式继电保护测试仪导入SCD配置文件，正确配置试验参数；
b）主变保护仅投入高压侧SV接收软压板，测试仪选择发送该主变保护高压侧合并单元SV,施加一定电流量，检查主变保护装置上显示的高压侧电流值与测试仪发送值基本一致；
c）修改相应配置，采用上述b）步骤测试主变保护高压侧电压、高压桥电流、高压侧零序电流、高压侧间隙电流、低压1分支电流、低压1分支电压、低压2分支电流、低压2分支电压的采样值。
主变保护显示值误差应满足为：
电流不超过额定值的±2.5％或0.02In，电压不超过额定值的±2.5％或0.01Un，角度误差不超过1°。
测试过程中，保护各通道采样精度应选择10%~120%额定值的多个量测试多次，主变保护各SV端口应与设计完全一致。
注：
SV采样通道测试数据记录于调试报告表8。
5.5.2采样同步性测试
在主变保护各采样支路都投入运行的情况进行各支路采样同步性测试：
a）数字式继电保护测试仪导入SCD配置文件，采用模拟MU延时功能进行SV输出，按照实际合并单元实际延时配置测试仪延时；
b）主变保护投入所有SV接收软压板，测试仪选择输出该主变保护的高压侧合并单元SV、高压桥合并单元SV、低压1分支合并单元SV、低压2分支合并单元SV、本体合并单元SV且测试仪端口分别接至保护装置的相应接口，保护装置其他SV接口正常接至相应合并单元；
c）测试仪以高压侧电压为基准，高压侧电流、低压1分支电流、低压2分支电流输出平衡电流（穿越性电流），检查主变保护装置各支路电流和差流大小，差流应基本为0；主变保护上显示高压侧电流与高压侧电压之间相位关系与测试仪所施加一致；
d）测试仪以高压侧电压为基准，高压桥电流、低压1分支电流、低压2分支电流输出平衡电流（穿越性电流），检查主变保护装置各支路电流和差流大小，差流应基本为0；主变保护上显示高压桥电流与高压侧电压之间相位关系与测试仪所施加一致；
e）测试仪以低压1分支电压为基准，施加低压1分支电流，检查主变保护上显示低压1分支电压、电流之间的相位关系与测试所施加一致；采用同样方法测试低压2分支电压和电流的采样同步性。
f）测试仪以高压侧电压为基础，施加高压侧零序电流和间隙电流，检查主变保护上高压侧零序电流、间隙电流与高压侧电压之间的相位关系与测试仪施加一致；
注：
SV采样同步性测试数据记录于调试报告表9。
5.6GOOSE开入开出检查
5.6.1GOOSE开出检查
a）测试仪依次接入主变保护GOOSE输出口，接收主变保护GOOSE输出报文，检查保护装置各GOOSE输出口的报文应相同，且与配置一致；
b）保护装置模拟“跳高压侧断路器”动作，检查对应的GOOSE信号应变为“1”，保护装置上该信号返回，对应GOOSE信号变为“0”，其他GOOSE信号应无变化。
c）采用上述相同的方法，根据实际GOOSE输出配置情况，检查其余GOOSE信号的正确性。
注：
GOOSE开入开出检查数据记录于调试报告表10。
5.7保护校验
序号
调试项目
调试方法
备注
1
纵差保护
纵差保护的电流取自变压器的高压侧CT、高压桥CT、低1分支CT和低2分支CT；
a）投入主保护软压板；
b）投入“纵差保护控制字”。
1.1
装置平衡调节系数检查
1）根据主变各侧实际变比关系、主变保护中纵差平衡系数计算方法计算高压侧、高压桥、低1分支和低2分支CT的平衡电流；
2）测试仪按照实际变比、延时参数配置，输出经1）计算出的高压侧CT电流、高压桥CT电流、低1分支CT电流和低2分支CT的电流；
3）检查保护装置上的纵差电流应基本为0或小于0.05Ie。
a）参考各自说明书进行测试；
b）仅投入相应测试支路的SV接收软压板，其他支路的SV接收软压板退出；
c）测试数据记录于调试报告表11.2.1。
1.2
保护动作值测试
1）测试仪接入装置的任一GOOSE输出口，监测GOOSE变位；
2）保护仅投入高压侧SV接收软压板，测试仪施加高压侧A相电流，通入0.95倍纵差保护定值的电流，纵差保护可靠不动作，逐渐增大电流值，记录使纵差保护动作的最小电流值，即为保护A相动作值；采用相同方法测试高压侧B相和C相动作值；在2.0倍定值的电流时，测试纵差保护动作时间；
3）采用相同方法测试高压桥、低1分支、低2分支CT的纵差保护动作值及动作时间。
a）测试时，仅投入相应测试支路的SV接收软压板，其他SV接收软压板退出；
b）定值误差应不大于5%，动作时间应不大于30ms；
c）测试数据记录于调试报告表11.2.2。
1.3
比率制动特性测试
1）选择高压侧（或高压桥）、低1分支和低2分支CT中的任意两侧进行比率制动测试；
2）根据保护说明书，选取纵差保护第一段制动曲线上的一个点，并根据实际变比和平衡系数计算出平衡电流I1和I2,测试仪输出I1和I2；
3）固定I1，降低I2，使得纵差保护动作，记录动作点1；
4）选取纵差保护第一段制动曲线上的另一个点，并计算出平衡电流I3和I4，测试仪输出I3和I4；
5）固定I3，降低I4，使得纵差保护动作，记录动作点2；
6）通过动作点1和动作点2可得到第一段比率制动曲线；
7）采用与上述2）~6）相同的方法，并根据保护说明书可测试出纵差保护的其他段比率制动曲线。
a）参考各自说明书进行测试；
b）测试时，仅投入相应测试支路的SV接收软压板，其他支路SV接收软压板退出；
c）制动曲线的每一折线取两个点，计算的K1与K2值误差不应超过5％；
d）画出制动特性曲线，和厂家提供的制动特性曲线基本相吻合；
e）测试数据记录于调试报告表11.2.3。
1.4
二次谐波制动系数试验
高压侧电流通入A相基波电流In和一定的二次谐波电流，二次谐波电流系数低于整定值时，差动保护可靠动作；增大二次谐波电流，使二次谐波电流系数大于整定值时，差动保护可靠制动。
a）试验时，仅投入高压侧SV接收软压板；
b）定值误差应不大于5%；
c）测试数据记录于调试报告表11.2.4。
2
差动速断保护测试
1）测试仪接入装置的任一GOOSE输出口，监测GOOSE变位；
2）保护仅投入高压侧SV接收软压板，测试仪施加高压侧A相电流，通入0.95倍差动速断保护定值的电流，差动速断保护可靠不动作，逐渐增大电流值，记录使差动速断保护动作的最小电流值，即为保护A相动作值；采用相同方法测试高压侧B相和C相动作值；在2.0倍定值的电流时，测试差动速断保护作时间；
3）采用相同方法测试高压桥CT、低1分支CT和低2分支CT的差动速断保护动作值及动作时间。
a）投入主保护软压板；
投入“差动速断保护”控制字；
b）测试时，仅相应测试支路的SV接收软压板投入，其他SV接收软压板退出；
c）定值误差应不大于5%，动作时间应不大于20ms；
d）通过装置的保护事件判断差动速断保护是否动作；
e）测试数据记录于调试报告表11.3。
3
故障分量差动保护
故障分量保护包括零序分量、负序分量或变化量等差动保护，由具体装置决定。
a）投入主保护软压板；
投入“故障分量差动保护控制字”；
b）测试数据记录于调试报告表11.4。
3.1
零序分量差动保护
同纵差保护测试，施加电流中必须包含零序分量。
3.2
负序分量差动保护
同纵差保护测试，施加电流中必须包含负序分量。
3.3
变化量差动保护
同纵差保护测试，施加电流中必须包含突变量分量。
4
高后备保护
a）投入“高压侧后备保护”软压板，投入“高压侧电压”软压板；
b）测试数据记录于调试报告表11.5。
4.1
复压闭锁过流保护
1）投入“复压过流Ⅰ段”、“复压过流Ⅰ段经复压闭锁”、“复压过流Ⅰ段带方向”、“过流保护方向指向母线”控制字
2）测试仪施加主变高压侧额定电压和高压侧电流（或高压桥电流），方向为指向母线方向，且施加电流大于1.05倍“复压过流Ⅰ段定值”，时间大于“复压过流Ⅰ段时间”，保护应可靠不动作；
3）降低电压，使其满足“低电压闭锁定值”或“负序电压闭锁定值”，电流不变，复压过流I段应动作；改变电流值，检验复压过流I段保护动作电流值；
4）电压不变，满足复压条件，施加0.95倍“复压过流I段定值”的电流，方向和时间不变，复压过流I段应不动作；
5）电压不变，满足复压条件，施加1.2倍“复压过流I段定值”的电流，方向和时间不变，测试复压过流I段动作时间；
6）电压不变，满足复压条件，施加1.05倍“复压过流I段定值”的电流，时间不变，方向为指向变压器方向，复压过流I段应不动作；
7）退出“过流保护方向指向母线”控制字，重复上述6）步骤，复压过流I段1时限应动作；重复上述3）步骤，复压过流I段应不动作；
8）退出“复压过流Ⅰ段带方向”控制字，重复上述6）和3）步骤，复压过流I段均应动作；
9）退出“复压过流Ⅰ段经复压闭锁”控制字，重复上述2）步骤，复压过流I段应动作；
10）退出“复压过流Ⅰ段”控制字，重复上述9）步骤，复压过流I段应不动作；
11）采用上述1）~10）步骤，测试复压过流II段、复压过流III段保护功能。
a）测试时，其他保护功能控制字退出；
b）测试时，仅相应测试支路的SV接收软压板投入，其他SV接收软压板退出；
c）电流定值误差应不大于5%，动作时间误差不大于5%。
4.2
过流保护
1）测试仪施加主变保护高压侧CT（或高压桥CT）电流，电流值为0.95倍“过流定值”，时间大于“过流时间”，过流保护不动作；
2）逐渐增大电流值，记录使过流保护动作的最小电流值，即动作值；
3）在施加1.2倍过流定值的条件下，测试过流保护动作时间。
a）投入高后备“过流保护”控制字；
b）电流定值误差应不大于5%，动作时限应于整定值相符；
4.3
零序过流保护
1）投入“零序过流Ⅰ段”控制字；
2）测试仪施加高压侧单相电流，电流为0.95倍“零序过流I段定值”，时间大于“零序过流I段时限”，零序过流I段保护应不动作；电流为1.05倍“零序过流I段定值”，时间大于“零序过流I段时限”，零序过流I段保护应动作；
3）电流从0.95倍“零序过流I段定值”逐渐增大电流值，记录使零序过流保护动作的最小电流值，即为动作值；
4）在1.2倍定值的电流时，测试零序过流I段保护动作时间；
5）采用上述1）~4）步骤，测试零序过流II段、零序过流III段保护功能。
a）投入“零序电流采用自产零流”按
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