提高繼電保護檢修作業(yè)效率的方法

楊長存

(淮浙電力有限責任公司鳳臺發(fā)電分公司，安徽 淮南 232131)

1 概述

根據(jù)繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規(guī)程要求，應定期校驗已投運的繼電保護裝置，每項檢修項目包含工器具準備、辦理工作票、安全措施執(zhí)行、絕緣測試、裝置性能試驗、端子緊固、整組傳動、安全措施恢復八個工序流程。其中裝置性能試驗耗時最長，它包括定值備份與核對、開入開出檢查、保護性能校驗、繼電器校驗、交流回路通流試驗。排除檢修作業(yè)人員技能水平影響，某4×660 MW燃煤機組繼電保護裝置檢修平均耗時占比如圖1所示，可看出保護性能校驗、繼電器校驗、交流回路通流試驗三個檢修項目占檢修用時的88 %。繼電器校驗、交流回路通流試驗目前還在使用傳統(tǒng)檢修作業(yè)方法，檢修耗時存在一定的壓縮空間，可通過技藝革新的方法縮短檢修用時。下面介紹了 “便攜式繼電器校驗臺”“便攜式交流回路通流裝置”兩套裝置的研制，結合檢修作業(yè)指導書的推進使用，能夠極大地提高檢修效率，同時該通流裝置還具備良好的安全性能，可防止誤操作。

圖1 繼電保護裝置性能試驗檢修耗時占比

2 傳統(tǒng)校驗方法

傳統(tǒng)的繼電保護需要校驗大量的中間繼電器，其中包括分合閘中間繼電器、信號繼電器、電源監(jiān)視繼電器等，傳統(tǒng)的校驗方法是將中間繼電器從底座上拔出，然后使用繼電保護校驗儀或者直流電源輸出裝置對該繼電器的動作電壓、返回電壓、動作功率、觸點回路電阻等參數(shù)分別進行校驗，具體操作步驟如下。

(1) 將繼電保護校驗儀或者直流電源輸出裝置的電源輸出端使用試驗線和鱷魚夾連接至繼電器的電源輸入插針上。

(2) 使用萬用表監(jiān)測繼電器觸點翻轉情況。

(3) 緩慢上升儀器直流電源輸出直至繼電器動作，觀察繼電器觸點已發(fā)生翻轉，保持繼電器動作狀態(tài)，記錄動作電壓。

(4) 緩慢下降儀器直流電源輸出直至繼電器返回，觀察繼電器觸點恢復初始狀態(tài)，記錄返回電壓。

(5) 調節(jié)儀器直流電源輸出直至繼電器在可靠動作，保持該狀態(tài)并使用萬用表逐個測量其觸點回路接觸電阻，確保常開觸點可靠閉合，常閉觸點可靠斷開。

(6) 停止儀器直流電源輸出，使用萬用表逐個測量其觸點回路接觸電阻，確保常閉觸點可靠閉合，常開觸點可靠斷開。

(7) 確認繼電器測量數(shù)據(jù)合格后，拆除中間繼電器試驗接線并將其插回到原底座上。

該方式至今仍是主流的中間繼電器校驗方法，雖然能完成校驗工作，但是其存在的顯著缺點有以下幾個方面。

(1) 一人操作試驗儀器，一人使用萬用表監(jiān)視繼電器觸點翻轉情況，因此至少需要2人的配合。

(2) 使用鱷魚夾將試驗線固定到中間繼電器的插針上，容易發(fā)生脫落，可能會造成直流回路短路以及導致發(fā)生人身觸電事件。

(3) 需使用萬用表逐個測量中間繼電器的所有觸點回路接通情況，接觸電阻大且操作效率低。

從以上分析可以看出，使用傳統(tǒng)的校驗方法雖然可以校驗出繼電器的性能，但是其校驗方法相對笨拙，浪費了寶貴的人力資源，在當下給維護人員較少的班組造成了較大的工作負擔，不利于工作的提質增效。

3 新研制便攜式繼電器校驗臺

新研制的便攜式繼電器快速校驗裝置，包括繼電器底座、觸點切換開關、接點說明卡槽、繼電器選擇開關、電壓調節(jié)旋鈕、電源開關、大功率移動電源、外加調試口、地線接口以及數(shù)字顯示表等部分，具備安全可靠、可操作性強、價格低廉等特點，能夠快速高效地校驗出繼電器的性能，縮短檢修維護人員工作時間，同時為檢修過程中的人身安全提供了技術保障。

3.1 新研制便攜式繼電器校驗臺優(yōu)點

(1) 具備測量動作電壓、返回電壓、動作功率功能，其采用固定式校驗底座，只需將待校驗繼電器從開關柜中拔出并插入至該校驗平臺對應底座即可，面板上配備測量電壓、電流、功率一體化顯示表，通過調節(jié)電壓輸出旋鈕即可輕松完成上述性能的校驗工作。

(2) 具備測量繼電器觸點回路直阻功能，其內部采取集成化的接線設計，只需通過旋轉觸點切換開關，即可選擇到需要測量的繼電器觸點回路；面板上配備電阻顯示表，繼電器底座下方設有接點說明卡槽，無需更改接線可一次性校驗出該繼電器所有觸點回路的直阻。

(3) 配置外加調試口可用于對其他類型的繼電器進行校驗，其適用范圍較廣。

(4) 采用大功率移動電源逆變進行供電，現(xiàn)場無需再另接220 V交流電源輸入，使用便捷，方便了現(xiàn)場的安裝調試接線工作。

(5) 整個校驗過程無需調整接線，避免了直流回路短路造成設備損壞以及人員誤碰帶電回路導致的觸電事故，因此安全性、可靠性較高。校驗面板上設置多個校驗底座，可一次性完成多個繼電器的校驗工作，極大地提高了工作效率，縮短了檢修維護時間。

3.2 便攜式繼電器校驗臺操作步驟

(1) 將需要校驗的繼電器插入至對應的繼電器底座，可一次性插入多個繼電器。

(2) 合上電壓輸出開關。

(3) 將繼電器選擇開關打至待校驗繼電器檔位，投入該繼電器底座校驗功能。

(4) 順時針緩慢旋轉電壓調節(jié)旋鈕直到繼電器動作，在測量電壓、電流、功率顯示表上讀取繼電器動作電壓、動作功率。

(5) 逆時針緩慢旋轉電壓調節(jié)旋鈕直到繼電器返回，在測量電壓、電流、功率顯示表上讀取繼電器返回電壓。

(6) 順時針旋轉電壓調節(jié)旋鈕直至達到繼電器額定電壓位置。

(7) 對照接點說明卡槽內的接點說明，選擇觸點切換開關檔位，依次測量該繼電器所有觸點回路直阻，在測量電阻顯示表中讀取實測電阻值。

(8) 將電壓調節(jié)旋鈕歸零。

(9) 將繼電器選擇開關歸零。

(10) 將選擇觸點切換開關檔位歸零。

(11) 將繼電器選擇開關打至另一待校驗繼電器檔位，投入該繼電器底座校驗功能。

(12) 重復以上步驟以完成剩余繼電器的校驗工作。

4 傳統(tǒng)的通流方法

繼電保護回路檢修完畢后需要對CT回路進行通流試驗，一是可以通過通流試驗檢查二次回路是否存在分流，二是通過通流試驗檢查二次回路相序的正確性，三是可以通過通流試驗判斷二次回路負載是否超容量。具體做法是在電流互感器本體二次端子處，使用通流裝置對回路進行通流，通過兩側的采樣判斷是否存在以上所述異常情況的發(fā)生?，F(xiàn)有的通流設備如Sverker 750裝置，質量超過25 kg，雖能夠完成通流工作，但存在以下缺點。

(1) 對于較高處如在主變本體CT上進行通流工作時，無法將儀器帶至上方，需要兩組人員配合操作，一組人員在本體接線，一組人員在下方調節(jié)通流裝置對回路進行加量，若配合不當，上方人員存在觸電的風險。

(3) 通流裝置需要外接檢修電源，而往往需通流的CT二次回路較多，每更換一次工作地點，需要重新尋找檢修電源箱，布置電源線，大大浪費了工作時間。

(4) 通流裝置無待試CT電流測試功能，有可能發(fā)生因走錯間隔、看錯圖紙等導致的誤在運行CT二次回路上通流而引起的開關跳閘甚至機組停機的事故。

從以上分析可以看出，使用傳統(tǒng)的CT二次回路通流試驗方法雖然可以達到試驗目標，但是其通流試驗方法比較費時、費力，且需要多人配合，浪費了寶貴的人力資源，更重要的是沒有電流測試功能，有可能會發(fā)生誤通流事件。

5 新研制便攜式通流裝置

新研制的便攜式CT二次回路安全高效通流裝置主要包括大功率移動電源(含逆變器)、電流互感器、可調節(jié)電阻、切換開關、熔絲及底座、測量表計、電源開關、電源模塊、輸出接口、輸出電壓檢測。該裝置具備安全可靠、可操作性強、適用范圍廣、無需外供電、重量輕、價格低廉等特點，能夠安全高效地完成CT二次回路的通流試驗，縮短檢修維護人員工作時間，尤其是可以在保證安全的前提下減少人員配合性操作，降低了企業(yè)人力成本的高額投入。

5.1 新研制便攜式通流裝置優(yōu)點

(1) 該裝置體積小，重量輕，并采用大功率移動電源逆變進行供電，現(xiàn)場無需再另接220 V交流電源輸入，方便了現(xiàn)場的安裝調試接線工作。可方便攜帶至高處的CT本體位置進行通流工作，此時只需一組人即可加量，降低了一半的人力資源，提高了效率。

(2) 在通流裝置輸出電流前，對CT二次回路進行電壓檢測，當檢測到的電壓超過設定值時發(fā)出聲光報警，提醒運維人員此CT二次電流回路正在運行中，避免發(fā)生誤通流引起繼電保護裝置誤動作。

(3) 在通流試驗開始前，使用小量程電流輸出驗證需通流CT二次回路的正確性，同時采用可調電阻控制電流輸出的大小，即使誤輸出，該小電流也不會導致保護裝置誤動作，保障了通流工作的安全性。確認通流的CT二次回路正確后，使用大量程電流輸出完成CT二次負載的測量。

(4) 該通流裝置是屬于恒流源，也即從電流互感器輸出的電流大小是固定的，如小量程檔位輸出電流是0～0．1 A，大量程檔位輸出電流是0～1 A，通流至負載電流的大小通過并聯(lián)的可變電阻進行調節(jié)，且在輸出側安裝了保險熔絲，所以不會發(fā)生過通流導致設備損壞事故，安全可靠性較高。

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5.2 便攜式通流裝置操作步驟

(1) 核對需要通流的二次回路端子，將通流裝置電源接通。

(2) 將通流裝置切換開關由“0”檔位切至“1”檔位，并檢查裝置可調電阻處于最小值。

(3) 將通流裝置“紅、黑”輸出接口使用試驗線與CT根部二次回路端子接通，觀察是否有聲光報警信號發(fā)出，如沒有則進行下一步，若出現(xiàn)聲光報警，立即將試驗線取下，再次核對通流的回路的正確性。

(4) 確認無異常報警后，將切換開關檔位由“1”檔位切至“2”檔位，順時針緩慢旋轉可調電阻，利用并聯(lián)電阻分流的原理，先用小電流檢查所通電流回路的正確性。

(5) 確認通流回路正確后，將切換開關檔位由“2”檔位切至“3”檔位，調節(jié)可調電阻，在通流回路中輸出1A電流，記錄電流、電壓值，計算回路阻抗，判斷如正常則完成這一回路通流試驗檢查內容。

(6) 逆時針旋轉可調電阻直至輸出電流降至0A左右，將切換開關檔位由“3”檔位切至“0”檔位，停止電流輸出。

(7) 重復以上步驟以完成所有二次回路的通流工作。

6 檢修作業(yè)指導書的應用

繼電保護設備檢修作業(yè)是依據(jù)文件包執(zhí)行，其內容大多是參照檢修規(guī)程編寫，一般不會編寫得很詳細，比如對某些原理的解釋、試驗的具體方法等，導致缺少檢修經驗的班組年輕人員在剛開始接觸工作時無從下手，檢修效率非常低，而且在作業(yè)過程中有可能會發(fā)生安全事故，造成設備損壞，所以一般這種情況需要配備一名老師傅跟隨檢修。對于人員較少的班組，非常不利于其他檢修工作的開展，造成檢修進度緩慢。

對于此類情況，提出了編制檢修作業(yè)指導書的對策。根據(jù)以往檢修經驗編寫檢修作業(yè)指導書，并在每次的檢修后對其內容進行不斷改進，可作為班組新進人員良好的培訓材料，為班組年輕人員提供了很好的工作思路和學習方向。檢修作業(yè)指導書內容涵蓋標準的檢修作業(yè)風險辨識、工器具準備、原理介紹及操作方法等，為現(xiàn)場檢修提供齊全的參考依據(jù)。標準化作業(yè)指導書可以使檢修作業(yè)更加的精細化、流程化和制度化，不僅極大地提高了現(xiàn)場作業(yè)的效率和工作的規(guī)范性，而且還可以降低檢修作業(yè)門檻，減輕企業(yè)的人力成本負擔。

7 應用成效

(1) “便攜式繼電器校驗臺”的應用。由于在整個校驗過程無需調整接線，避免了直流回路短路造成設備損壞以及人員觸碰帶電回路導致的觸電事故，因此安全性、可靠性較高；其內部采取集成化的接線設計，只需通過旋轉切換開關，即可選擇到需要校驗的繼電器電源線圈及測量的繼電器觸點回路，還具有功率、電壓、阻值顯示，無需更換接線即可完成繼電器的校驗工作，極大地提高了工作效率，縮短了檢修維護時間。

以對某臺機組100多個6 kV中壓開關屏柜繼電保護設備的約500個中間繼電器進行校驗為例，除去檢修人員技能水平及檢修方法因素外，完成所有繼電器的檢修用時由原先的62．7 h縮減到49．9 h，節(jié)約了近13 h的檢修用時，提高了工作效率，效果顯著。在檢修用工方面，還減少了一個人力的配合，降低了企業(yè)人力成本的投入。除此之外，還提高了檢修作業(yè)的安全性，夯實現(xiàn)場設備檢修的安全生產管理基礎。

(2) “便攜式交流回路通流裝置”的應用。由于其體積小、質量輕，可方便攜帶至高處的CT本體進行通流工作，只需一組人即可加量，無需兩組人員上、下相互配合，避免了人員配合不當而導致人身觸電事故。同時該裝置具有小電流測試功能，用小電流檢查回路的正確性，給操作者提供了容錯機會，避免了誤通流而導致設備跳閘事件。其采用大功率移動電源進行供電，無需再另接220 V交流電源輸入，使用便捷，方便了現(xiàn)場的安裝調試接線工作。

(3) “標準化作業(yè)指導書”的應用。該指導書對檢修項目內容做了進一步的細化，標準化、精細化、流程化的操作步驟為現(xiàn)場檢修工作提供齊全的操作依據(jù)，降低了檢修人員技能水平要求門檻，提高了檢修作業(yè)效率和安全性，同時也成為了班組新進人員良好的培訓材料。

8 結束語

隨著繼電保護技術的不斷發(fā)展和革新，現(xiàn)在的微機保護裝置相比以往繼電器時代運行的穩(wěn)定性提高很多，不需要太多人員參與維護，因此企業(yè)在人力資源上進行了優(yōu)化，給每個檢修班組的崗位編制一般在10人左右，如果機組臺數(shù)較多，檢修維護任務是非常重的。此時，可以根據(jù)檢修現(xiàn)場工作的需要進行技術上的創(chuàng)新，一是可以在保障安全的基礎上，提高工作的效率，縮短檢修作業(yè)時間，把更多寶貴的時間用于班組人員技能水平的培養(yǎng)以及班組建設工作上，只有班組人員技能水平提高了，設備臺賬管理好了，班組安全管理水平才能夠提高；二是可以通過技術革新提高現(xiàn)場設備的安全管理水平，針對典型事故案例，運用新技術、新工藝、新材料來避免同類事故的發(fā)生，真正意義上做到“別人亡羊我補牢”，也只有這樣才能打通班組安全的最后一米。所述提高繼電保護檢裝置檢修作業(yè)效率的方法適用于絕大部分的繼電保護檢修作業(yè)，具備制作成本低、可操作性強、安全性能高等特點。