張東明 董俊友

（國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司，杭州 310000）

萬象變故障錄波器技術(shù)改造方案

張東明 董俊友

（國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司，杭州 310000）

故障錄波器（簡稱故錄）通過對(duì)電氣量的分析幫助運(yùn)維人員分析故障，對(duì)故障跳閘的處理有重要作用。萬象變因部分故錄裝置本身故障難以正常工作而實(shí)施技術(shù)改造，作為特高壓蓮都運(yùn)維班首次承擔(dān)電氣設(shè)備技術(shù)改造工作，是運(yùn)維一體向運(yùn)檢一體推進(jìn)的一項(xiàng)標(biāo)志性工作。在工作中，筆者遇到了一些問題并針對(duì)問題提出相應(yīng)的解決方法，不僅積累了大量實(shí)用的檢修經(jīng)驗(yàn)，也總結(jié)了很多運(yùn)維人員做檢修工作應(yīng)該注意的問題，為運(yùn)檢一體的推進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

故障錄波器；技術(shù)改造；運(yùn)維

投運(yùn)較久的變電站中，故錄存在著各種問題，有些故錄裝置已經(jīng)不適合當(dāng)前運(yùn)行情況，有些故錄不滿足無人值班要求，有些故錄頻繁故障。萬象變共有故障錄波器8臺(tái)，投運(yùn)均已超過7年?，F(xiàn)場運(yùn)行中多次出現(xiàn)裝置死機(jī)或與調(diào)度通信失敗現(xiàn)象，且組網(wǎng)不能滿足無人值守要求。秉承“三分工作、七分準(zhǔn)備”的工作原則，我們進(jìn)行了細(xì)致的現(xiàn)場踏勘，出具了詳細(xì)的改造方案，經(jīng)運(yùn)檢部與變檢中心專題會(huì)議討論通過，形成了翔實(shí)的現(xiàn)場踏勘記錄、三措一案、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)執(zhí)行卡等一系列原始資料。

在故錄改造工作過程中，我們遇到了較多的問題，不斷對(duì)存在的問題進(jìn)行反思、探討，并提出了針對(duì)性的建議和解決方案及對(duì)策，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為特高壓交流分中心不斷提高運(yùn)維、檢修技能水平起到了引領(lǐng)示范作用。

1　故錄技改方案簡介

萬象變故錄改造采用原屏改造、更換設(shè)備的方式，組網(wǎng)方式按照遠(yuǎn)景規(guī)劃采用光纖直連、內(nèi)外網(wǎng)獨(dú)立的模式。實(shí)現(xiàn)與華東網(wǎng)調(diào)IP直通、省調(diào)自動(dòng)化綁定MAC地址，并更新萬象變保信子站，按KVM模式實(shí)現(xiàn)萬象變保信子站的遠(yuǎn)程（蓮都站）調(diào)閱。

綜合8臺(tái)故錄基本情況、組網(wǎng)情況、難易程度，我們選擇了第一批三臺(tái)故錄進(jìn)行改造。首先從異常較嚴(yán)重、接線較簡單的220kV 3號(hào)故錄開始以積累經(jīng)驗(yàn)，再改造接線較多且與220kV 3號(hào)故錄共同組網(wǎng)通信的220kV 1號(hào)故錄，最后改造異常最嚴(yán)重、接線較多的500kV 1號(hào)故錄。將屏內(nèi)原故錄更換為某廠家故錄，外部回路原則上不變動(dòng)，組網(wǎng)方式必要時(shí)做適當(dāng)調(diào)整，原則上不改變?cè)薪M網(wǎng)方式。其余故錄改造、遠(yuǎn)景組網(wǎng)及保信子站另立項(xiàng)目改造。

故錄技改方案審核后進(jìn)入實(shí)施階段，具體實(shí)施流程見表1。

表1　實(shí)施流程

2　調(diào)試問題及解決方案或?qū)Σ?/h2>

2.1信號(hào)回路、對(duì)時(shí)回路調(diào)試問題及解決方案

調(diào)試時(shí)我們發(fā)現(xiàn)“裝置失電告警”與“裝置啟動(dòng)錄波”告警信號(hào)接反，通過核查其他幾臺(tái)故錄原理圖告警回路均與外部接線不符。對(duì)于上述問題，聯(lián)系廠家設(shè)計(jì)人員修改新故錄原理圖，并按圖施工接線。

新老故錄都采用B碼對(duì)時(shí)，但接線后對(duì)時(shí)卻不成功，測量對(duì)時(shí)信號(hào)電壓并不滿足新裝置所需對(duì)時(shí)方式。經(jīng)過檢查確認(rèn)，新裝置適應(yīng)B碼422對(duì)時(shí)方式和PPM對(duì)時(shí)方式，而原故錄接線為B碼TTL對(duì)時(shí)方式，雙方雖然都支持B碼對(duì)時(shí)但無法兼容。經(jīng)過討論，我們決定更改繼保室GPS分屏內(nèi)端子接線以滿足要求。在準(zhǔn)備更改GPS分屏接線時(shí)，還發(fā)現(xiàn)其屏內(nèi)一些對(duì)時(shí)端子接線圖實(shí)不符，且無電纜掛牌，仔細(xì)排查并沿線尋找才確定接線。

對(duì)時(shí)回路問題，暴露出前期踏勘工作專業(yè)性不足、原GPS分屏未按圖施工等問題。鑒于此次經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，建議日后應(yīng)加強(qiáng)圖實(shí)相符的驗(yàn)收，針對(duì)技術(shù)改造的踏勘工作應(yīng)邀請(qǐng)或安排更專業(yè)的工作人員參與并把關(guān)。

2.2定值調(diào)試問題及研究

調(diào)試過程基本順利，有如下幾個(gè)問題值得探究。

1）對(duì)故障的判斷時(shí)間。經(jīng)反復(fù)測試，故障電流量需要持續(xù) 15ms及以上才，故障電壓量要持續(xù)20ms即一周波以上，才會(huì)被裝置認(rèn)定為故障并啟動(dòng)錄波；故障電壓、電流量要持續(xù) 20ms以上才會(huì)將故障類型顯示在簡報(bào)窗口。對(duì)電力系統(tǒng)故障而言，保護(hù)最快可以在 10ms左右出口，開關(guān)跳閘完成故障切除一般在20ms以上，最快累計(jì)30ms以上才能切除故障。我們統(tǒng)計(jì)了萬象變歷史故障，切除故障時(shí)間基本在50～80ms。故錄對(duì)故障的判斷時(shí)間雖然符合電力系統(tǒng)應(yīng)用的要求，15ms以上的判斷時(shí)間對(duì)于其 4000Hz的采樣頻率和故障判斷原理（采樣異常五取四）而言顯然過長。希望廠家可以進(jìn)一步提高故障判斷速度。

2）故障采樣誤差受算法影響較大。模擬故障時(shí)，裝置離散波形十分精準(zhǔn)，與所加模擬量十分接近，但是，報(bào)告中的采樣數(shù)值卻顯示有效值，且有效值誤差較大。有效值計(jì)算共有以下3種方法可以選擇：①向前一個(gè)周波計(jì)算；②向后一個(gè)周波計(jì)算；③向前半個(gè)周波、向后半個(gè)周波計(jì)算。故障時(shí)間過短時(shí)，應(yīng)在操作界面選擇合適的計(jì)算方法以減小誤差。而故障報(bào)告中的故障電流為默認(rèn)的向前一周波計(jì)算，故障前一周波是負(fù)荷電流，會(huì)使得報(bào)告中故障電流偏小，測距就會(huì)產(chǎn)生誤差。

3）測距誤差問題。經(jīng)過多次實(shí)際故障跳閘分析發(fā)現(xiàn)，各個(gè)保護(hù)、故錄廠家對(duì)故障距離的計(jì)算方法均有所不同，測距結(jié)果也有所差別，甚至差別較大。新故錄在故障持續(xù)兩周波 40ms以上時(shí)，測距十分穩(wěn)定，誤差極小。故障持續(xù)小于 40ms時(shí)，鑒于上文所述，時(shí)間越短，誤差越大。而實(shí)際故障普遍大于40ms，誤差影響可以忽略。按照經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)故障時(shí)測距應(yīng)綜合參考兩套保護(hù)和故錄數(shù)據(jù)，但根據(jù)此次試驗(yàn)，建議發(fā)生持續(xù)時(shí)間 40ms以上故障時(shí)可主要參考新故錄測距數(shù)據(jù)。

2.3通信調(diào)試問題與解決方法及遠(yuǎn)期對(duì)策

在拆除220kV 1號(hào)故錄設(shè)備接線時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)保留通信單元電源，致使220kV其他幾臺(tái)故錄與故錄代理服務(wù)器短時(shí)通信斷開。我們?cè)谠O(shè)備與接線拆除工作結(jié)束后立即搭接臨時(shí)供電回路以恢復(fù)通信。

500kV 3號(hào)與500kV 1號(hào)兩臺(tái)故錄均有兩個(gè)IP地址（網(wǎng)調(diào)IP與內(nèi)網(wǎng)IP）并對(duì)應(yīng)兩個(gè)網(wǎng)口接線，網(wǎng)調(diào)IP與內(nèi)網(wǎng)IP分別組網(wǎng)，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器連接光纖上傳數(shù)據(jù)。改造500kV 1號(hào)故錄時(shí)，交換機(jī)因故障拆除，只能與500kV 3號(hào)故錄共用同一個(gè)交換機(jī)組網(wǎng)，并連接保信總交換機(jī)和故錄內(nèi)網(wǎng)總交換機(jī)兩根光纖。通信調(diào)試時(shí)通信成功率不足10%，且網(wǎng)絡(luò)延時(shí)最長達(dá)十余秒。我們經(jīng)過認(rèn)真梳理，發(fā)現(xiàn)220kV 1號(hào)故錄交換機(jī)、500kV 3號(hào)故錄交換機(jī)、故錄內(nèi)網(wǎng)總交換機(jī)和保信總交換機(jī)（連接至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)用）相互連接出現(xiàn)了通信環(huán)網(wǎng)情況。解開環(huán)網(wǎng)后，通信恢復(fù)正常。

建議在今后運(yùn)維工作中，各故錄屏內(nèi)通信單元有且僅有一個(gè)交換機(jī)（目前為220kV 1號(hào)故錄交換機(jī)）可連接兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，嚴(yán)禁存在兩個(gè)交換機(jī)與兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器相連構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。在故錄組網(wǎng)改造時(shí)，增加光纖敷設(shè)，取消兩臺(tái)故錄共用一臺(tái)交換機(jī)的情況，全部光纖直連站控層交換機(jī)后接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，并將各個(gè)故錄裝置與保護(hù)裝置共同在就地繼保室組網(wǎng)，再由各繼保室交換機(jī)經(jīng)光纖集中接入保信子站，并取消代理服務(wù)器。

3　安全措施問題研究與建議

3.1綜合安全措施的問題研究與建議

我們平時(shí)布置端子排上安全措施時(shí)，主要使用紅絕緣膠布包扎端子排內(nèi)正表面，而容易忽略側(cè)面端子接線孔，且存在連續(xù)短接的端子無外接線者也極容易忽略。在正常檢修過程中安全風(fēng)險(xiǎn)不大，但是在技術(shù)改造過程中，拆接線時(shí)，線端雜亂，尤其遇到屏內(nèi)電源線布線復(fù)雜且有硬導(dǎo)線，如不加防范，可能戳破絕緣膠布，而且無論軟硬導(dǎo)線均有可能從端子排外側(cè)與直流信號(hào)回路、電壓及電流回路的導(dǎo)線金屬裸露部分（接線不完美）發(fā)生接觸導(dǎo)致短路或接地。

為避免此種情況發(fā)生，在布置安措時(shí)，采用了一些臨時(shí)辦法。端子排外側(cè)接線孔使用絕緣膠布進(jìn)行纏繞粘貼隔離，直流信號(hào)、交直流電源端子排內(nèi)外側(cè)及接線孔也同樣全部用膠布隔離；在端子排正面使用膠布時(shí)，為避免粘貼不牢固，盡量避免拉伸膠布，必要時(shí)增加橫向纏繞以防膠布脫落；為保險(xiǎn)起見，遇到導(dǎo)線裸露金屬部分尤其是硬導(dǎo)線裸露部分，拆除連接后將裸露部分剪斷，必要時(shí)纏上絕緣膠布；將分組（單元）的導(dǎo)線用膠布將金屬接頭進(jìn)行捆扎；在拆接線工作中加強(qiáng)安全監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁用力抽拽導(dǎo)線以避免導(dǎo)線甩動(dòng)甚至彈開。

以上臨時(shí)辦法在應(yīng)用時(shí)不夠便捷，外觀較亂，過多遮擋端子排標(biāo)示，不利于后續(xù)工作。當(dāng)電壓回路及直流信號(hào)回路等需要在工作屏內(nèi)拆除外部接線時(shí)，建議使用絕緣的線纜帽將導(dǎo)線金屬裸露部分套好，并輔以絕緣膠布固定，應(yīng)選擇材料強(qiáng)度大、絕緣好、裝拆應(yīng)方便、連接可靠的絕緣帽。并接至相鄰屏的交流電源回路可考慮采用絕緣好、強(qiáng)度大、裝拆方便、連接可靠的電纜連接器將其并接，必要時(shí)輔以絕緣膠布。符合上述要求的工具如有成品，建議采購，如無成品，可自行設(shè)計(jì)開發(fā)一系列相關(guān)工具。

3.2電流回路安措問題與對(duì)策

電流回路因涉及到運(yùn)行的相關(guān)保護(hù)，在安全措施中尤為重要。原施工方案電流回路安全措施分兩步執(zhí)行，第一步在保護(hù)信號(hào)狀態(tài)下短接保護(hù)電流尾端ABCN（端子排內(nèi)側(cè)，故錄電流回路上級(jí)）；第二步在工作前執(zhí)行故錄屏內(nèi)電流回路安措，短接外側(cè)并斷開電流回路。

在改造220kV 1號(hào)故錄時(shí)，該故錄內(nèi)經(jīng)過兩次擴(kuò)建，有6個(gè)間隔電流及開關(guān)量接入，內(nèi)部接線十分雜亂，在拆除接線時(shí)，可能導(dǎo)致一些導(dǎo)線從端子排外側(cè)與直流信號(hào)回路、電壓及電流回路發(fā)生接觸并致短路接地的風(fēng)險(xiǎn)。我們對(duì)電流、電壓和直流回路加強(qiáng)了安措布置力度，加強(qiáng)了端子排的絕緣，結(jié)合包扎線頭金屬部分的方法，臨時(shí)解決了問題。

眾所周知，電流回路形成兩點(diǎn)接地可能會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)，后果很嚴(yán)重。實(shí)際改造工作中，安全措施需防護(hù)范圍很大，上述臨時(shí)解決辦法無法完全杜絕電流回路形成第二點(diǎn)接地的風(fēng)險(xiǎn)。為保險(xiǎn)起見，建議日后改造工作可實(shí)施電流回路安措采用上級(jí)保護(hù)電流回路與故錄屏內(nèi)電流回路均斷開的方法。既在保護(hù)信號(hào)狀態(tài)下，首先短接保護(hù)電流尾端再斷開該電流回路，并在工作前執(zhí)行故錄屏內(nèi)電流回路安措。此法可以有效杜絕電流回路兩點(diǎn)接地。

原故錄電流安全措施步驟與建議修改的步驟如圖1所示。

圖1　電流安全措施步驟對(duì)比

雖然在前期經(jīng)過核查圖紙、查對(duì)電纜走向、實(shí)地踏勘、端子排查驗(yàn)，但是電纜掛牌偶有缺失或錯(cuò)誤，線端編號(hào)也偶有錯(cuò)誤，為防萬一和人為因素，在配合故錄改造電流回路安措執(zhí)行與恢復(fù)工作時(shí)，建議采用監(jiān)視保護(hù)及故錄采樣變化以輔證回路及相別正確。執(zhí)行電流回路安措第一步時(shí)，除避免接線誤觸碰其他端子，也應(yīng)注意短接順序。短接時(shí)，先接N，再按照操作方便性，依次接C相，B相，A相。我們假定電流回路各相連接可靠、正確，回路電阻基本一致，運(yùn)用電路基礎(chǔ)原理知識(shí)便可得出表2所列數(shù)據(jù)?；謴?fù)電流安措時(shí)反之即可。

表2　執(zhí)行電流安措時(shí)采樣變化表

4　結(jié)論

總而言之，安全是電力企業(yè)的生命線，要做好技術(shù)改造工作，必然要經(jīng)過前期與相關(guān)專業(yè)人員一起充分地踏勘、與廠家設(shè)計(jì)人員充分地溝通、認(rèn)真地審核圖紙，才能夠順利地按計(jì)劃推進(jìn)工作進(jìn)度。文中所述部分建議已在工作中執(zhí)行，可以有效提高工作的安全性。有關(guān)安措執(zhí)行工具、電流安措執(zhí)行方法的建議可以有效杜絕工作中人為責(zé)任性事故的發(fā)生，保障人員和設(shè)備安全。

張東明（1983-），男，浙江省麗水市人，在職研究生，工程師，主要從事特稿壓變電運(yùn)維工作。