CN1920721A - 水电站微机监控保护系统调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站微机监控保护系统的调试方法，它包括监控、保护系统常规试验，微机保护装置的静态试验，二次回路通电试验，微机自动准同期装置试验，微机监控、保护系统联系调试和微机监控保护系统试运行。本发明具有调试方法简单、调试项目全面、结果判断准确等优点，有利于提高现场监控的可靠性、准确性和实时性，确保电站系统运行的安全和提高运行效率。

Description

水电站微机监控保护系统调试方法

技术领域

本发明涉及一种水电站微机监控保护系统调试方法。

背景技术

随着计算机技术的迅速发展，水电站微机监控保护系统的微机化进程越来越快，微机化已是我国水电站自动控制系统的发展方向。水电站微机监控保护系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点，是一种自动化程度很高的发电站现场监控系统，但水电站微机监控保护系统在正式投入运行之前，应当进行充分的调试，确保系统运行在最佳状态，以便提高现场监控的可靠性、准确性和实时性。

发明内容

本发明的目的在于提供水电站微机监控保护系统调试方法，该方法通过监控保护系统常规试验、微机保护装置的静态试验、二次回路通电试验、微机自动准同期装置试验、微机监控保护系统联系调试以及微机监控保护系统试运行等措施，对水电站微机监控保护系统进行充分的调试，确保系统运行在最佳状态，提高现场监控的可靠性、准确性和实时性。

本发明的发明内容是通过以下技术方案实现的：水电站微机监控保护系统调试方法，它包括以下步骤：

(1)监控、保护系统常规试验；

(2)微机保护装置的静态试验；

(3)二次回路通电试验；

(4)微机自动准同期装置试验；

(5)微机监控、保护系统联系调试；

(6)微机监控保护系统试运行。

其中，监控、保护系统常规试验步骤包括：

(1)常规外部检查；

(2)绝缘检查。

微机保护装置的静态试验步骤包括：

(1)将微机保护装置置于“调试”位置，接入专用试验直流电源，并注意使屏上其它装置的直流电源开关处于断开位置，调节电源80％Un、100％Un、115％Un，微机保护装置电源部分其输出电压应在允许范围内，并应保持稳定；

(2)在装置初上电时，检查显示器是否接触不良，检查键盘是否存在按键不可靠，光标上、下移动不灵活；

(3)定值修改及固化功能检查；

(4)具有分区定值的装置还应检查分区定值的工作情况；

(5)整定值失电保护功能检查；

(6)时钟整定及掉电保护功能检验；

(7)告警回路检查；

(8)开关量输入回路检验；

(9)微机交流采样回路检验；

(10)定值和保护逻辑功能检验；

(11)功耗测试；

(12)微机保护的定值试验；

(13)跳、合闸电流保持试验。

二次回路通电试验步骤包括：

(1)电源系统，尤其是直流电源系统本身回路必须先经过试验检查完毕；

(2)信号系统应先试验完毕，为控制、保护回路的试验工作创造条件；

(3)按一次设备为单元，分别检验控制、保护回路，同时，检验其信号回路部分；

(4)进行各设备间的联锁，闭锁试验，先短接或短开有关端子进行模拟试验，然后再作正式传动试验；

(5)试验有关自动装置；

(6)电流、电压二次回路模拟通电试验。

微机自动准同期装置试验步骤包括：

(1)并网过程测试；

(2)被控对象测试；

(3)频率和电压测试；

(4)开关量输入输出通道测试；

(5)按钮开关测试；

(6)PT断线功能测试；

(7)同期定值试验。

微机监控、保护系统联系调试步骤包括：

(1)据设计思路将全系统分为线路、变压器、厂用电、水轮发电机组等单元，分别在无压(无水)状态下进行静态联合调整试验，检验微机监控系统工作可靠性及程序控制的准确性。并根据电站具体情况对系统的控制操作流程、实时监控画面、语音告警系统、历史记录等各部分作适当调整，满足设计及电站运行要求；

(2)GPS同步时钟系统调整；

(3)系统受电；

(4)主变压器冲击合闸试验；

(5)同期系统检查；

(6)厂用电系统受点及辅机运行；

(7)机组手动起动，检测发电机一次相序残压，发电机相序应为正相序，一次电压值三相应平衡且对称。机组机械部分稳定后，对调速器、励磁系统、机前阀门、机组自动化元件进行调试；

(8)发电机在短路状态下的试验；

(9)发电机在开路状态下的试验。

其中，发电机在开路状态下的试验步骤包括：

(1)带电常规检查；

(2)发电机空载特性曲线录制；

(3)继电器保护回路检查；

(4)定子空载状态下的灭磁性能检查；

(5)发电机同期试验。

其中，发电机同期试验步骤包括：

(1)在机组起动时进行假同期并列试验；

(2)手动假同期无异常后，分开发电机出口断路器，将发电机出口隔离开关合上，在得到调度许可发电机和系统并列的命令后，按照假同期的顺序，用手动同期方式将发电机关系统；

(3)自动准同期装置试验；

(4)在上诉试验正常后，对机组作正常工况下自动开机、停机、事故紧急停机试验以及各种运行工况的相互转换试验；

(5)微机监控保护系统在负荷下的试验。

在上述试验完成后，对全系统进行统一消除缺陷处理后，随同一次设备进行72h试运行。

本发明通过监控保护系统常规试验、微机保护装置的静态试验、二次回路通电试验、微机自动准同期装置试验、微机监控保护系统联系调试以及微机监控保护系统试运行等措施，对水电站微机监控保护系统进行了充分的调试，具有调试方法简单、调试项目全面、结果判断准确等优点，提高了现场监控的可靠性、准确性和实时性，有利于确保电站系统运行的安全和提高运行效率。

具体实施方式

本发明的发明内容是通过以下技术方案实现的：水电站微机监控保护系统调试方法，它包括监控、保护系统常规试验、微机保护装置的静态试验、二次回路通电试验、微机自动准同期装置试验、微机监控保护系统联系调试和微机监控保护系统试运行等步骤。

其中，监控、保护系统常规试验步骤包括：

常规外部检查：检查监控屏、保护屏上的标志以及切换设备的标志是否完整、正确、清楚、是否与图纸相符合；检查背板接线以及端子排上的接线是否正确可靠，具有切换压板的其压板螺丝应紧固。

绝缘检查：用兆欧表进行绝缘检查时，应防止高电压将芯片击穿，此外微机保护屏、监控屏柜体要良好接地。对地绝缘电阻要求：对屏内部微机保护装置用1000v兆欧表分别对交流电流电路、直流电压回路、信号回路、出口引出触点、对地绝缘电阻测试应大于10兆欧；对交流电流回路、直流电压回路、信号回路、出口引出触点全部短接后，用1000v兆欧表对地进行绝缘电阻测试，应大于1兆欧。检验合格后将短接回路施加工频电压1000v，做历时1min的耐压试验，试验过程中应无击穿或闪路现象。试验结束后，复测整个二次回路绝缘电阻应无显著变化。

微机保护装置的静态试验步骤包括：

将微机保护装置置于“调试”位置，接入专用试验直流电源，并注意使屏上其它装置的直流电源开关处于断开位置，调节电源至80％Un、100％Un、115％Un，微机保护装置电源部分其输出电压应在允许范围内，并应保持稳定。

在装置初上电时，检查显示器是否接触不良，检查键盘是否存在按键不可靠，光标上、下移动不灵活。

定值修改及固化功能检查：根据装置说明书进入定值修改模式，修改定值后，键入确认键，在固化定值后，重新检查定值是否真正修改并已输入。

具有分区定值的装置还应检查分区定值的工作情况。

整定值失电保护功能检查：在整定值修改后，关保护电源经10s后再上电，定值不能改变。

时钟整定及掉电保护功能检验：时钟修改后，关保护电源10s后再上电，时钟运行应准确。

告警回路检查：在关机、保护装置故障及异常情况下，告警继电器触点应可靠动作。

开关量输入回路检验：投退压板、切换开关或用短接线将输入公共端与开关量输入端子短接，通过查询保护装置来检验变位的开关量是否与短接的端子的开关量相同。对每个CPU插件的开关量要仔细检查，并做好记录。

微机交流采样回路检验：待微机开机达30min，各芯片插件热稳定后方可进行该项目检验。先将微机保护装置交流电流回路短路，交流电压回路开路，分别检查各CPU的通道采样值和有效值，其零漂移值应小于±0.5％。此外，还要检查电流电压回路中各变换器极性的正确性及通道线形度检查，试验时按照微机保护的适合条件，输入适当的交流电流电压值，分别测量对高、中、低值的测量误差是否都在允许范围内，尤其要注意低端值的误差。然后分别加入电压和电流的额定值，并改变电压和电流的相角，在微机保护装置中查询其位差值与输入相角进行比较其误差应小于3°。

定值和保护逻辑功能检验：根据生产厂家的技术文件拟定调试定值并设定好控制字进行该项检验。

功耗测试：分别在交流、直流、回路中串入电流表，分别在正常状态下和保护动作状态下测量交流、直流电压及功耗。

微机保护的定值试验：根据下达定值和生产厂家出厂技术条件编制校验计划，分别校验各段定值并模拟反向故障，检验保护动作情况，做好记录。

跳、合闸电流保持试验：对于具有跳闸、合闸电流保持的微机保护装置，将保护屏上跳闸压板、合闸压板、手动合闸压板及手动跳闸压板投入，手动合闸开关置于“合闸”位置，跳开断路器后保护不应重合。

二次回路通电试验步骤包括：

电源系统，尤其是直流电源系统本身回路必须先经过试验检查完毕；

信号系统应先试验完毕，为控制、保护回路的试验工作创造条件；

按一次设备为单元，分别检验控制、保护回路，同时，检验其信号回路部分；

进行各设备间的联锁，闭锁试验，先短接或短开有关端子进行模拟试验，然后再作正式传动试验；

试验有关自动装置；

电流、电压二次回路模拟通电试验：利用外加电源通入互感器的一次绕组成二次绕组回路，分别检查二次回路内各元件的电流、电压、进出端极性、相位和继电器的动作情况，一判断回路的接线是否正确。

微机自动准同期装置试验步骤包括：

并网过程测试：利用自动准同期试验装置或变频电源测试自动准同期装置在各种信号源及不同方式下的工作情况是否正常。

被控对象测试：通过测试对外的继电器是否动作正确，来检查同步装置对外的连接电缆是否正常和正确。

频率和电压测试：从外部输入两个可调频率和电压的PT二次电压信号，分别用电压表和频率表检验同步装置对电压、频率的测量精度。

开关量输入输出通道测试：投退压板、切换开关或用短接线将输入公共端与开关量输入端子短接，通过查询装置来检验变位的开关量是否与短接的端子开关量相同。将外部至断路器合闸回路断开，使同步装置输出，用万用表检查开出继电器的动作情况。

按钮开关测试：检查按钮开关的接触是否可靠。

PT断线功能测试：在外部输入两路电压信号至额定值，断开一路电压回路，检查装置断线功能的动作情况。

同期定值试验：利用自动准同步试验装置对同步装置进行定值试验，试验时检查其相角、频差、压差及调频、调压动作情况，并做好记录。

微机监控、保护系统联系调试步骤包括：

据设计思路将全系统分为线路、变压器、厂用电、水轮发电机组等单元，分别在无压(无水)状态下进行静态联合调整试验，检验微机监控系统工作可靠性及程序控制的准确性。并根据电站具体情况对系统的控制操作流程、实时监控画面、语音告警系统、历史记录等各部分作适当调整，满足设计及电站运行要求。

GPS同步时钟系统调整：对全站同步时钟系统进行调整，保证各部分时钟准确，工作正常。

系统受电：首先对线路进行充电试验，试验时投入所有保护及控制，对全线路做冲击合闸试验。一切正常后再对升压站母线及母线电压互感器做相序检查，三相电压应平衡，开口三角形绕组应无输出，相序应为正相序。各保护装置采集电量的相位、相序、幅值应符合实际工况。

主变压器冲击合闸试验：投入主变压器保护及监控系统，对电力变压器进行全电压冲击合闸试验。试验前，主变压器中性点接地隔离开关在合上位置，并联系电网调整度对系统有关的继电保护临时修改定值，以适应主变压器全电压冲击合闸试验。试验时，派人到主变压器跟前进行监视，每次合闸后保护3～5min，监听变压器内部声音正常，相关表计准确，微机保护监控系统各采样正确，再进行下一次合闸，冲击合闸共进行5次。如果在冲击合闸过程中断路器跳闸，应立即查明原因，若非主变压器内部原因，则将问题解决后继续进行。

同期系统检查：对同期系统进行定相，在二次回路通过额定工作电压的情况下检查同期系统接线，此时，同期系统通入单路工作电压，各同期点均应满足准同期条件。

厂用电系统受点及辅机运行：按电气主接线将电倒入厂用电系统，此时由于高压设备已带电，派专人管理，以免发生人身及设备事故。厂用电带电正常后，开始辅机部分试运行。

机组手动起动，检测发电机一次相序残压，发电机相序应为正相序，一次电压值三相应平衡且对称。机组机械部分稳定后，对调速器、励磁系统、机前阀门、机组自动化元件进行调试。

发电机在短路状态下的试验：试验时用铝非或铜排将发电机出口短路，该短路排的截面积应能承受10min左右通过的大电流，并派专人就近监视，将发电要保护出口全部切到信号位置，发电机的冷却后系统投入运行，开启机组使其达到额定转速，稳定后，逐步调整发电机磁场使发电机定子绕组电流逐步达到额定电流值，分别检查发电机电流回路是否平衡并录制发电机三相短路特性试验，并将绘制曲线和出厂特性曲线相比较，误差应在测量允许范围内。并同时进行发电机继电保护、电流互感器的二次负载压降、定子绕组在短路状态下的灭磁时间常数检查。

发电机在开路状态下的试验步骤包括：

带电常规检查：手动调节励磁将发电机电压慢慢升到0.3倍额定电压后，检查各带电部分情况是否正常，母线和设备有无放电声和异常现象，二次回路有无异味，同时在机组每组电压互感器二次侧测量三相电压对称性，应符合要求。再将电压升到0.5倍额定电压，检查各处情况正常后，在各端子排处检查电压回路的各相电压及相序并记录。然后升到额定电压，并对各带电设备再进行一次检查。

发电机空载特性曲线录制：录制空载特性曲线时准备定子电压标准表三只、转子电压标准表一只、转子电流标准表一只，并在发电机出口处电压互感器的开口三角处及发电机中性点电压互感器二次侧各接入一只万用表，读数并记录波形。手动调节发电机励磁电压，调定几点测试上升空载特性，直到1.3倍额定电压。在1.3倍额定电压下持续5min进行匝间耐压实验后，调定几点测试下降空载特性。

继电器保护回路检查：在发电机额定电压及1.3倍额定电压时测量开口三角处的不平衡电压及发电机中性点互感器的二次电压。检查发电机保护装置负序保护及PT断线闭锁回路的不平衡电压。检查各电压继电器的动作及返回情况，并对发电机定子一点接地保护进行试验及进行对地电容电电流测试。

定子空载状态下的灭磁性能检查：在发电机额定电压下逆以灭磁及分灭磁开关以检验其灭磁性能。

发电机同期试验步骤包括：

在机组起动时进行假同期并列试验：首先检查发电机出口隔离开关在断开位置，并加锁，调节励磁使发电机与系统电压相等，调节发电机频率略膏腴系统频率，根据同期表的旋转情况在同步点的超前位置处合上操作开关，使断路器合上的时候，正好是同期步的同步点。

手动假同期无异常后，分开发电机出口断路器，将发电机出口隔离开关合上，在得到调度许可发电机和系统并列的命令后，按照假同期的顺序，用手动同期方式将发电机关系统。

自动准同期装置试验：在手动准同期试验后将发电机与系统解列进行自动准同期试验。首先，将发电机电压调整到高于或低于系统电压，检查自动调压性能；然后将发电机频率调整到高于或低于系统频率，检查装置自动调频的性能；最后利用自动准同不装置将发电机并入系统。

在上诉试验正常后，对机组作正常工况下自动开机、停机、事故紧急停机试验以及各种运行工况的相互转换试验。

微机监控保护系统在负荷下的试验：检查电流回路的极性相位，检查各种带方向的保护接线，检查差动回路的不平衡电流，自动励磁调节器并网后的试验，发电机轴电压测试，甩负荷试验。

在上述试验完成后，对全系统进行统一消除缺陷处理后，随同一次设备进行72h试运行。

Claims (9)

1、水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)监控、保护系统常规试验；

(2)微机保护装置的静态试验；

(3)二次回路通电试验；

(4)微机自动准同期装置试验；

(5)微机监控、保护系统联系调试；

(6)微机监控保护系统试运行。

2、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的监控、保护系统常规试验步骤包括以下子步骤：

(1)常规外部检查；

(2)绝缘检查。

3、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的微机保护装置的静态试验步骤包括以下子步骤：

(1)将微机保护装置置于“调试”位置，接人专用试验直流电源，并注意使屏上其它装置的直流电源开关处于断开位置，调节电源至80％Un、100％Un、115％Un，微机保护装置电源部分其输出电压应在允许范围内，并应保持稳定；

(2)在装置初上电时，检查显示器是否接触不良，检查键盘是否存在按键不可靠，光标上、下移动不灵活；

(3)定值修改及固化功能检查；

(4)具有分区定值的装置还应检查分区定值的工作情况；

(5)整定值失电保护功能检查；

(6)时钟整定及掉电保护功能检验；

(7)告警回路检查；

(8)开关量输入回路检验；

(9)微机交流采样回路检验；

(10)定值和保护逻辑功能检验；

(11)功耗测试；

(12)微机保护的定值试验；

(13)跳、合闸电流保持试验。

4、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的二次回路通电试验步骤包括以下子步骤：

(1)电源系统，尤其是直流电源系统本身回路必须先经过试验检查完毕；

(2)信号系统应先试验完毕，为控制、保护回路的试验工作创造条件；

(3)按一次设备为单元，分别检验控制、保护回路，同时，检验其信号回路部分；

(4)进行各设备间的联锁，闭锁试验，先短接或短开有关端子进行模拟试验，然后再作正式传动试验；

(5)试验有关自动装置；

(6)电流、电压二次回路模拟通电试验。

5、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的微机自动准同期装置试验步骤包括以下子步骤：

(1)并网过程测试；

(2)被控对象测试；

(3)频率和电压测试；

(4)开关量输入输出通道测试；

(5)按钮开关测试；

(6)PT断线功能测试；

(7)同期定值试验。

6、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的微机监控、保护系统联系调试步骤包括以下子步骤：

(1)据设计思路将全系统分为线路、变压器、厂用电、水轮发电机组等单元，分别在无压(无水)状态下进行静态联合调整试验，检验微机监控系统工作可靠性及程序控制的准确性。并根据电站具体情况对系统的控制操作流程、实时监控画面、语音告警系统、历史记录等各部分作适当调整，满足设计及电站运行要求；

(2)GPS同步时钟系统调整；

(3)系统受电；

(4)主变压器冲击合闸试验；

(5)同期系统检查；

(6)厂用电系统受点及辅机运行；

(7)机组手动起动，检测发电机一次相序残压，发电机相序应为正相序，一次电压值三相应平衡且对称。机组机械部分稳定后，对调速器、励磁系统、机前阀门、机组自动化元件进行调试；

(8)发电机在短路状态下的试验；

(9)发电机在开路状态下的试验。

7、根据权利要求1所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：在上述试验完成后，对全系统进行统一消除缺陷处理后，随同一次设备进行72h试运行。

8、根据权利要求6所述的水电站微机监控保护系统调试方法，其特征在于：所述的发电机在开路状态下的试验步骤包括以下子步骤：

(1)带电常规检查；

(2)发电机空载特性曲线录制；

(3)继电器保护回路检查；

(4)发电机同期试验。

9、根据权利要求8所述的发电机在开路状态下的试验，其特征在于：所述的发电机同期试验步骤包括以下子步骤：

(1)在机组起动时进行假同期并列试验；

(2)手动假同期无异常后，分开发电机出口断路器，将发电机出口隔离开关合上，在得到调度许可发电机和系统并列的命令后，按照假同期的顺序，用手动同期方式将发电机关系统；

(3)自动准同期装置试验；

(4)在上诉试验正常后，对机组作正常工况下自动开机、停机、事故紧急停机试验以及各种运行工况的相互转换试验；

(5)微机监控保护系统在负荷下的试验。