程海艷 蔣再新 崔海婷 張海利

（1.廣西電網(wǎng)公司欽州供電局，廣西 欽州535000；2.國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司檢修公司，寧夏 銀川750011）

0 引言

保護(hù)壓板在變電站繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路中有重要作用，它在保護(hù)跳閘回路中為檢修的安全提供保障。當(dāng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，保護(hù)壓板如果錯(cuò)投退或誤投退，就會(huì)影響保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，甚至引起保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生重大事故。因此，開(kāi)發(fā)一套智能壓板防誤操作系統(tǒng)，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)保護(hù)壓板的狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制操作和警示操作等功能，是一項(xiàng)迫切而重要的工作。

1 變電站壓板應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，變電站繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置出口壓板主要由人工投退并進(jìn)行檢查，一人讀取壓板位置，一人對(duì)照壓板位置進(jìn)行核對(duì)，由于操作人員責(zé)任心不同，而且變電站運(yùn)行方式常有變化，保護(hù)壓板的位置和數(shù)量眾多，使得誤投退、漏投退和虛投退的現(xiàn)象比較普遍。

電力行業(yè)曾因誤投、漏投壓板導(dǎo)致多起事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，例如2008年4月14日，廣西220kV某變電站值班員誤投壓板，造成2號(hào)主變比率差動(dòng)動(dòng)作，2號(hào)主變2002開(kāi)關(guān)及110kV專(zhuān)旁190開(kāi)關(guān)跳閘，導(dǎo)致2座110kV變電站全站失壓。事故造成電量損失0.14萬(wàn)k W·h。因此，確保壓板投退的準(zhǔn)確操作在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行體系中至關(guān)重要。開(kāi)發(fā)一套智能壓板防誤操作系統(tǒng)，可以在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)壓板投退狀態(tài)、警示錯(cuò)誤投退，以減少各種錯(cuò)誤投退壓板導(dǎo)致的損失。

2 變電站壓板智能化研究

2.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想

智能壓板防誤操作系統(tǒng)旨在監(jiān)視變電站壓板投退狀態(tài)和防誤操作，對(duì)壓板的變位記錄可以進(jìn)行歷史查詢(xún)和跟蹤，根據(jù)運(yùn)行方式的變化可對(duì)壓板操作的邏輯規(guī)則進(jìn)行判斷。

智能壓板防誤操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上主要解決需以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）實(shí)現(xiàn)壓板投退狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)視與記錄功能；（2）對(duì)壓板投入錯(cuò)誤狀態(tài)發(fā)出告警提示；（3）實(shí)現(xiàn)壓板操作的防誤功能；（4）編輯壓板投退的邏輯規(guī)則，形成數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 系統(tǒng)組成與功能實(shí)現(xiàn)

該智能壓板系統(tǒng)主要由主機(jī)管理系統(tǒng)、電腦鑰匙、智能壓板控制器、智能壓板組成，具體如下：（1）主機(jī)管理系統(tǒng)：生成操作票、實(shí)時(shí)查詢(xún)與核對(duì)壓板位置與投退狀態(tài)、生成報(bào)表、記錄歷史狀態(tài)與數(shù)據(jù)、發(fā)出告警指示等。（2）電腦鑰匙：傳遞操作命令和操作結(jié)果。（3）智能壓板控制器：接收電腦鑰匙傳遞的操作指令，傳遞給智能壓板；監(jiān)控其下所有智能壓板投退狀態(tài)，向上傳遞給主機(jī)管理系統(tǒng)；壓板投退發(fā)生異常時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。（4）智能壓板：接收智能控制器傳遞的操作指令、控制壓板投退狀態(tài)指示燈、告警異常投退并向智能壓板控制器傳遞告警信號(hào)。

2.3 工作流程

（1）主機(jī)管理系統(tǒng)編輯壓板操作邏輯規(guī)則，以典型票的方式保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。（2）壓板操作前在主機(jī)管理系統(tǒng)上開(kāi)票并進(jìn)行模擬預(yù)演，成功后將操作票傳給電腦鑰匙。（3）電腦鑰匙將主機(jī)管理系統(tǒng)開(kāi)出的操作票按順序傳遞給智能壓板控制器；操作完成后，通過(guò)傳輸適配器將操作結(jié)果傳遞給主機(jī)管理系統(tǒng)，由主機(jī)管理系統(tǒng)形成歷史記錄。（4）智能壓板控制器將電腦鑰匙傳遞的各操作指令按位置發(fā)送到其下各智能壓板。（5）智能壓板按操作指令控制壓板投退狀態(tài)指示燈變化，提示操作員進(jìn)行操作，對(duì)沒(méi)有操作指令時(shí)發(fā)生的壓板操作發(fā)出告警并將告警上傳至智能壓板控制器。

2.4 系統(tǒng)功能與特色

（1）本系統(tǒng)在軟件開(kāi)發(fā)方面需要實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多壓板操作的開(kāi)票、主機(jī)預(yù)演、壓板邏輯規(guī)則編輯等功能，依靠目前比較成熟的微機(jī)防誤系統(tǒng)可以進(jìn)行研發(fā)，且投入較低。

（2）本系統(tǒng)的關(guān)鍵難點(diǎn)是壓板投退狀態(tài)的檢測(cè)，擬采用非電量檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)與顯示壓板的投退狀態(tài)，與壓板二次接線(xiàn)無(wú)任何電氣聯(lián)系，可利用光電檢測(cè)技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)：將壓板轉(zhuǎn)動(dòng)桿換成透明的導(dǎo)光塑料桿，塑料桿尾部涂有遮光涂層，當(dāng)壓板投退狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，遮光涂層的位置隨之變化。壓板拉手也采用透光材料，這樣智能檢測(cè)部件指示燈能通過(guò)可導(dǎo)光的轉(zhuǎn)動(dòng)桿將光源導(dǎo)到拉手上。本研究采用的非電量檢測(cè)技術(shù)原理如圖1所示。

該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)如下：1）通過(guò)壓板位置檢測(cè)器件1和壓板位置檢測(cè)器件2來(lái)完成對(duì)壓板投退狀態(tài)的檢測(cè)。2）導(dǎo)光柱與壓板本體可轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定在一起，其表面一半透明，另一半不透明；導(dǎo)光柱一方面將CPU板狀態(tài)指示燈發(fā)的光導(dǎo)到壓板表面，另一方面配合壓板位置檢測(cè)器完成對(duì)壓板投退狀態(tài)的檢測(cè)。3）壓板智能檢測(cè)部分與壓板本體無(wú)任何電氣連接關(guān)系。

（3）本系統(tǒng)通過(guò)多層次控制來(lái)克服傳統(tǒng)人工檢測(cè)壓板產(chǎn)生的錯(cuò)誤投退的弊端。首先，主機(jī)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中已編儲(chǔ)的大量操作票和模擬預(yù)演功能從根本上保證了壓板投退操作指令的正確性。其次，智能壓板對(duì)沒(méi)有操作指令產(chǎn)生的壓板投退狀態(tài)改變發(fā)出告警并能逐級(jí)上傳給主機(jī)管理系統(tǒng)。最后，壓板操作票可融入一次設(shè)備操作票中，形成從一次設(shè)備到二次設(shè)備的整體防誤。

（4）變電站壓板數(shù)量龐大，一個(gè)220kV或500kV變電站內(nèi)的壓板數(shù)在1 000個(gè)以上，利用智能系統(tǒng)可以降低人工檢測(cè)與維護(hù)壓板的工作量并提高準(zhǔn)確性。即由中繼器采集所有壓板信息后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)打包上傳。一個(gè)中繼器可以拖帶81個(gè)智能壓板，再由中繼器通過(guò)RS485總線(xiàn)與主機(jī)電腦相連接，而一條RS485總線(xiàn)可以連接127個(gè)中繼器，這樣該智能系統(tǒng)可以滿(mǎn)足各電壓等級(jí)變電站對(duì)所有應(yīng)用壓板的監(jiān)測(cè)與信息采集需求。

（5）系統(tǒng)特色：首先，主機(jī)管理系統(tǒng)在編制軟件時(shí)著重注意幾個(gè)邏輯功能的正確性，即當(dāng)壓板處于檢修狀態(tài)時(shí)，操作壓板將不會(huì)產(chǎn)生任何告警；若沒(méi)有在防誤主機(jī)上進(jìn)行開(kāi)票而操作壓板，即壓板變位是由非法操作引起的，則啟動(dòng)告警，提醒運(yùn)行人員注意；系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以形成一次設(shè)備到二次設(shè)備的整體防誤。其次，智能壓板在設(shè)計(jì)上要有明顯可視的斷開(kāi)點(diǎn)，可以提供手動(dòng)檢測(cè)接口；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧，能與傳統(tǒng)壓板結(jié)合；對(duì)外有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，能與智能壓板控制器相連接。最后，LED燈前后臺(tái)一一對(duì)應(yīng)，不同顏色醒目易辨。

圖1 非電量檢測(cè)技術(shù)原理

3 結(jié)語(yǔ)

智能壓板防誤操作系統(tǒng)通過(guò)主機(jī)管理系統(tǒng)、電腦鑰匙、智能壓板控制器與智能壓板等功能的實(shí)現(xiàn)，可以將正確的操作指令傳遞給各智能壓板，在線(xiàn)監(jiān)視與記錄壓板投退狀態(tài)的變更，對(duì)無(wú)操作票指令的投退變化發(fā)出告警，從整體上對(duì)數(shù)百甚至上千個(gè)壓板進(jìn)行準(zhǔn)確定位與監(jiān)測(cè)，彌補(bǔ)了人工操作的不可控性，保障了繼電保護(hù)的安全與可靠，必將有效提高全電網(wǎng)的安全水平和供電可靠性。

［1］牛志剛，賈騰飛，徐慶錄，等.智能壓板系統(tǒng)在齊齊哈爾馮屯500kV變電站中的應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（23）

［2］路立仁，龍軍.壓板投退操作研究［J］.機(jī)電信息，2012（12）

［3］汪洪明，楊妮娜.二次壓板操作的安全措施與防范探討［J］.繼電器，2007（2）