呂學增 吳德花 朱義賢 魯偉 魏霞 徐自力 高嶺 劉瑜

摘要：本文介紹了一套由管理軟件、電腦鑰匙、傳輸適配器、智能壓板、智能壓板控制器等構成的，能夠實現集監(jiān)視、防誤等功能于一體的新型變電站智能壓板防誤操作管理系統(tǒng)具體的研制與應用過程。新型變電站智能壓板防誤操作管理系統(tǒng)對解決二次壓板的投退狀態(tài)檢測和壓板的二次防誤操作，提高繼電保護的運行水平具有重要的意義。

關鍵詞：數字化變電站；電子式互感器；網絡選型；狀態(tài)檢修

1.引言

電力系統(tǒng)中一次設備防誤操作系統(tǒng)已趨向完備，變電站常見的防誤裝置類型包括機械閉鎖、電磁閉鎖、電氣閉鎖、機械程序鎖、微機防誤閉鎖、計算機監(jiān)控系統(tǒng)防誤閉鎖等【1】。但對于二次設備的壓板防誤操作尚無有效控制手段。二次設備由于壓板的誤投、誤退、漏投、漏退等原因引起的電力系統(tǒng)事故時有發(fā)生。給電網安全運行帶來巨大隱患。為解決二次壓板的投退狀態(tài)檢測和壓板二次防誤問題，減少二次壓板誤操作引起的事故，提高繼電保護的運行水平，研制一種新型的壓板防誤操作系統(tǒng)勢在必行。

2.方案確定

2.1目標預期

經過調研、資料查詢等各種方法，沒有發(fā)現成熟的完全符合現場需求的產品，沒有可借鑒的經驗及相關資料。根據項目實施目標，我們研制的思路本著完善化、系統(tǒng)化、現場實用性強、易操作的原則，結合變電站內目前已有的防誤系統(tǒng)，提出變電站智能壓板防誤操作系統(tǒng)。預期能研制出一套包含：管理軟件、電腦鑰匙、傳輸適配器、智能壓板、智能壓板控制器，能夠實現集監(jiān)視、防誤等功能于一體的一站或多站硬壓板的集中管理及防誤操作智能壓板防誤的操作系統(tǒng)，使一、二次設備防誤操作形成閉環(huán)控制，保護壓板防誤操作系統(tǒng)作為全面防誤系統(tǒng)的一個重要組成部分，實現從一次到二次，從手動站、無人站到數字化變電站的全面防誤系統(tǒng)解決方案。

2.2目標可行性分析

變電站現場已經使用了微機五防閉鎖系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)已經實現了互通信，對變電站一次設備包括開關、閘刀的狀態(tài)以及接地線的狀態(tài)均能實時監(jiān)視，對于目標的實現有了基礎平臺。智能壓板防誤操作系統(tǒng)可以作為一個子系統(tǒng)嵌入到原有的防誤操作系統(tǒng)中，從而形成由一次設備到二次設備完整的防誤閉鎖解決方案。

智能壓板的應用必須與相關檢測技術的應用相匹配，這樣才是完成的操作系統(tǒng)，才能確保變電站繼電保護工作的質量【2】。目前，電力系統(tǒng)內已經存在成熟的通過非電量原理和開關量原理來檢測壓板投退狀態(tài)，并將壓板投退狀態(tài)上傳給上位機管理系統(tǒng)的技術手段，為目標的實施提供了技術保證。

目前在電力系統(tǒng)中已經存在一些防止保護及自動裝置二次壓板誤投、漏投退的管理和技術相關的措施，雖不夠成熟，但為本次目標的實現可提供借鑒的經驗。

3.智能壓板防誤操作系統(tǒng)的研制實施

3.1安裝智能壓板

在常規(guī)壓板的基礎上，智能壓板采用非電量接觸原理檢測壓板的投退狀態(tài)及投入到位檢測，并將壓板的狀態(tài)上送給智能壓板控制器；接收智能壓板控制器的操作指令，控制壓板狀態(tài)燈的閃爍，當要操作該智能壓板燈常亮；如果沒有經開票操作，檢測到壓板的狀態(tài)發(fā)生改變則狀態(tài)燈閃爍，智能壓板控制器報警，并將告警信息上傳給上位機。智能壓板安裝時的開孔尺寸與常規(guī)壓板完全相同。

3.2加裝壓板控制器

智能壓板控制器有電腦鑰匙接口，能與電腦鑰匙交互壓板操作信息。每面保護控制屏安裝一臺智能壓板控制器來管理屏上的全部硬壓板，包括每個壓板投退狀態(tài)的查詢及智能壓板的自檢信息，智能壓板控制器與智能壓板的通信方式采用RS485。智能壓板控制器可以采集本控制器下所有智能壓板的投退狀態(tài)及運行狀態(tài)，當有異常情況將信息上送給上位機；能夠接收電腦鑰匙的操作指令，再將指令發(fā)給對應的智能壓板，智能壓板接收到操作指令后驅動對應的狀態(tài)燈閃爍，指示操作人員進行操作。

3.3 通信管理系統(tǒng)及通信方式選擇

利用現有的主子站通信網絡，實現主子站防誤系統(tǒng)的互聯，不需重新添加或更換通信設備。系統(tǒng)可支持網絡、光纖通道、串口等多種傳輸介質；其中網絡通信可采用基于現有的TCP/IP網絡協(xié)議。

3.4 研制上位機壓板防誤操作管理軟件

智能壓板防誤操作系統(tǒng)主要由5部分構成：上位機智能壓板防誤管理系統(tǒng)、傳輸適配器、電腦鑰匙、智能壓板控制器、智能壓板。

上位機智能壓板防誤管理系統(tǒng)具備實現全站或多站壓板的集中管理、壓板狀態(tài)監(jiān)視、壓板非法操作時的報警、壓板規(guī)則編輯、壓板操作開票和模擬預演、壓板操作記錄、變位記錄及歷史查詢、通信等功能。

通過測試，在保護小室內進行任何壓板投退操作時均能夠在控制室內五防主機上實施顯示。

4.應用情況及效果

通過對壓板投退是否受五防閉鎖控制進行檢查，繪制出下表。

從表中可以看出加裝閉鎖后，正常操作時，必須先在上位機管理軟件上開票（手工開票或典型票），并模擬預演成功后才能進行相應的操作。如果沒有經開票、模擬預演而直接操作壓板，系統(tǒng)檢測到非法操作，上位機將會音響報警，智能壓板控制器也會告警，智能壓板指示燈一直閃爍直到恢復之前的狀態(tài)。實現了壓板投退狀態(tài)檢測、壓板投入到位檢測、壓板投退規(guī)則編輯及判斷、壓板操作的防誤功能、智能壓板地址自動識別等功能。

通過實施，站內所有壓板的投退狀態(tài)能夠實現實時監(jiān)測，有效防止了二次壓板的誤操作的發(fā)生情況發(fā)生。壓板誤投、漏投率為0，達到了設定的目標。

通過有效的對策實施，實現了課題目標。全新的智能壓板系統(tǒng)解決了遠方監(jiān)視、現場提示、后臺預演和記錄、儲存、查詢的功能要求【3】，改變了在實際運行中，因壓板投退不當，導致產生錯投、漏投、造成保護系統(tǒng)無法完成跳合閘動作的現象。有效解決了壓板的投退狀態(tài)檢測和壓板二次防誤問題，減少二次原因引起的事故，提高繼電保護的運行水平。更好的確保人身、設備、電網的安全，帶來了無形的安全效益。

參考文獻

[1] 李寶興.生產技能人員職業(yè)能力培訓專用教材 變電運行（500kV）[M].北京：中國電力出版社，2010，209.

[2] 黃永欽，余躍.變電站智能壓板檢測的技術及運行探析[J].電力科技，2014，（11）：286.

[3] 陸海寧.二次壓板的智能化運行及應用探討[J].華東電力，2010，（12）：1874.

（作者單位：國網安徽省電力有限公司調控中心）