基于電磁感應原理的保護硬壓板狀態采集與遠程狀態監視

沈昕然 王亮 李宏才

摘要：本文介紹了利用在保護屏上增加電磁感應元件采集保護硬壓板投退狀態，通過采集器將硬壓板狀態上送至五防后臺機與變電站自動化系統后臺監控機。根據下發的保護定值單內的軟硬壓板投退情況邏輯運算生成保護壓板不一致異常告警信號。通過變電站自動化系統將保護壓板不一致告警信號上送至監控中心，實現遠程保護壓板信號狀態監視。保護硬壓板的投退通過五防機進行防誤操作監護，防止誤投退保護硬壓板。目前該項目在貴州多個變電站應用，具有良好的可靠性和準確性。

關鍵詞：硬壓板狀態采集、硬壓板防誤操作、保護壓板狀態不一致告警

1? 引言

目前，保護出口硬壓板信號無法采集，或者采集時需要對原廠家硬壓板二次回路進行改造，導致目前絕大部分保護的出口硬壓板狀態處于無法遠程監視的狀態。僅通過運行人員在日常的設備巡視過程中通過保護專業人員給定的硬壓板投退狀態定值單進行核實，無人值守站無法做到遠程實時地進行硬壓板狀態監視。本文介紹通過不改動原廠家硬壓板回路，通過電磁感應元件采集保護硬壓板狀態上送至五防機與自動化監控系統。當壓板投入不到位時自動檢測，并且告警提示，并對壓板操作進行防誤校驗。站內自動化系統按照保護定值單邏輯運算生成每個間隔保護壓板不一致異常告警信號后上送至監控中心，實現無人值守站保護硬壓板狀態異常遠程實時監視。

2? 基于電磁感應原理的保護硬壓板狀態采集實現原理

通過在保護硬壓板上方增加一個導軌，導軌內在每個硬壓板上方放置了壓板狀態采集模塊，狀態采集傳感器的附件鑲嵌在硬壓板上。狀態采集模塊基于電磁感應原理，當硬壓板退出時，磁鐵的兩極遠離，采集裝置判定壓板狀態為退出。當保護應壓板投入時磁鐵的兩極靠近，從而采集裝置判定壓板狀態投入，采集器將壓板狀態的變化轉換為開關量輸出。

壓板狀態采集裝置將所有狀態采集后通過上送至壓板控制器后再上送至五防機與自動化監控系統。導軌內每個保護硬壓板狀態采集器內部編號，五防后臺機與自動化系統根據現場實際保護裝置具體壓板名稱進行命名。

3? 保護硬壓板狀態信號的提升應用

3.1五防系統對保護硬壓板操作的防誤校驗

保護硬壓板信號采集至五防機后，對保護硬壓板的投切將通過五防機進行開票后進行操作，操作后五防鑰匙再將操作結果回傳至五防后臺機，保持五防后臺機保護硬壓板位置與實際壓板狀態的一致性。當需要操作壓板時，該壓板對應的指示燈為常亮，操作人員根據提示進行壓板投退操作。當檢測到壓板有異常操作時， 該壓板對應的指示燈會閃爍，提醒運行人員注意。如果任何未通過五防機進行的保護硬壓板狀態改變操作，五防機將進行告警響鈴提示錯誤。典型運行方式下需要投退的壓板以典型票的方式保存在數據庫中，如果壓板投退狀態和當前運行方式不一致，在管理系統主機會彈出告警窗?，F場五防機同時具備壓板操作記錄、變位記錄及歷史查詢功能。

壓板操作序列直接由上位機五防機管理系統傳給壓板控制器。順序操作可有效提高壓板操作的正確性，如果不按操作提示操作壓板，會有聲光告警，提醒操作人員及時修正。減少倒閘操作時，運行人員到保護測控屏查找壓板時間。

3.2變電站自動化系統對保護壓板投退異常信號的告警監視

根據采集到的保護硬壓板狀態與保護軟壓板狀態量，在遠動裝置內按照間隔保護定值單進行保護壓板投退異常狀態信號邏輯合成，并將合成信號上送至監控中心實現遠程告警及監

視。以220kV 1號主變A套保護定值為例，遠動機內將采集到的保護硬壓板信號與保護裝置軟壓板信號根據下發的該套保護定值單進行邏輯合成。其中大部分壓板狀態為投入，少量壓板信號為退出，為減少遠動機計算工作量，將未投入信號壓板狀態0進行取反后與其他投入壓板狀態值1進行與的運算，然后再將與的結果取反后賦值給該間隔的保護壓板不一致異常告警信號。

當保護壓板正常按照保護定值單投退時運算結果為0，該間隔保護壓板不一致告警信號不發起;如果任何一塊或者更多壓板狀態值不與定值單狀態一直，合成結果將為1。表示該間隔保護壓板不一致告警信號發起，提示現場保護壓板與當前保護定值單要求不一致，需現場檢查核實。該信號上送至監控中心后，能及時發現無人值守站內保護壓板的狀態值的異常改變。

4? 保護硬壓板信號采集項目的成果及效益

該項目硬壓板狀態采集不改動原廠家硬壓板，不接入硬壓板二次回路，通過簡單可靠的電磁元件進行采集。解決了保護出口硬壓板狀態無法采集并且監視的現狀。優化了運行人員對保護硬壓板的操作與巡視方式，通過五防機進行保護硬壓板操作防誤校驗，消除因為人為原因導致誤投退保護硬壓板造成保護無法正確動作的事故事件。近幾年隨著變電站繼電保護裝置的不斷更新、改造，二次設備的投退正確性對于電力系統的安全運行越顯重要，對二次設備防止電氣誤操作管理原則也提出了要求：“對壓板操作、電流端子操作、切換開關操作、插拔操作、二次開關操作、按鈕操作、定值更改等繼電保護操作，應制定正確操作要求和防止電氣誤操作措施” 。二次設備的操作正確與否，密切影響著電網的運行方式以及安全穩定水平，該項目填補了目前硬壓板狀態無法采集、防誤與遠程監視的技術空白，提升了二次設備裝備水平，提升了電網安全運行水平。在自動化系統遠動設備內對每個間隔根據保護定值壓板投退狀態邏輯運算生成保護壓板不一致異常告警信號上送至監控中心，在精簡信號減輕監控人員信號監視工作量的同時又能保障及時發現無人值守站保護壓板誤投退情況，避免因保護壓板情況異常而未及時發現造成的保護誤動作造成的事故事件帶來的經濟損失。

結論

目前該硬壓板采集系統已應用于貴州多個變電站，具有良好的可靠性和準確性。在采集到的硬壓板狀態信號基礎上，通過遠動裝置邏輯生成保護壓板不一致告警信號上送主站，進一步完善無人值守變電站遠程的信號監測。

參考文獻：

變電站壓板狀態監視及防誤管理系統的研制與應用[J]. 徐浩，周剛，湯曉石，張捷，朱晶亮.? 科技與創新. 2016（06）

智能變電站輔助監控系統分布式體系結構研究[J]. 王慧，楊秀蘭，白小會，楊然靜，張利.? 供用電. 2017（02）

作者介紹

沈昕然（1989.8-），女，四川綿陽人，山東大學電氣工程及其自動化本科，工程師，單位：貴陽供電局，從事專業：調度自動化，電力監控系統安全防護

王亮（1983-），男，陜西人，西安交通大學電氣工程及其自動化，高級工程師，貴陽供電局，從事專業：繼電保護，調度自動化，電力監控系統安全防護

李宏才（1990.6-），男，黑龍江人，山東大學電氣工程及其自動化本科，工程師，單位：貴陽供電局，從事專業：變電檢修，設備維護