跳閘智能壓板在綜自系統(tǒng)中報(bào)警功能的應(yīng)用

周靈江，吳 健，趙 萍，徐 華，鄭遠(yuǎn)德，陳 鑫

（1.國網(wǎng)浙江臨海市供電公司，浙江 臨海 317000；2.國網(wǎng)浙江臺州市供電公司，浙江 臺州 318000）

隨著近年來國家電網(wǎng)公司三集五大戰(zhàn)略的實(shí)施，各地變電站集控中心的建設(shè)也同步推進(jìn)，調(diào)度系統(tǒng)信息化、智能化水平已經(jīng)達(dá)到了很高的程度。繼保裝置作為電網(wǎng)的重要組成部分，雖然其本身的信息化、智能化水平很高，但是壓板管理方面的信息化、智能化水平則相對較低，技術(shù)手段已經(jīng)不能滿足集控中心的技術(shù)進(jìn)步的要求，具體表現(xiàn)在跳閘壓板運(yùn)行狀態(tài)還沒有被保護(hù)裝置或后臺系統(tǒng)采集上來，而由于跳閘壓板在整個(gè)跳閘回路中的特殊作用，一旦出現(xiàn)操作錯誤及巡檢疏漏，特別是變電站實(shí)現(xiàn)無人值班后，跳閘壓板投退錯誤更難于及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果此時(shí)保護(hù)裝置已經(jīng)正常投運(yùn)而對應(yīng)的跳閘壓板未投入，若此時(shí)裝置判斷線路故障發(fā)出跳閘命令，則對應(yīng)的斷路器等不會執(zhí)行跳閘命令，會造成重大事故發(fā)生。

根據(jù)近5年變電站事故統(tǒng)計(jì)資料，人為誤投退、漏投退保護(hù)跳閘壓板引起的事故仍然居高不下，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來安全隱患。因此必須要加強(qiáng)對變電站硬壓板的操作防誤，避免發(fā)生硬壓板誤投、漏投、虛投等問題，確保變電所安全穩(wěn)定運(yùn)行。

保護(hù)跳閘壓板采用智能壓板后，通過和綜自系統(tǒng)后臺相結(jié)合解決了這一難題。智能壓板實(shí)時(shí)狀態(tài)遙信量接入后臺系統(tǒng)，通過后臺采集到的保護(hù)裝置的各種信息，結(jié)合對應(yīng)的跳閘壓板實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行邏輯設(shè)置，對不正確的運(yùn)行方式及時(shí)報(bào)警，確保變電站保護(hù)裝置跳閘的任務(wù)的完成，避免出現(xiàn)事故，并在臨海35kV花園變電站的應(yīng)用中取得良好的效果，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

1 現(xiàn)有保護(hù)裝置跳閘存在的主要問題

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障。保護(hù)裝置在跳閘回路上設(shè)有硬壓板，裝置中壓板的投退決定了繼電保護(hù)裝置相應(yīng)的保護(hù)功能是否能正常投入使用和保護(hù)動作出口是否能與斷路器的跳閘線圈相連。該壓板具有明顯的斷開點(diǎn)，便于運(yùn)行人員判斷繼電保護(hù)裝置的跳閘回路，是否聯(lián)通，為檢修、運(yùn)行提供了極大的方便。但目前硬壓板的投退完全由人工操作，僅靠運(yùn)行人員的技術(shù)水平來把關(guān)，缺少防誤環(huán)節(jié)。故在實(shí)際操作過程中，因壓板投退不當(dāng)，造成保護(hù)系統(tǒng)不能正確動作的現(xiàn)象常有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

根據(jù)變電所運(yùn)維工作人員和調(diào)控繼保專業(yè)管理人員對微機(jī)保護(hù)裝置和傳統(tǒng)壓板的運(yùn)維實(shí)踐，存在問題如下：

（1）微機(jī)保護(hù)裝置和后臺系統(tǒng)無法確認(rèn)跳閘壓板投退狀態(tài)；

（2）微機(jī)保護(hù)裝置正確動作時(shí)，由于無法判斷跳閘壓板是否投入，只是完成發(fā)送跳閘命令，而無法保證斷路器跳閘是否能執(zhí)行；

（3）當(dāng)微機(jī)保護(hù)投入運(yùn)行使用而跳閘壓板未投入時(shí)，一旦發(fā)生設(shè)備故障，會造成斷路器拒動引發(fā)安全事故。

2 智能壓板

2.1 智能壓板的基本原理

根據(jù)磁接近感應(yīng)原理：使用非電量感應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)壓板位置的監(jiān)視。根據(jù)壓板投入狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)后臺遠(yuǎn)方監(jiān)視，并在遠(yuǎn)方和就地壓板上同步顯示壓板的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。智能壓板信息接入綜自系統(tǒng)后臺后，可實(shí)現(xiàn)對跳閘壓板的實(shí)時(shí)監(jiān)視。在后臺中通過把采集到的保護(hù)裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)合跳閘智能壓板的狀態(tài)設(shè)置一種報(bào)警運(yùn)行模式，從而消除了微機(jī)保護(hù)裝置投入而跳閘壓板未投入造成的安全事故隱患，落實(shí)反事故措施，促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。壓板的硬件原理圖，如圖1所示。

2.2 智能壓板的功能配置

功能配置應(yīng)符合表1的規(guī)定。

圖1 智能壓板的基本硬件原理圖

表1 壓板及其顯示定義

智能壓板具有智能診斷功能，能夠檢查出失電、網(wǎng)絡(luò)斷網(wǎng)、壓板故障等情況。

3 跳閘智能壓板報(bào)警應(yīng)用的構(gòu)成及功能

跳閘智能壓板采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)采集跳閘壓板的投退狀態(tài)，將其通過遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)上報(bào)給后臺監(jiān)控系統(tǒng)，由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場保護(hù)跳閘壓板的實(shí)時(shí)監(jiān)視及不正確狀態(tài)告警。

智能壓板采用12V電壓網(wǎng)絡(luò)方式與智能硬壓板管理模塊相連，該管理器通過RS485網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)相連；跳閘壓板的信息直接讀入后臺系統(tǒng)。

3.1 智能壓板系統(tǒng)原理圖

智能壓板接入后臺系統(tǒng)的原理圖見圖2。

圖2 智能壓板接入后臺圖

（1）硬件相同，地址相同，智能硬壓板管理模塊只需要設(shè)定壓板數(shù)目和RS485子節(jié)點(diǎn)地址；

（2）非電氣接觸的壓板投退位置檢測；

（3）就地LED顯示壓板工作位置；

（4）高壓數(shù)據(jù)管理通信網(wǎng)絡(luò)，接線非常簡單；

（5）壓板損壞，只需重新替換，操作簡單。

3.2 本應(yīng)用的主要功能

變電站現(xiàn)場運(yùn)行對跳閘壓板提出如下要求：

（1）壓板通斷必須肉眼可視；

（2）操作簡單和原壓板操作程序一樣；

（3）對處于中間位置狀態(tài)能指示；

（4）后臺遠(yuǎn)方查詢壓板的通斷位置。

智能壓板信息接入后臺實(shí)現(xiàn)了如下主要功能：

（1）后臺系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測到跳閘壓板的狀態(tài)；

（2）當(dāng)微機(jī)保護(hù)裝置投入運(yùn)行時(shí)，如果對應(yīng)的跳閘壓板未投入，則系統(tǒng)會聲光報(bào)警提示。

3.3 本應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)目的

（1）跳閘智能壓板檢測元件通過磁接近感應(yīng)原理獲取信息，無寄生回路產(chǎn)生。

（2）當(dāng)跳閘壓板檢測元件發(fā)生異?；驌p壞，裝置的自檢功能會提示，缺陷處理時(shí)保護(hù)裝置不停用，減少停電提高供電可靠性。

（3）當(dāng)繼電保護(hù)裝置正常投運(yùn)時(shí)，對應(yīng)的跳閘壓板如果投入，則后臺系統(tǒng)確認(rèn)為正確的運(yùn)行方式。如果對應(yīng)的跳閘智能壓板未投入，則后臺系統(tǒng)確認(rèn)為錯誤運(yùn)行方式，系統(tǒng)采用聲光報(bào)警提示，提示運(yùn)行人員及時(shí)消除事故隱患。

4 變電站應(yīng)用實(shí)例

4.1 花園35kV變電站簡介

35kV花園變位于全國優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)—尤溪鎮(zhèn)，變電站供電區(qū)域135km2，供電人口2.6萬人，供電區(qū)域內(nèi)水電資源豐富，水電并網(wǎng)容量為6MW，該站在2012年進(jìn)行了主變擴(kuò)容和綜合自動化改造（升級為南瑞繼保設(shè)備），主變規(guī)模為2×20 MW，35kV線路間隔4回，10kV線路間隔12回。

4.2 綜合自動化后臺功能描述

本綜合自動化后臺系統(tǒng)可現(xiàn)實(shí)微機(jī)保護(hù)裝置的遙信、遙控、遙測量，同時(shí)可顯示所有智能壓板的實(shí)時(shí)狀態(tài)，特別是設(shè)定了微機(jī)保護(hù)裝置投運(yùn)狀態(tài)和對應(yīng)的跳閘壓板的邏輯報(bào)警功能，該功能可消除事故隱患，避免重大事故的發(fā)生。

4.2.1 智能壓板測點(diǎn)顯示

可根據(jù)變電站屏柜和壓板實(shí)際數(shù)量靈活配置，系統(tǒng)顯示界面顯示保護(hù)裝置屏柜的壓板狀態(tài)。一旦保護(hù)屏上壓板動作，系統(tǒng)界面就可顯示當(dāng)前壓板的工作位置狀態(tài)，提示運(yùn)行人員。

4.2.2 保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)和對應(yīng)跳閘壓板報(bào)警

5 結(jié)語

智能壓板的使用成功解決了長期以來電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備跳閘壓板的位置監(jiān)視問題，特別是跳閘壓板的實(shí)時(shí)狀態(tài)和微機(jī)保護(hù)裝置跳閘動作命令科學(xué)的結(jié)合，避免了保護(hù)跳閘動作命令發(fā)出而斷路器不動作的事故隱患，從而可避免重大事故發(fā)生。智能壓板適用于各個(gè)等級的變電站，在目前國網(wǎng)公司大力推行的集控中心站建設(shè)中，不僅完成了保護(hù)跳閘壓板狀態(tài)遠(yuǎn)程讀取信息的任務(wù)，而且還填補(bǔ)了微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行而跳閘壓板未投入帶來的事故隱患無法消除的技術(shù)手段的空白。

智能壓板在綜合自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，進(jìn)一步完善了微機(jī)保護(hù)裝置在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的功能，從整體上提升電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理水平。該應(yīng)用在國網(wǎng)浙江臺州臨海市供電公司花園35kV變電站中運(yùn)行穩(wěn)定可靠，電網(wǎng)運(yùn)維人員給予高度評價(jià)，在總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。

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