二次回路壓板在線監測技術研究與應用

何志東 王迎新 張敏

【摘 要】壓板投退與設備運行方式要求一致對變電站設備安全穩定運行具有重要作用，但是壓板位置的獲取是個難點問題，一直沒有好的解決辦法。本文從二次防誤的角度提出了一種全新的基于非電氣接觸原理的壓板位置監測技術，通過可靠的獲取壓板位置并使融入到防誤管理系統中，完成壓板狀態的自動監測、遠傳和存儲以及壓板操作的記錄等。

【關 鍵 詞】保護壓板；防誤；在線監測

【中圖分類號】TM774【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0216-02

一、引言

壓板是繼電保護保護裝置聯系相關二次回路的橋梁和紐帶，在電網運行方式改變時，會涉及到保護壓板的投退，如有錯投退或誤投退，會直接影響繼電保護功能的實現，嚴重時會引起保護拒動或誤動，擴大停電事故范圍。雖然太原公司在運行管理方面均制定了一系列的措施，但壓板狀態不能實時監測，不能從根本上解決壓板的錯投和誤投問題。

目前壓板的控制處于一種開環狀態，關鍵問題是無法監測壓板的運行狀態，在一次系統防誤技術已經相當成熟的今天，壓板的管理仍然只能依靠人工，不能很好的融入防誤管理系統。顯然，壓板的監測技術已經成為了制約壓板防誤發展的瓶頸。

二、壓板狀態監測的難點

在傳統的各種保護中，壓板是用來接通或斷開某個回路的，壓板兩端的接線不可避免會有電的聯系。因此，獲取壓板的運行狀態，改造已有壓板，安全性是第一位的，至少應符合以下幾點要求：

1.不得與壓板有電氣上的接觸。

2.不得產生干擾壓板和繼電保護裝置的無線電信號。

3.不得對壓板進行物理改造，不得降低壓板的可靠性。

4.不得從繼電保護屏上獲取電源。

5.能對目前使用的各種壓板狀態進行在線監測。

另外，從常規角度考慮，壓板只有兩個狀態，要么投入，要么退出，但是，壓板變位時如果不到位，檢測部件能否自動識別，是否會誤識別，這也是必須考慮的問題。

三、壓板狀態在線監測功能原理

綜上所述，在常規壓板的基礎上，采用非電量接觸原理來檢測壓板的投退狀態和是否投入到位，并將壓板的狀態上送給壓板狀態采集裝置。對于此種壓板，由于要通過CPU最終完成狀態的識別，我們稱其為智能壓板，以區別于常規普通壓板。

非電量接觸檢測原理智能壓板及外形示意圖如下：（見圖1）

智能壓板具有以下幾個特點：

1.安裝時的開孔尺寸與常規壓板完全相同。

2.壓板智能檢測部分與壓板本體無任何電的聯結關系。

3.通過壓板位置檢測器件1和壓板位置檢測器件2來完成對壓板投退狀態的檢測。

4.光柱與壓板本體可轉動部分固定在一起，其表面一半為透明，另一半不透明。導光柱將CPU板的狀態指示燈的發光導到壓板表面，并配合壓板位置檢測器完成對壓板投退狀態的檢測。

非電量接觸原理能夠對壓板任意位置進行采樣，并且脫離了壓板本體的電氣部分，不和二次回路有任何聯系，在保證繼電保護裝置安全性的同時，也使得壓板防誤成為了可能。

四、智能壓板技術的應用模式

傳統的壓板主要分為兩類，功能壓板和跳閘壓板。功能壓板作為一種遙信狀態可以實時反映位置的變化，而跳閘壓板因為串接在二次回路中，無法采集狀態，在不涉及二次防誤要求的前些年，人們對此沒有要求也是可以接受的。壓板狀態位置檢測的難點已突破，而且一次設備的防誤技術已經相當成熟，完全可以將其應用于壓板防誤操作以及監控系統，以滿足電力系統對二次防誤的需求。目前現場有以下幾種典型應用模式。

1.獨立的智能壓板監控系統，監視站內設備所屬各個壓板位置，建立專家系統，自動判斷關聯壓板投退的正確性，建立壓板運行歷史數據庫，對數據庫設計各種高級應用功能，實現對壓板系統的預演比對。

2.接入監控系統

壓板位置信息進入監控系統的實時數據庫，與監控系統的其它部分有機結合，形成新的應用點。與五防系統配合，提高五防系統的性能，利用壓板的位置信息，遠方操作時增加輔助判斷功能及其它功能，太原電網中220千伏東流變電站和110千伏柴村變電站均采用此種模式。

3.故障信息系統

主站可遠方監視查詢壓板當前狀態、歷史狀態。與故障信息系統的專家系統配合，提高故障簡報及故障測距的有效性。將壓板位置納入故障信息系統過濾條件，大大減少上送主站的垃圾信息。完善故障信息系統的收集數據，提升故障信息系統的實用性。 ，式站護五、壓板防誤系統組成及工作原理智能壓板防誤操作系統主要由5部分構成：智能壓板防誤主機、傳輸適配器、電腦鑰匙、智能壓板控制器、智能壓板。

當運行人員進行壓板操作時，從智能壓板防誤主機上開操作票，并傳送至電腦鑰匙。由電腦鑰匙按照操作票的順序將操作指令傳給智能壓板控制器，控制器發指令給對應的智能壓板，智能壓板接收到操作指令后將對應的狀態燈點亮，提示運行人員進行操作。如果沒有經開票操作，檢測到壓板的狀態發生改變則狀態燈閃爍，智能壓板控制器報警，并將告警信息上傳給智能壓板防誤主機。

其操作流程如圖2 所示：

壓板防誤系統實現了如下功能：

1.壓板狀態實時監視，采用非電量接觸原理實時監視壓板的投退狀態，并將狀態上送給壓板防誤系統。

2. 壓板投入到位監測，在投入壓板時，如果沒有投到位則壓板控制器報警，壓板狀態指示燈閃爍，提醒操作人員注意。

3.壓板實時防誤，在無壓板操作時，壓板處于閉鎖狀態；如果沒有經智能壓板防誤管理系統開票而非法操作壓板，智能壓板控制器告警，防誤管理系統給出告警信息；正常操作時，智能壓板防誤管理系統開票并預演成功，智能壓板根據操作指令指示燈閃爍，提示運行人員操作。

4.壓板投退規則邏輯及判斷，壓板的投退規則可以在防誤管理系統中進行制定，操作預演時進行規則判斷。

5.智能壓板地址的自動識別，現場調試時無需對智能壓板的地址進行一一整定，系統可以自動識別；當由于智能壓板故障需要

更換智能壓板的智能檢測部件時，也無需重新進行地址整定。

6.智能壓板安裝時的開孔尺寸與常規壓板完全相同。智能壓板控制采用標準規約，可以作為綜自的一個間隔層的設備接入到綜合自動化系統中，實現軟壓板和硬壓板的全面監視。

非電量接觸原理監測測壓板位置狀態使得壓板防誤成為現實，不僅從根本上解決了保護壓板的錯投和誤投問題，而且也使得防誤這一概念從單純的一次系統防誤升級為一二次系統的整體防誤，充實了防誤的概念，開辟了防誤技術新的方向，該項技術已成功運用于太原供電公司220千伏東流變電站和110千伏柴村變電站，目前系統運行良好，受到了運行人員的廣泛好評，該項技術的運用必將為太原電網安全穩定運行奠定堅實的基礎。