跳閘智能壓板在綜自系統中報警功能的應用

周靈江，吳 健，趙 萍，徐 華，鄭遠德，陳 鑫

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

隨著近年來國家電網公司三集五大戰略的實施，各地變電站集控中心的建設也同步推進，調度系統信息化、智能化水平已經達到了很高的程度。繼保裝置作為電網的重要組成部分，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，技術手段已經不能滿足集控中心的技術進步的要求，具體表現在跳閘壓板運行狀態還沒有被保護裝置或后臺系統采集上來，而由于跳閘壓板在整個跳閘回路中的特殊作用，一旦出現操作錯誤及巡檢疏漏，特別是變電站實現無人值班后，跳閘壓板投退錯誤更難于及時發現。如果此時保護裝置已經正常投運而對應的跳閘壓板未投入，若此時裝置判斷線路故障發出跳閘命令，則對應的斷路器等不會執行跳閘命令，會造成重大事故發生。

根據近5年變電站事故統計資料，人為誤投退、漏投退保護跳閘壓板引起的事故仍然居高不下，給電力系統的穩定運行帶來安全隱患。因此必須要加強對變電站硬壓板的操作防誤，避免發生硬壓板誤投、漏投、虛投等問題，確保變電所安全穩定運行。

保護跳閘壓板采用智能壓板后，通過和綜自系統后臺相結合解決了這一難題。智能壓板實時狀態遙信量接入后臺系統，通過后臺采集到的保護裝置的各種信息，結合對應的跳閘壓板實時狀態進行邏輯設置，對不正確的運行方式及時報警，確保變電站保護裝置跳閘的任務的完成，避免出現事故，并在臨海35kV花園變電站的應用中取得良好的效果，提高了電網運行的安全性。

1 現有保護裝置跳閘存在的主要問題

繼電保護裝置是電力系統安全運行的重要保障。保護裝置在跳閘回路上設有硬壓板，裝置中壓板的投退決定了繼電保護裝置相應的保護功能是否能正常投入使用和保護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，便于運行人員判斷繼電保護裝置的跳閘回路，是否聯通，為檢修、運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，僅靠運行人員的技術水平來把關，缺少防誤環節。故在實際操作過程中，因壓板投退不當，造成保護系統不能正確動作的現象常有發生，嚴重影響了電力系統的安全可靠運行。

根據變電所運維工作人員和調控繼保專業管理人員對微機保護裝置和傳統壓板的運維實踐，存在問題如下：

（1）微機保護裝置和后臺系統無法確認跳閘壓板投退狀態；

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

（3）當微機保護投入運行使用而跳閘壓板未投入時，一旦發生設備故障，會造成斷路器拒動引發安全事故。

2 智能壓板

2.1 智能壓板的基本原理

根據磁接近感應原理：使用非電量感應裝置，實現壓板位置的監視。根據壓板投入狀態，可以實現后臺遠方監視，并在遠方和就地壓板上同步顯示壓板的實時運行狀態。智能壓板信息接入綜自系統后臺后，可實現對跳閘壓板的實時監視。在后臺中通過把采集到的保護裝置的運行數據結合跳閘智能壓板的狀態設置一種報警運行模式，從而消除了微機保護裝置投入而跳閘壓板未投入造成的安全事故隱患，落實反事故措施，促進電網安全穩定運行。壓板的硬件原理圖，如圖1所示。

2.2 智能壓板的功能配置

功能配置應符合表1的規定。

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、網絡斷網、壓板故障等情況。

3 跳閘智能壓板報警應用的構成及功能

跳閘智能壓板采用先進的計算機與網絡通信技術、自動化技術、傳感器技術，實時采集跳閘壓板的投退狀態，將其通過遠程通信實時上報給后臺監控系統，由上位機實現對現場保護跳閘壓板的實時監視及不正確狀態告警。

智能壓板采用12V電壓網絡方式與智能硬壓板管理模塊相連，該管理器通過RS485網絡與上位機相連；跳閘壓板的信息直接讀入后臺系統。

3.1 智能壓板系統原理圖

智能壓板接入后臺系統的原理圖見圖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定壓板數目和RS485子節點地址；

（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）高壓數據管理通信網絡，接線非常簡單；

（5）壓板損壞，只需重新替換，操作簡單。

3.2 本應用的主要功能

變電站現場運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能指示；

（4）后臺遠方查詢壓板的通斷位置。

智能壓板信息接入后臺實現了如下主要功能：

（1）后臺系統能實時監測到跳閘壓板的狀態；

（2）當微機保護裝置投入運行時，如果對應的跳閘壓板未投入，則系統會聲光報警提示。

3.3 本應用的實現目的

（1）跳閘智能壓板檢測元件通過磁接近感應原理獲取信息，無寄生回路產生。

（2）當跳閘壓板檢測元件發生異常或損壞，裝置的自檢功能會提示，缺陷處理時保護裝置不停用，減少停電提高供電可靠性。

（3）當繼電保護裝置正常投運時，對應的跳閘壓板如果投入，則后臺系統確認為正確的運行方式。如果對應的跳閘智能壓板未投入，則后臺系統確認為錯誤運行方式，系統采用聲光報警提示，提示運行人員及時消除事故隱患。

4 變電站應用實例

4.1 花園35kV變電站簡介

35kV花園變位于全國優美鄉鎮—尤溪鎮，變電站供電區域135km2，供電人口2.6萬人，供電區域內水電資源豐富，水電并網容量為6MW，該站在2012年進行了主變擴容和綜合自動化改造（升級為南瑞繼保設備），主變規模為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可現實微機保護裝置的遙信、遙控、遙測量，同時可顯示所有智能壓板的實時狀態，特別是設定了微機保護裝置投運狀態和對應的跳閘壓板的邏輯報警功能，該功能可消除事故隱患，避免重大事故的發生。

4.2.1 智能壓板測點顯示

可根據變電站屏柜和壓板實際數量靈活配置，系統顯示界面顯示保護裝置屏柜的壓板狀態。一旦保護屏上壓板動作，系統界面就可顯示當前壓板的工作位置狀態，提示運行人員。

4.2.2 保護運行狀態和對應跳閘壓板報警

5 結語

智能壓板的使用成功解決了長期以來電力系統繼電保護設備跳閘壓板的位置監視問題，特別是跳閘壓板的實時狀態和微機保護裝置跳閘動作命令科學的結合，避免了保護跳閘動作命令發出而斷路器不動作的事故隱患，從而可避免重大事故發生。智能壓板適用于各個等級的變電站，在目前國網公司大力推行的集控中心站建設中，不僅完成了保護跳閘壓板狀態遠程讀取信息的任務，而且還填補了微機保護裝置運行而跳閘壓板未投入帶來的事故隱患無法消除的技術手段的空白。

智能壓板在綜合自動化系統中的應用，進一步完善了微機保護裝置在電網安全運行中的功能，從整體上提升電網調度運行管理水平。該應用在國網浙江臺州臨海市供電公司花園35kV變電站中運行穩定可靠，電網運維人員給予高度評價，在總結運行經驗的基礎上，具備推廣應用價值。

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