基于电磁感应原理的保护硬压板状态采集与远程状态监视

沈昕然 王亮 李宏才

摘要：本文介绍了利用在保护屏上增加电磁感应元件采集保护硬压板投退状态，通过采集器将硬压板状态上送至五防后台机与变电站自动化系统后台监控机。根据下发的保护定值单内的软硬压板投退情况逻辑运算生成保护压板不一致异常告警信号。通过变电站自动化系统将保护压板不一致告警信号上送至监控中心，实现远程保护压板信号状态监视。保护硬压板的投退通过五防机进行防误操作监护，防止误投退保护硬压板。目前该项目在贵州多个变电站应用，具有良好的可靠性和准确性。

关键词：硬压板状态采集、硬压板防误操作、保护压板状态不一致告警

1  引言

目前，保护出口硬压板信号无法采集，或者采集时需要对原厂家硬压板二次回路进行改造，导致目前绝大部分保护的出口硬压板状态处于无法远程监视的状态。仅通过运行人员在日常的设备巡视过程中通过保护专业人员给定的硬压板投退状态定值单进行核实，无人值守站无法做到远程实时地进行硬压板状态监视。本文介绍通过不改动原厂家硬压板回路，通过电磁感应元件采集保护硬压板状态上送至五防机与自动化监控系统。当压板投入不到位时自动检测，并且告警提示，并对压板操作进行防误校验。站内自动化系统按照保护定值单逻辑运算生成每个间隔保护压板不一致异常告警信号后上送至监控中心，实现无人值守站保护硬压板状态异常远程实时监视。

2  基于电磁感应原理的保护硬压板状态采集实现原理

通过在保护硬压板上方增加一个导轨，导轨内在每个硬压板上方放置了压板状态采集模块，状态采集传感器的附件镶嵌在硬压板上。状态采集模块基于电磁感应原理，当硬压板退出时，磁铁的两极远离，采集装置判定压板状态为退出。当保护应压板投入时磁铁的两极靠近，从而采集装置判定压板状态投入，采集器将压板状态的变化转换为开关量输出。

压板状态采集装置将所有状态采集后通过上送至压板控制器后再上送至五防机与自动化监控系统。导轨内每个保护硬压板状态采集器内部编号，五防后台机与自动化系统根据现场实际保护装置具体压板名称进行命名。

3  保护硬压板状态信号的提升应用

3.1五防系统对保护硬压板操作的防误校验

保护硬压板信号采集至五防机后，对保护硬压板的投切将通过五防机进行开票后进行操作，操作后五防钥匙再将操作结果回传至五防后台机，保持五防后台机保护硬压板位置与实际压板状态的一致性。当需要操作压板时，该压板对应的指示灯为常亮，操作人员根据提示进行压板投退操作。当检测到压板有异常操作时， 该压板对应的指示灯会闪烁，提醒运行人员注意。如果任何未通过五防机进行的保护硬压板状态改变操作，五防机将进行告警响铃提示错误。典型运行方式下需要投退的压板以典型票的方式保存在数据库中，如果压板投退状态和当前运行方式不一致，在管理系统主机会弹出告警窗。现场五防机同时具备压板操作记录、变位记录及历史查询功能。

压板操作序列直接由上位机五防机管理系统传给压板控制器。顺序操作可有效提高压板操作的正确性，如果不按操作提示操作压板，会有声光告警，提醒操作人员及时修正。减少倒闸操作时，运行人员到保护测控屏查找压板时间。

3.2变电站自动化系统对保护压板投退异常信号的告警监视

根据采集到的保护硬压板状态与保护软压板状态量，在远动装置内按照间隔保护定值单进行保护压板投退异常状态信号逻辑合成，并将合成信号上送至监控中心实现远程告警及监

视。以220kV 1号主变A套保护定值为例，远动机内将采集到的保护硬压板信号与保护装置软压板信号根据下发的该套保护定值单进行逻辑合成。其中大部分压板状态为投入，少量压板信号为退出，为减少远动机计算工作量，将未投入信号压板状态0进行取反后与其他投入压板状态值1进行与的运算，然后再将与的结果取反后赋值给该间隔的保护压板不一致异常告警信号。

当保护压板正常按照保护定值单投退时运算结果为0，该间隔保护压板不一致告警信号不发起;如果任何一块或者更多压板状态值不与定值单状态一直，合成结果将为1。表示该间隔保护压板不一致告警信号发起，提示现场保护压板与当前保护定值单要求不一致，需现场检查核实。该信号上送至监控中心后，能及时发现无人值守站内保护压板的状态值的异常改变。

4  保护硬压板信号采集项目的成果及效益

该项目硬压板状态采集不改动原厂家硬压板，不接入硬压板二次回路，通过简单可靠的电磁元件进行采集。解决了保护出口硬压板状态无法采集并且监视的现状。优化了运行人员对保护硬压板的操作与巡视方式，通过五防机进行保护硬压板操作防误校验，消除因为人为原因导致误投退保护硬压板造成保护无法正确动作的事故事件。近几年随着变电站继电保护装置的不断更新、改造，二次设备的投退正确性对于电力系统的安全运行越显重要，对二次设备防止电气误操作管理原则也提出了要求：“对压板操作、电流端子操作、切换开关操作、插拔操作、二次开关操作、按钮操作、定值更改等继电保护操作，应制定正确操作要求和防止电气误操作措施” 。二次设备的操作正确与否，密切影响着电网的运行方式以及安全稳定水平，该项目填补了目前硬压板状态无法采集、防误与远程监视的技术空白，提升了二次设备装备水平，提升了电网安全运行水平。在自动化系统远动设备内对每个间隔根据保护定值压板投退状态逻辑运算生成保护压板不一致异常告警信号上送至监控中心，在精简信号减轻监控人员信号监视工作量的同时又能保障及时发现无人值守站保护压板误投退情况，避免因保护压板情况异常而未及时发现造成的保护误动作造成的事故事件带来的经济损失。

结论

目前该硬压板采集系统已应用于贵州多个变电站，具有良好的可靠性和准确性。在采集到的硬压板状态信号基础上，通过远动装置逻辑生成保护压板不一致告警信号上送主站，进一步完善无人值守变电站远程的信号监测。

参考文献：

变电站压板状态监视及防误管理系统的研制与应用[J]. 徐浩，周刚，汤晓石，张捷，朱晶亮.  科技与创新. 2016（06）

智能变电站辅助监控系统分布式体系结构研究[J]. 王慧，杨秀兰，白小会，杨然静，张利.  供用电. 2017（02）

作者介紹

沈昕然（1989.8-），女，四川绵阳人，山东大学电气工程及其自动化本科，工程师，单位：贵阳供电局，从事专业：调度自动化，电力监控系统安全防护

王亮（1983-），男，陕西人，西安交通大学电气工程及其自动化，高级工程师，贵阳供电局，从事专业：继电保护，调度自动化，电力监控系统安全防护

李宏才（1990.6-），男，黑龙江人，山东大学电气工程及其自动化本科，工程师，单位：贵阳供电局，从事专业：变电检修，设备维护