高压供电互投远程控制装置的技术改造

2015-01-10王晓东

科技视界 2015年32期

王晓东周峰胡伟律军

（安徽广播电视台淮北发射台，安徽淮北235000）

0 概述

我台东、西两路10KV双电源高压进线柜的核心器件是安徽“龙波”WVS-12/1250-31.5固定式真空断路器以及安徽“鑫龙”DPX-301P备自投控制器。其中DPX-301P为断路器的微机综合保护测控装置，集保护、测量、监视、控制、人机接口、通信等多种功能于一体，同时融入了先进的二次设计思想，实现了在线可编程功能（包括保护可编程和控制可编程）的数字式多功能继电器，适用于66KV以下电压等级非直接接地电网的各类电气设备和线路的主保护或后备保护。对于双电源供电系统，当其中任何一路中断时，该系统均可以实现电源自动快速互投。

整个系统在我台投入使用以来，运行稳定可靠，为安全播出提供了有力的供电保障。但由于我台值班机房与高压配电室相距很远，当遇到供电异常尤其是出现高压进线缺相故障时，本系统只是告警并不跳闸自投，而需要到高压配电室进行人工分闸、合闸倒换操作，这样就相当费时和不方便，而且还存在着容易切换错误等等的重大事故隐患，更不能满足广电总局20s以内恢复广播电视播出信号的故障时间限定。为解决这一实际问题，我们通过仔细分析并与多方专家探讨，对我台的高压进线柜备自投系统进行了改造，制作了方便、可靠、实用的高压倒换远程控制装置，将高压线路的切换控制功能引至值班机房，做到了远端人工倒换高压供电的安全、简单、准确和快捷，从而保障了发射设备的安全播出。

1 DPX-301P的工作原理

DPX-301P允许的工作电源范围很宽，正常情况下可以在85～264V的范围内正常工作，并且交直流通用。连接工作电源时，要求必须在工作电源回路上安装专用的空气开关或保险丝，以防止出现意外情况可能引起其他设备失电。本系统中该装置使用AC220V，最大工作电流为0.1A，考虑到装置上电瞬间的浪涌电流，保险管为1A。

本系统的两台高压进线柜本身未装操作按钮和转换开关，由DPX-301P 面板自带分闸“0”/合闸“1”操作按键和“本地”/“遥控”位置锁用于本地操作断路器。只有在装置的“本地”指示灯亮（即本地操作允许）时，才能通过操作按键对断路器VS1、VS2进行分闸/合闸操作；否则，系统不响应按键操作。另外，用户可以将通过装置开关量输入相关信息，经梯形图编程后，定制遥控/本地操作的控制逻辑。

DPX-301P设计有9个高亮度的LED发光指示灯，由上至下依次为“运行”、“通信”、“自检”以及六个备用灯。其中“运行”指示灯（绿色）用于指示装置的运行状态。装置运行正常时，该指示灯每隔一秒闪烁一次，长时间的亮或灭及闪烁不均匀都表示装置运行异常。“通信”指示灯（绿色）用于指示装置的通信状态。若装置与上一级监控系统通信正常，“通信”指示灯会不停地闪烁。装置接收到上一级监控系统的通信报文后，“通信”指示灯亮，发出应答报文后，“通信”指示灯灭。“自检”指示灯（橙色）用于指示装置的自检信号。自检异常包括设备参数、开关量参数、校正系数、保护定值、接线图、梯形图、开入电源、A/D通道、CAN通信、Time芯片、Flash芯片等。装置自检正常后，“自检”指示灯自动熄灭。自检信号不能通过复归操作来消除。“备用1”、“备用2”、“备用 3”、“备用 4”、“备用 5”和“备用 6”指示灯（红绿双色）用来指示用户定义的状态。本系统设置“备用1”（红灯：闪烁，表示备自投正在充电；常亮，备自投充电完成。）。“备用2”（红灯：表示备自投切换成功）。“备用3”（红灯：表示另侧断路器合位；绿灯：表示本侧断路器合位）。

DPX-301P还提供合闸（KOC）和跳闸（KOT）输出继电器，用于保护和控制输出。为了防止断路器拒动引起接点烧毁，内部还集成了硬件自适应防跳电路，能适应不同的断路器分/合闸电流。若用户使用断路器自带的防跳功能时，可将断路器分闸、合闸线圈控制回路由接92#、90#端子改接到93#、91#端子，即可躲开装置内部防跳模块。（防跳功能：断路器在合闸完成后，如合闸信号未及时去除，断路器内部防跳控制回路将切断合闸回路防止多次重合闸）。如果开关柜上采用综合保护并且已有防跳装置，则需确认防跳装置是否需要安装。

1.1 合闸操作

当断路器处于分闸位置时，“分位”指示灯亮，“合位”指示灯灭，按“1”按键一次，“分位”指示灯灭，“合位”指示灯闪烁，闪烁保持 3s，如果该时间内再次按“1”按键，控制器装置合闸出口及电气动作，合闸操作完成。

1.2 分闸操作

当断路器处于合闸位置时，“合位”指示灯亮，“分位”指示灯灭，按“0”按键一次，“合位”指示灯灭，“分位”指示灯闪烁；“分位”指示灯保持闪烁3s，如果该时间内再按“0”按键，控制器装置分闸出口继电器动作，分闸操作完成。

1.3 备自投说明

DPX301P的84#端子、85#端子接KH3继电器，为默认备自投出口，用于合备投侧断路器。当检测到本侧电源失压，备自投保护启动本侧开关，确认本侧开关跳开后，合备用电源开关。备自投保护必须在充电完成后才能动作，断电期间的供电由一台UPS电源提供。

如高压进线柜 1失压，其 DPX301P的电压回路 In（40#、41#、42#、43#端子）检测到电压为0，并且无电流，断路器VS1在合位而VS2在分位，备自投保护投入，辅助电源Ux（46#、47#端子）则有电压，此时启动备自投动作，先跳本侧进线断路器VS1，跳闸完成后，通过KH3合另侧高压进线柜2断路器VS2，备自投动作完成。反之，高压进线柜2失压的备投过程与此相同。

2 高压切换远程控制装置的接线原理

我台对应两路高压（东线大学路10KV、西线相山路10KV）的两只高压进线柜，由控制装置功能区1、2对两只高压进线柜的合闸/分闸切换分别进行操作。

2.1 器材选用

WVS-12/1250-31.5固定式真空断路器合闸、分闸电磁铁工作电压AC220V,额定工作电流1.3A，额定电功率288W。

控制电缆：考虑到线路长以及抗干扰等因素，连接控制信号的电缆选用RVVP16×1mm2铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽电缆，安装时穿入带有屏蔽层的防护套管，并使用管卡固定。

合闸按钮：红色带灯按钮（LA37-E2W3 10 R M5）+透明罩（AX22-701）+ 标牌框（AX22-110）。

分闸按钮：绿色带灯按钮（LA37-E2W3 10 G M5）+透明罩（AX22-701）+ 标牌框（AX22-110）。

合闸指示：红色信号灯（LA37-E2V R M5）+ 标牌框（AX22-110）。

分闸指示：绿色信号灯（LA37-E2V GM5）+ 标牌框（AX22-110）。

安防：为了能够随时观察高压配电室及设备的状况，我们还在高压配电室安装了一套视频监控系统，其中红外夜视监控摄像机SY-181(1/3”SONY SUPER HAD CCD)，重点对准高压进线柜 1、柜 2并采集其工作指示状态，监视器及摄像机均使用UPS电源，对于远程控制装置的操作和运行起到了重要的辅助观察作用，从而进一步保障了供电设备的操作安全。

图1 控制电路改造接线原理图

2.2 控制线路的连接

选用多芯电缆中的12芯对两台高压进线柜和控制箱的相应接点进行连接以实现远程控制，其中高压进线柜1的线路连接如图示，高压进线柜2的接法同理。再使用2芯将UPS不间断电源从控制机房接至高压配电室的监控摄像机，以保证断电期间摄像头与监视器能正常工作，其余则作为备用。

图2 高压自投远程控制装置

（1）指示灯：并接DPX-301P的95#端子或者102#线作为指示灯控制公共端（N），并接105#线到控制箱作为“合闸”指示（红）、并接135#线到控制箱作为“分闸”指示（绿），其作用与进线柜的状态指示联动。

（2）控制按钮：并接DPX-301P的94#端子或者101#线到控制箱作为控制按钮AC220V公共电源端（L），合闸控制按钮另端并DPX-301P的90#端子，分闸控制按钮另端并DPX-301P的92#端子。（注：此时仍使用DPX-301P内部的断路器防跳功能模块，保证了原来电路的基本功能。）

（3）断路器“互锁”：为了防止出现东西两路10KV高压同时上电的重大事故，在高压进线柜1、柜2的断路器VS1、VS2合闸工作回路中，分别串接入另侧断路器的一组常闭接点（断路器的23#、33#端子），这样就可以使得当一侧断路器处于合闸状态时，另侧断路器无法通过控制电路完成合闸操作而达到“互锁”，从而确保供电安全。