变电站硬压板状态在线监测功能研究

李 然，金元元，钟丽波，周 洋

(1.沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003;2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

变电站硬压板状态在线监测功能研究

李 然1，金元元2，钟丽波1，周 洋1

(1.沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003;2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

智能压板在线实时监测系统在国内率先采用计算机非接触光检测和网络技术，采集变电站保护硬压板状态信息，利用变电站综合自动化系统将信号传至主站端，基于调度技术支持系统，实现对压板状态的实时监测和防误识别。沈阳供电公司智能压板在线实时监测系统运行半年以来，系统运行状况良好，为调度和运行人员对压板状态进行监视管理提供了有效手段。

保护压板;光检测;网络技术;防误操作

随着电网规模的扩大以及调控一体化的发展，调度运行管理的信息化、智能化水平得到大幅提高［1-3］，但在变电站保护硬压板信息管理方面，仍处于完全依赖于人工巡检的状态，技术手段已经不能满足现场运行管理自动化的需求，硬压板状态采集监视成为制约调度自动化程度提升和规范调控运行一体化工作的重点。

1 传统硬压板监视管理模式

长期以来，继电保护硬压板状态的监控工作主要由运行人员在实际工作中总结经验，加强管理，防止因保护压板的错误投退引发设备事故。例如在保护压板下方贴上状态标签和保护名称标签，将各变电站内保护压板和定值通知单的保护名称进行检查与核对等，这些措施在一定程度上可以减少误操作的次数［4-5］，但其防误效果有一定局限性，且由于保护压板在布局上的高度密集性、在功能上的集成复合性等特点，很容易出现巡检疏漏及操作错误［6-8］，一旦压板运行状态错误且未及时发现，就会造成保护误动或者拒动。近几年的保护监督统计资料表明，人为误投退、漏投退保护压板引发的事故百分比仍然很高，并且造成的损失也愈发严重［9］。

压板状态管理主要存在如下问题。

a. 对人工巡视过度依赖。信息核实、统计报表、历史记录等工作均需人工完成。

b. 数据的时效性和可用性不强。信息上送需至少经过运行人员—监控员2个环节，不利于调控一体化管理工作水平的提升。

c. 操作缺乏防误识别管理。在运行中压板投退是否正确可靠主要依赖于经验，规范管理力度不够。

2 智能压板在线实时监测系统

智能压板在线实时监测系统为硬压板状态监视采集和实时远传提供了一套经济有效的方案。该项目在国内率先采用计算机非接触光检测和网络技术，可实现对保护压板状态的实时监测和防误识别。现场监测终端将采集到的压板状态传送到接收器，利用变电站综合自动化系统将信号传送到主站端，基于调度技术支持系统平台实现对保护压板状态的实时监测［10-11］。

项目采用的检测终端可分为无线和有线2种，采用有线检测终端的系统针对变电站现场防误操作也提供了完整的解决方案，在保证信号实时采集的基础上，系统录入硬压板操作的正确序列，并提醒将要进行的操作，一旦出现错误，会在现场及监控中心同时告警。

2.1 设计方案

2.1.1 系统网络部署

智能压板在线实时监测系统网络部署如图1所示。

子站端:利用检测终端采集硬压板状态，现场使用的检测终端QQ00是利用850 nm红外光对保护屏的被测压板进行非接触检测，将采集到的信息发送到压板状态接收器，然后通过网络上传至主站。

主站端:利用调度技术支持系统，在一次接线图上集中显示压板状态及动作信息，当现场压板状态发生变化时，在调度端监视画面上会实时更新并提示，监控人员可通过人机交互画面直观查看变化情况。

2.1.2 系统硬件分类

a. 压板状态检测终端 QQ00(无线式)、QQ00L(有线式)。

b. 压板状态接收器T600(无线式)、T800(有线式)。

2.1.3 现场安装

该项目采用1种新型的保护硬压板状态监测装置，利用非接触方式固定在压板旁，确保检测窗正好置于待监测压板切换片或切换块之下，有效侦测距离可实现1～50 cm且可调节。系统建设过程中无需改造现有设备，可以在不影响设备正常运行的情况下安装、调试和运行。

图1 系统网络部署图

2.2 建设目标

本项目提供一套继电保护压板状态在线实时监测及防误操作系统，利用光检测和网络通信技术解决了电力系统继电保护设备的实时监视问题。系统建设目标如下。

a. 实现变电站保护硬压板状态的实时监视。b. 实现变电站保护硬压板投退操作的防误管理。c. 为传统变电站智能化改造提供一套经济有效的解决方案。

2.3 系统功能

a. 压板状态实时采集与信息远传

系统可实时采集现场保护硬压板状态信息，将采集到的信息直接显示或进行核对比较后生成新的数据信息，通过变电站综合自动化系统传至主站端，并将重要的信息存储到数据库。

b. 基于D5000画面的二次保护状态实时监测

系统在主站端一次接线图上集中显示压板状态信息，利用D5000系统实现一、二次设备的图库关联，主要参数直接显示于人机交互界面并实时刷新，调度人员可实时监视压板状态及动作情况。

c. 压板现场操作预提醒

系统依据压板投退规则，在现场工控机上录入硬压板操作的正确序列，对现场人员将要进行的操作予以提醒，实现对保护压板的状态监测，从源头上避免压板误操作事故。

d. 压板现场操作防误告警

系统自动监视压板动作情况，对非正常操作等信息提供报警功能，及时提醒现场操作人员和调度人员，消除因压板误投退造成的安全事故隐患，从而提高电网运行安全性。

e. 压板状态自动校核管理

现场采集压板实时状态，与正常运行方式进行对比，每30 s向远动机发送1次数据，当压板状态发生变化时，触发总信号，工控机将变位压板和总信号以7次/min的频率发送给远动机。

f. 变电站压板操作历史记录

系统对用户操作、变位压板及其它用户的实际需求具有详细的记录功能，包括事件发生的时间、地点及当前值班人员对事件信息是否确认等，支持报表生成/打印及事件记录查询功能，便于统计分析。

3 系统应用

3.1 应用情况

沈阳供电公司以220 kV于洪变电站为例，前期接入智能压板在线实时监测系统，并完成主站端D5000系统压板部署图绘制和数据库关联，将现场各保护屏的压板状态在监视界面上集中显示，成功解决了压板状态的实时监视问题。任一压板状态改变后，主站监视画面同步更新，并触发压板变位总信号，在告警窗和接线图上显示相应信息，调度人员可通过D5000人机交互界面监视压板信息。

系统运行半年以来，压板状态信息正确率为100%，成功实现了压板状态监视的实时化、自动化，加之系统具备的报表生成/打印、事件记录查询等功能，为调度和运行人员对压板状态进行监视管理和电网运行分析提供了有效手段。

3.2 性能分析

a. 首次实现了硬压板状态实时采集和自动校核功能，减轻了运行人员的巡视压力，使数据时效性和可用性更强，能够适应大运行体系的管理要求。

b. 从技术角度实现了硬压板投退操作的防误告警功能，能够指导现场人员按照正确的序列进行操作，防止误投退、漏投退现象的发生。

c. 成功实现了电网一、二次设备的实时监控，在一次设备监控的基础上补充了二次保护压板状态信息，使用者可全面实时地掌握现场设备情况。

4 结束语

智能压板在线监测系统的接入，有效提高了压板状态信息管理的效率，解决了以往硬压板状态无法实时监视的问题，实现了对硬压板操作的电子化管理，使运行人员针对压板的操作更为准确、规范。同时实现了一、二次设备的全面防误操作，保证继电保护可靠动作，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保证，其实时性和智能化特征符合大运行体系建设的管理模式，且应用前景广阔。

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Research on Online Monitoring Function of Hard Plates Conditions in Substation

LI Ran1，JIN Yuan-yuan2，ZHONG Li-bo1，ZHOU Yang1
(1.State Gird Shenyang Power Supply Company，Shenyang，Liaoning 110003，China;(2.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Non-contact optical detection of computer and network techinologies are firstly utilized for online monitoring system of smart plates in China which can collect hard plates state information of relay protection in substation.State information is transmitted as signals to main station by using integrated automation system in substation to achieve realtime monitoring and anti-misrecognition of plates condition on account of dispatching technical supporting system.For half a year，online monitoring system operation of smart plates in Shenyang Electric Power Company shows good operating condition，which provides favorable tools and effective methods for dispatching or operating staffs to supervise plates condition.

Protection plates;Optical detection;Network technology;Anti-misoperation

TM63;TM76

A

1004-7913(2015)08-0054-03

李 然 (1971—)，男，硕士，高级工程师，主要从事调度自动化运行管理工作。

2015-04-28)