遥信信号测试便携笔的研制

刘慧 黄凯 陈黎明 王建刚 郭翔 赵倩

摘 要：随着变电站综合自动化水平的不断提高，远动自动化的工作愈来愈受到重视，而遥信信号测试是变电站远动自动化工作中必不可少的一环。但目前，遥信信号测试的工作方法费时费力，并且存在安全隐患。本文介绍了一种遥信信号测试便携笔的研制过程。该测试笔的研制成功保证了遥信信号测试的正确性，提高了工作效率，使调度能准确监控变电站，从而保障整个电网的安全性。

关键词：远动自动化；遥信信号测试；测试便携笔

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）22-0043-03

Analysis of Remote Control Failure of Intelligent Substation

LIU Hui HUANG Kai CHEN Liming WANG Jiangang GUO Xiang ZHAO Qian

（State Gird Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the continuous improvement of the comprehensive automation level of substations， the work of telecontrol automation has been paid more and more attention， and the remote signal test is an indispensable part of the remote automation of substation. At present， the working method of remote signal test is time-consuming and laborious with security risks. This paper described the development process of a portable signal pen for testing remote signal. The successful development of the test pen ensured the correctness of the remote signal test and improves work efficiency ，so that the dispatcher could accurately monitor the substation， thus ensuring the security of the entire power grid.

Keywords： remote automation；remote signal test；portable test pen

調度通过变电站内的遥信、遥控、遥测、遥调四遥信息对变电站进行安全、可靠、全面的集中监控。其中，遥信信号最为直观地反映变电站设备的运行工况，当设备出现异常时，报出不同类型的信号，远动人员根据具体信号进行针对性处理，确保设备恢复最佳运行工况[1]。随着变电站综合自动化水平的不断提高，远动工作愈来愈受到重视。远动工作主要包括四遥信息，而遥信信号测试是变电站远动工作中必不可少的一环。目前，遥信信号测试的工作主要是工作人员利用随身带的导线短接遥信公共端及对应的遥信信号端子排进行工作，这种工作方法费时费力，并且存在安全隐患[2]。基于此，笔者研制了一种遥信信号测试便携笔，可以有效解决上述问题。

1 遥信信号测试工作方法存在的弊端及改进分析

1.1 遥信信号测试工作方法存在的弊端

目前，遥信信号测试工作方法的弊端主要表现在以下4方面。

①工作人员的工作强度大。一个站的遥信信号一般多达上千个，测试时间较长。此外，在遥信信号测试过程中，工作人员的手臂一直悬空，长时间如此会导致手臂酸疼，严重影响工作效率。

②工作人员多。一些变电站的后台监控机与测控屏离得很远，在遥信信号测试工作中，工作人员需要与后台监控人员交流，由于两只手分别捏住短接线的两端，无法在测试信号的同时利用对讲机等通讯设备与后台配合人员进行沟通，这样就需要通过第三个工作人员作为中间人进行传话，给工作带来极大不便，严重影响信号测试工作的效率。信号测试人员在信号测试中遇到的问题经过中间人进行传递后，还容易造成问题表达不完全，从而导致交流阻塞。

③工作效率不高。在遥信信号测试过程中，导线与端子排接触可能会出现抖动，这样监控后台看到的遥信信号就会时有时无，影响工作进度。

④安全性不高。导线的一端时刻都与公共端相连，另一端裸露，裸露部分带电，工作安全系数不高。测控装置屏柜后面的端子排99%为竖直排列，超过60%的信号端子与公共正电端子间的距离超过50cm。测试信号的过程中，工作人员需要用一只手将导线一端短接于公共端，另一只手捏住导线另一端进行移动，短接于要测试的信号端子，两支手臂距离拉大，视线观察不够清晰，容易导致导线移动端短接在非测试端子上，误报信号；更严重者，导线移动端短接于电源负极，造成短路故障，测控装置失电，调度监控对子站失去遥信、遥测、遥控、遥调，严重威胁电网的安全稳定运行。

1.2 改进分析

我们对遥信信号测试过程进行改进分析，分析结果如表1所示。

1.2.1 测试方式。若能研制遥信信号测试便携笔，“点信号”人员无需两只手全部用来操作短接线，将遥信笔异端固定在信号公共端上，单只手即可完成点信号，同时提高信号测试准确率及工作效率。

1.2.2 作业人员。使用遥信信号测试便携笔进行遥信信号测试过程中，点信号人员点信号的同时能通过对讲机与SCADA监视人员进行交流，完成信号测试，省去了中间传话人员和中间传话的环节，测试人员由3人降低为2人，测试时间大大缩短。

1.2.3 可靠性。遥信信号测试便携笔配置可直观显示是否接触良好的配件，有效避免点信号过程中由于抖动造成信号测试不准确而反复点信号的现象，提升测试效率。

1.2.4 安全性。遥信信号测试传统方法，使用短接线进行点信号，将测试信号的一端裸露导线带电，误操作情况下造成直流接地，无保护；遥信信号测试便携笔内部短接回路中增设保护及信号指示电路，不会造成短路，安全可靠。

2 遥信信号测试便携笔设计方案的确定

通过分析改进因素，笔者将遥信笔的一端设置成可固定于端子排上，节省工作人员体力，提高工作效率及准确度；将点信号端用绝缘层覆盖，避免带电导体与其他部位接触，提高安全系数；配置直观显示配件，有利于工作人员判断导线是否接通，防止工作中出现信号抖动问题，当信号报不出来时也便于发现问题所在。

根据遥信信号测试便携笔的功能需求，从遥信笔的固定装置、点信号端、直观显示装置与保护及信号指示电路这4个方面来选择和确定方案。

①固定装置。方案1：采用夾子，将金属部分夹在端子排上；方案2：采用环扣绝缘装置，扣在端子排两侧，给金属导体一个向内的力，使其与金属可靠接触。

方案1使用夹子使点信号的金属部分夹在端子排上，端子排上裸露的金属仅为螺丝柱表面，在夹子夹的过程中容易造成虚接，接触不良导致反复调整，且耗费时间，故不采用。

方案2在将点信号端的金属部分塞进端子排孔的同时，还有一个外向力，将金属部分朝着端子排孔挤压，确保点信号端可靠地与端子排接触，故采用该方案。

②点信号端。测试笔中配有小弹簧机构，正常时，点信号端外有绝缘层覆盖，工作人员往下按时，才与信号端子排接触，此结构设计能有效避免点信号的金属端接触屏柜或其他端子排造成短路。

③直观显示装置。方案1：配置电压显示屏，在遥信笔中配置电压测量模块，导通时可显示电压值。

此方案还需外配置接地端，并且要供给电压显示屏工作电源，使遥信笔体积增加，操作的复杂性也随之增大，研制的复杂度大大提高，故不采用。

方案2：采用配置小氖泡，导通时发光。此方案设计简单，显示直观，完全满足现场点信号的需求，故予以采用。

④保护及信号指示电路。遥信笔需实现如下功能：将遥信笔配置固定装置的公共端固定在测控装置信号端子排的公共端后，再将遥信笔头点击信号端子，红色LED指示灯不亮，则即可按下按钮开关进行遥信信号测试，绿色LED指示灯点亮，表明遥信回路导通。此部分提出以下2种方案。

方案1：遥信笔短接回路中设置的保护及信号指示电路如图1所示。

遥信公共端为正电时，将开关触点3拨动到与触点2短接。当误操作时，遥信笔头短接到电源负电端子，则继电器控制线圈电压值为：[220V-U1=47V]，能够可靠动作；正常操作时，遥信笔头接于信号端子，测控装置遥信回路本身配置稳压二极管，稳压值一般为100～150V，再加上本遥信笔回路中的稳压二极管V1、V2，以至于各稳压二极管反向击穿电压不能达到击穿电压门槛值，而回路①处于阻断状态，红色LED保持熄灭，即可按下按钮开关，回路③导通，进行信号测试。

遥信公共端为负电时，拨动开关触点3与触点1短接。误操作及正常操作分析过程同上。

继电器型号为HFD3/48：线圈额定电压为48V，动作电压为36V，最大电压为57.6V，线圈电阻为8 533（1±10%）Ω；串联的稳压二极管型号：V1、V3为1N4762A，额定稳压值82V，耐压值200V；V2、V4为1N4763A，额定稳压值91V，耐压值250V。则V1、V2稳压之和[U1=82+91=173V]，V3、V4稳压之和[U2=82+91=173V]。

方案2：遥信笔短接回路中设置的保护及信号指示电路如图2所示。继电器型号为HFD3/48：线圈额定电压为48V，动作电压为36V，最大电压为57.6V，线圈电阻为8 533（1±10%）Ω；串联电阻R=30kΩ。

假设遥信公共端为正电，测试信号过程中，遥信笔公共端固定接于正电。

误操作时，将遥信笔头短接到电源负电端子，此时回路①导通，继电器控制线圈带电，常开触点闭合，回路②导通，常闭触点1、常闭触点2断开，回路①断开，此时红色LED信号指示灯亮，表明此时点到负电端子，即使再按下按钮开关，回路③依然无法导通，可靠避免了电源正负电短路导致直流跳闸。

正常操作时，遥信笔头接于信号端子，回路①虽然有电流流过，由于电阻R的限流分压作用，继电器控制线圈两端电压远小于其动作电压，因此，继电器所有触点保持在初始状态，即常闭触点1、2保持常闭，常开触点保持常开，回路②依然断路，红色LED短路指示灯处于熄灭状态，按下按钮开关，回路③导通，正电短接到信号端子，可进行信号测试，绿色LED灯亮起，表明遥信回路导通。遥信公共端为负电时，遥信笔的工作过程与公共端为正电的情况一样。

通过方案论证可知，提出的两种方案均满足功能需求，限流回路，方案2通过串接电阻更为简单方便，研制更容易，因此采用方案2。

综合上述分析评价，遥信信号便携测试笔的点信号端外有绝缘层覆盖，使用环扣绝缘装置，将点信号端扣在端子排两侧，通过氖泡指示接通情况，并配备保护回路，其组装示意图如图3所示。

3 现场验证

利用D5000传动计划，先后将遥信信号测试便携笔带到不同的220kV变电站，进行现场效果验证，对比使用测试便携笔前后的测试时间，结果如表2所示。

从表2可以看出，遥信信号测试便携笔大大缩短了遥信信号测试的工作时间。

遥信信号测试便携笔可以被应用于所有类型的变电站（常规变电站及智能化变电站），且能提高工作效率，节约大量人力物力，保证了遥信信号测试的准确性，使调度能准确监控变电站，从而保障整个电网的安全性。

遥信信号测试便携笔的研制与使用，创造性地解决了生产中的实际问题，收到了预期的效果。为了保证电网安全高效运行，要把解决工作中实际遇到的问题作为继续努力的方向。

参考文献：

[1]张明光. 电力系统远动及调度自动化[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]林志超.变电站设备及自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2017.