保护装置硬压板智能校验辅控装置的研制

2018-12-18国网黄山供电公司柯仲来聂雪松郭燕霞

电力设备管理 2018年11期

关键词：压板校验保护装置

国网黄山供电公司柯仲来聂雪松郭燕霞

0 引言

近年来，随着电网建设的大规模展开，每年都要新建变电站来支持当地的经济发展。建成的变电站需要验收合格后才能正式投运，运行一段时间的变电站也需要进行年检来确认保护装置是否依然安全可靠。

保护装置中硬压板的核对与校验是一项重要工作内容，然而其校验过程异常繁琐，耗时严重，影响整个工作周期。本文针对继电保护工作中的硬压板校验这一工作过程进行优化，从减少压板投退次数和单次投退时间来改善整个压板校验流程，提高工作效率。

1 传统压板验证流程

现场保护装置的验收流程大致为“机械外观检查→交流回路校验→输入接点检查→保护逻辑校验→压板校验及传动试验”这五个工作项目。

目前，保护人员在校验压板正确性的时候，采取的方法主要是单个压板投（退）同时其他压板退（投）的传统方法。即单个硬压板校验有正校验（投入待校验压板，退出其他压板）和反校验（退出待校验压板，投入其他压板）两个过程。

假设在工作前，所有压板均处于退出状态，需要验证的压板总数量为M，得到验证每一个压板的投退次数需求表，如表1所示。

根据上述分析，可以得到压板投退次数和压板数量M的关系：S=M2+2M-1

需要校验硬压板的数量——M

需要投退硬压板的总次数——S

表1 压板投退次数需求表

当需要校验保护屏所配置的硬压板的总数量高达30个时，则完成校验至少需要投退：30×30+2×30-1=959次。

为了明确传统方式下的压板投退耗时，保护成员在一个30个硬压板的保护装置上进行了现场手动投退压板试验，发现平均投退耗时41.2min。由此，单次投退耗时：

T1=41.2×60÷959≈2.6秒。

经过以上的理论分析和现场试验，本文设计一种智能校验装置，利用开关通断模拟代替硬压板的投退，从减少投退次数和加快压板的投退速度两个方面改善投退过程，从而有效缩短硬压板校验的时间，提高保护装置硬压板校验工作效率。

2 智能校验辅控装置方案设计

2.1 智能校验辅控装置主体方案

辅控装置利用开关的通断来替代硬压板的投退，而开关可以选择软件控制的电子器件。这样，利用电子电路的灵活控制实现开关通断的灵活变化。

智能校验辅控装置方案主体上采用电力电子器件的控制方案，主要包括电力电子器件选型、控制模式设计、接插件制作和辅助电源方案设计等几个部分，其核心部分在于以电力电子器件MOS管的驱动硬件电路设计和控制电路软件设计。

2.2 MOSFET驱动电路

MOS的正常使用需要设计出因地制宜的驱动电路，驱动电路是主电路与控制电路之间的接口。采用了性能良好的驱动电路可以使功率半导体器件工作在较为理想的开关状态，缩短开关时间，降低开关损耗。根据此次MOS管应用的场合，既要求强电和弱电分离，也要求驱动短路稳定可靠，设计出MOS驱动电路如图1所示。

图1 MOS管驱动电路

如上图所示，左下方第1部分ON/OFF是来自单片机输出的控制信号，第2部分为单片集成PWM控制芯片。

本方案选择SG3525A型，性能优良，功能齐全，通用性强，能够将控制信号放大，增强驱动能力，并通过控制第3部分驱动变压器对驱动信号进一步放大。

MOS管周围设计驱动信号滤波电路和吸收模块，即图2第4部分。滤波电路有运放LM358及其外围电路组成，主要消除驱动信号中的干扰；电阻R49和二极管D65组成MOS管Q34驱动吸收模块，抑制开关断开过程中的电压浪涌，保证MOS管稳定导通与关断。如箭头导向所示，控制信号经1、2、3、4模块实现信号的放大和滤波，最终驱动MOS管。

装置所配每个MOSFET都配以上驱动电路，可以可靠稳定的实现模拟开关通断。