智能压板防误操作系统在500KV变电站的应用研究

吕学增 吴德花 朱义贤 鲁伟 魏霞 徐自力 高岭 刘瑜

摘要：本文介绍了一套由管理软件、电脑钥匙、传输适配器、智能压板、智能压板控制器等构成的，能够实现集监视、防误等功能于一体的新型变电站智能压板防误操作管理系统具体的研制与应用过程。新型变电站智能压板防误操作管理系统对解决二次压板的投退状态检测和压板的二次防误操作，提高继电保护的运行水平具有重要的意义。

关键词：数字化变电站；电子式互感器；网络选型；状态检修

1.引言

电力系统中一次设备防误操作系统已趋向完备，变电站常见的防误装置类型包括机械闭锁、电磁闭锁、电气闭锁、机械程序锁、微机防误闭锁、计算机监控系统防误闭锁等【1】。但对于二次设备的压板防误操作尚无有效控制手段。二次设备由于压板的误投、误退、漏投、漏退等原因引起的电力系统事故时有发生。给电网安全运行带来巨大隐患。为解决二次压板的投退状态检测和压板二次防误问题，减少二次压板误操作引起的事故，提高继电保护的运行水平，研制一种新型的压板防误操作系统势在必行。

2.方案确定

2.1目标预期

经过调研、资料查询等各种方法，没有发现成熟的完全符合现场需求的产品，没有可借鉴的经验及相关资料。根据项目实施目标，我们研制的思路本着完善化、系统化、现场实用性强、易操作的原则，结合变电站内目前已有的防误系统，提出变电站智能压板防误操作系统。预期能研制出一套包含：管理软件、电脑钥匙、传输适配器、智能压板、智能压板控制器，能够实现集监视、防误等功能于一体的一站或多站硬压板的集中管理及防误操作智能压板防误的操作系统，使一、二次设备防误操作形成闭环控制，保护压板防误操作系统作为全面防误系统的一个重要组成部分，实现从一次到二次，从手动站、无人站到数字化变电站的全面防误系统解决方案。

2.2目标可行性分析

变电站现场已经使用了微机五防闭锁系统与监控系统已经实现了互通信，对变电站一次设备包括开关、闸刀的状态以及接地线的状态均能实时监视，对于目标的实现有了基础平台。智能压板防误操作系统可以作为一个子系统嵌入到原有的防误操作系统中，从而形成由一次设备到二次设备完整的防误闭锁解决方案。

智能压板的应用必须与相关检测技术的应用相匹配，这样才是完成的操作系统，才能确保变电站继电保护工作的质量【2】。目前，电力系统内已经存在成熟的通过非电量原理和开关量原理来检测压板投退状态，并将压板投退状态上传给上位机管理系统的技术手段，为目标的实施提供了技术保证。

目前在电力系统中已经存在一些防止保护及自动装置二次压板误投、漏投退的管理和技术相关的措施，虽不够成熟，但为本次目标的实现可提供借鉴的经验。

3.智能压板防误操作系统的研制实施

3.1安装智能压板

在常规压板的基础上，智能压板采用非电量接触原理检测压板的投退状态及投入到位检测，并将压板的状态上送给智能压板控制器；接收智能压板控制器的操作指令，控制压板状态灯的闪烁，当要操作该智能压板灯常亮；如果没有经开票操作，检测到压板的状态发生改变则状态灯闪烁，智能压板控制器报警，并将告警信息上传给上位机。智能压板安装时的开孔尺寸与常规压板完全相同。

3.2加装压板控制器

智能压板控制器有电脑钥匙接口，能与电脑钥匙交互压板操作信息。每面保护控制屏安装一台智能压板控制器来管理屏上的全部硬压板，包括每个压板投退状态的查询及智能压板的自检信息，智能压板控制器与智能压板的通信方式采用RS485。智能压板控制器可以采集本控制器下所有智能压板的投退状态及运行状态，当有异常情况将信息上送给上位机；能够接收电脑钥匙的操作指令，再将指令发给对应的智能压板，智能压板接收到操作指令后驱动对应的状态灯闪烁，指示操作人员进行操作。

3.3 通信管理系统及通信方式选择

利用现有的主子站通信网络，实现主子站防误系统的互联，不需重新添加或更换通信设备。系统可支持网络、光纤通道、串口等多种传输介质；其中网络通信可采用基于现有的TCP/IP网络协议。

3.4 研制上位机压板防误操作管理软件

智能压板防误操作系统主要由5部分构成：上位机智能压板防误管理系统、传输适配器、电脑钥匙、智能压板控制器、智能压板。

上位機智能压板防误管理系统具备实现全站或多站压板的集中管理、压板状态监视、压板非法操作时的报警、压板规则编辑、压板操作开票和模拟预演、压板操作记录、变位记录及历史查询、通信等功能。

通过测试，在保护小室内进行任何压板投退操作时均能够在控制室内五防主机上实施显示。

4.应用情况及效果

通过对压板投退是否受五防闭锁控制进行检查，绘制出下表。

从表中可以看出加装闭锁后，正常操作时，必须先在上位机管理软件上开票（手工开票或典型票），并模拟预演成功后才能进行相应的操作。如果没有经开票、模拟预演而直接操作压板，系统检测到非法操作，上位机将会音响报警，智能压板控制器也会告警，智能压板指示灯一直闪烁直到恢复之前的状态。实现了压板投退状态检测、压板投入到位检测、压板投退规则编辑及判断、压板操作的防误功能、智能压板地址自动识别等功能。

通过实施，站内所有压板的投退状态能够实现实时监测，有效防止了二次压板的误操作的发生情况发生。压板误投、漏投率为0，达到了设定的目标。

通过有效的对策实施，实现了课题目标。全新的智能压板系统解决了远方监视、现场提示、后台预演和记录、储存、查询的功能要求【3】，改变了在实际运行中，因压板投退不当，导致产生错投、漏投、造成保护系统无法完成跳合闸动作的现象。有效解决了压板的投退状态检测和压板二次防误问题，减少二次原因引起的事故，提高继电保护的运行水平。更好的确保人身、设备、电网的安全，带来了无形的安全效益。

参考文献

[1] 李宝兴.生产技能人员职业能力培训专用教材 变电运行（500kV）[M].北京：中国电力出版社，2010，209.

[2] 黄永钦，余跃.变电站智能压板检测的技术及运行探析[J].电力科技，2014，（11）：286.

[3] 陆海宁.二次压板的智能化运行及应用探讨[J].华东电力，2010，（12）：1874.

（作者单位：国网安徽省电力有限公司调控中心）