一种继电保护出口压板监视装置研究

云南电网有限责任公司玉溪供电局 周洪胜 刘祺 矣林飞

1 背景及意义

继电保护装置是维护电力系统正常运行的重要装置。当电力系统发生故障时，继电保护装置可以有选择性地对故障元件进行跳闸动作，将其从电网运行中切除，从而有效保障系统运行安全。

随着继电保护技术的不断发展，数字化继电保护装置开始广泛应用于继电系统中。与传统继电装置相比，数字继电保护装置更加智能化，可实现对线路故障的有效检测和控制，但由于数字继电保护装置结构较复杂，影响其可靠性的因素较多，常出现不制动的情况。因此有必要对数字化继电保护装置的影响因素进行分析，进而优化其结构设计，更好地保障电力系统运行安全。而继电保护装置的控制主要通过投退硬压板实现，系统内出现压板问题导致保护误动、拒动的情况时有发生，因此执继电保护装置出口压板的“牛鼻”显得极其重要。

电力企业中，需要对继电的保护装置做定期的维护和检查的，这样才能确定保护装置是否起到作用。传统的继电保护装置跳闸有两种不同的实际操作的方法。第一就是用万能表测量跳闸出口的压板的相关的电位，由于保护装置的跳闸一般选用的脉冲的毫秒级的瞬间电压脉冲装置，用万能表需要注意其灵敏度的问题。第二就是采用继电保护的试验仪器，这样才能够将保护装置的开出点接入到试验仪器之中。

继电保护装置的出口跳闸的功能是有主保护、后备的保护、非电量、失灵等等，每个功能又有几个时间限制。因此需要仔细地检查继电的装置。继电保护装置无法实时检测出口压板的状态，当出口压板出现状态异常时，无法实时发出异常告警信息。当发生故障需要动作跳闸时，无法正确出口。二次设备中的变压器保护、母差、失灵、接地变保护以及安稳、备自投、低周减载等安自装置都是具有多个出口的装置，这些装置的出口少则3 个，多则近20 个[1]。随着电网规模日益扩大，班组承载力不断增加，变电站定值压板核对工作任务繁重，对运维、运检、监控人员逐项核对的耐心、细心均是考验。

保护压板的跳闸的出口压上承载的工作是比较重要的，所以对跳闸时出现的压板的电位的相关的变化是可以尝试研制跳闸的出口压板的测量的一个实际的装置。这样会促使测量的工作更加全面、到位。操作的流程也是相对的简单，节省了人力物力资源等，降低了实际的运作的成本。运行人员在投入继电保护装置的出口压板前，需要测量出口压板的对地电位，该动作的必须可靠动作，不该动作的出口必须可靠不动作，否则一次设备故障时不能及时正确隔离故障设备，扩大事故范围。因此出口压板的测试也是二次装置检验的一项非常重要的测试内容。

目前普遍使用万用表完成对出口压板电压的监测。测试时，万用表负表笔对地，正表笔对压板下端，保护动作一次，测试一个压板，测试完成后再更换到下一个压板，一个逻辑需要多次才能测试完成。一个逻辑重复试验的次数就是出口压板的个数。

当万用表出现内部故障时，测量继电保护装置出口压板对地电位时，压板上端接地，同时叠加直流母线对地电容效应，跳闸回路继电器TBJ 动作，导致使用保护装置误出口跳闸[2]。

2 主要技术内容

为规避上述漏投、错投、压板断裂、设备故障、人为误操作给电网安全稳定运行埋下安全隐患，考虑设计一种继电保护装置出口压板监视装置，主要实现继电保护装置出口压板状态的实时监控，当出现压板漏投、接触不良时发出告警信息，及时提醒运行人员进行检查、处理，消除安全隐患。出口压板未投入将发出告警信息提醒运行人员，避免出现压板漏投的情况；出口压板投入状态实时监控，出现压板断裂、接线松脱等缺陷时，及时发出预警信息，提醒专业人员到站检查；有效地避免因出口压板状态异常引起设备越级跳闸。

通过监视出口压板开口两端的电位是否有偏差来判断出口压板是否在正常投入状态。一旦判断出电位偏差在60V 以上，就判断为出口压板状态不良或未投入，向后台发送告警信息。采用耐压性能良好的材料，避免误导通出口回路。

本压板监视装置为一个标准的19 英寸（1 英寸=2.54cm）机箱。压板监视装置外形如图1所示。压板监视装置前面板如图2所示。

图1 压板监视装置外形

由图2 可知，压板监视装置前面板有4 个固定孔，1个电源开关（有指示灯）和5个压板工作状态指示灯。

图2 压板监视装置前面板

后面板有电源输入Vin+和Vin-、信号地COM、5组压板电压输入（LP1输入+/LP1输入-）、5组压板状态信号输出（LP1状态）。

压板监视装置后面板如图3所示。

图3 压板监视装置后面板

压板监视原理如图4所示。

图4 压板监视原理

DL 状态、TJ 状态、跳板状态和压板两端电压见表1。

表1 DL状态、TJ状态、跳板状态和压板两端电压

本压板监视装置的总体设计原理如图5所示。

图5 压板监视装置的总体设计原理

将输入直流100Vdc-250Vdc 或交流110Vac/220Vac 接入Vin+和Vin-接口；将信号地GND 连接到COM接口。

按照需求将所需监视的压板的两端（其中靠近+KM 一端为“+”，靠近-KM 的一端为“-”）的引到LP输入接口，保证连接为一一对应，“+”连接“+”；“-”连接“-”。

按需求将状态信号（此信号为继电器的导通/断路信号）接口连接到上位机。

按下电源开关给本装置供电，电源开关上有LED红灯指示有电压输入。

观察前面板上LED 指示灯的亮灭情况；其中，压板处在投入状态时，LED 指示绿灯为常亮；压板处在退出状态时，LED 指示绿灯为熄灭；在没有连接或出现异常情况时，LED 指示绿灯为闪烁。

压板处在投入状态时，信号状态输出端口为导通；其他状态时（退出状态、没有连接、工作异常），信号状态输出端口为断路[3]。

3 操作步骤

一是连接电源线时，首先确定电源线上没有电压。在没有电的情形才能接线

二是将输入直流100Vdc-250Vdc 或交流110Vac/220Vac接入Vin+和Vin-接口；其中火线（直流正）接Vin+，零线（直流负）接Vin-；将信号地GND 连接到COM 接口。出口压板监视装置后面板接口如图6所示。

图6 出口压板监视装置后面板接口

三是按照需求将所需监视的压板的两端（其中靠近+KM一端为“+”，靠近-KM的一端为“-”）的引到LP 输入接口，并保证连接为一一对应，“+”连接“+”；“-”连接“-”。

四是将对应的状态信号（此信号为继电器的导通/断路信号，没有正负区分）接口连接到上位机。

五是按下电源开关给本装置供电，电源开关上有LED红灯指示有电压输入。

六是观察前面板上LED 指示灯的亮灭情况；其中，压板处在投入状态时，LED 指示绿灯为常亮；压板处在退出状态时，LED 指示绿灯为熄灭；在没有连接或出现异常情况时，LED 指示绿灯为闪烁。出口压板监视装置前面板如图7所示。

图7 出口压板监视装置前面板

七是压板处在投入状态时，信号状态输出端口为导通，其他状态时（退出状态、没有连接、工作异常），信号状态输出端口为断路。

4 结语

使用本装置能够大幅度减少测量次数，减少装置保护动作节点老化风险。测试结果显示，观察更方便准确。无须另设万用表操作人员，减少了测试人员，减少了误碰旁边其他设备的风险，不会妨碍旁边屏的工作。使用本装置能够实现继电保护装置出口压板状态的实时监控，当出现压板漏投、接触不良时发出告警信息，及时提醒运行人员进行检查、处理工作，消除安全隐患。