變電站硬壓板狀態在線監測功能研究

李 然，金元元，鐘麗波，周 洋

(1.沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110003;2.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

變電站硬壓板狀態在線監測功能研究

李 然1，金元元2，鐘麗波1，周 洋1

(1.沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110003;2.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

智能壓板在線實時監測系統在國內率先采用計算機非接觸光檢測和網絡技術，采集變電站保護硬壓板狀態信息，利用變電站綜合自動化系統將信號傳至主站端，基于調度技術支持系統，實現對壓板狀態的實時監測和防誤識別。沈陽供電公司智能壓板在線實時監測系統運行半年以來，系統運行狀況良好，為調度和運行人員對壓板狀態進行監視管理提供了有效手段。

保護壓板;光檢測;網絡技術;防誤操作

隨著電網規模的擴大以及調控一體化的發展，調度運行管理的信息化、智能化水平得到大幅提高［1-3］，但在變電站保護硬壓板信息管理方面，仍處于完全依賴于人工巡檢的狀態，技術手段已經不能滿足現場運行管理自動化的需求，硬壓板狀態采集監視成為制約調度自動化程度提升和規范調控運行一體化工作的重點。

1 傳統硬壓板監視管理模式

長期以來，繼電保護硬壓板狀態的監控工作主要由運行人員在實際工作中總結經驗，加強管理，防止因保護壓板的錯誤投退引發設備事故。例如在保護壓板下方貼上狀態標簽和保護名稱標簽，將各變電站內保護壓板和定值通知單的保護名稱進行檢查與核對等，這些措施在一定程度上可以減少誤操作的次數［4-5］，但其防誤效果有一定局限性，且由于保護壓板在布局上的高度密集性、在功能上的集成復合性等特點，很容易出現巡檢疏漏及操作錯誤［6-8］，一旦壓板運行狀態錯誤且未及時發現，就會造成保護誤動或者拒動。近幾年的保護監督統計資料表明，人為誤投退、漏投退保護壓板引發的事故百分比仍然很高，并且造成的損失也愈發嚴重［9］。

壓板狀態管理主要存在如下問題。

a. 對人工巡視過度依賴。信息核實、統計報表、歷史記錄等工作均需人工完成。

b. 數據的時效性和可用性不強。信息上送需至少經過運行人員—監控員2個環節，不利于調控一體化管理工作水平的提升。

c. 操作缺乏防誤識別管理。在運行中壓板投退是否正確可靠主要依賴于經驗，規范管理力度不夠。

2 智能壓板在線實時監測系統

智能壓板在線實時監測系統為硬壓板狀態監視采集和實時遠傳提供了一套經濟有效的方案。該項目在國內率先采用計算機非接觸光檢測和網絡技術，可實現對保護壓板狀態的實時監測和防誤識別。現場監測終端將采集到的壓板狀態傳送到接收器，利用變電站綜合自動化系統將信號傳送到主站端，基于調度技術支持系統平臺實現對保護壓板狀態的實時監測［10-11］。

項目采用的檢測終端可分為無線和有線2種，采用有線檢測終端的系統針對變電站現場防誤操作也提供了完整的解決方案，在保證信號實時采集的基礎上，系統錄入硬壓板操作的正確序列，并提醒將要進行的操作，一旦出現錯誤，會在現場及監控中心同時告警。

2.1 設計方案

2.1.1 系統網絡部署

智能壓板在線實時監測系統網絡部署如圖1所示。

子站端:利用檢測終端采集硬壓板狀態，現場使用的檢測終端QQ00是利用850 nm紅外光對保護屏的被測壓板進行非接觸檢測，將采集到的信息發送到壓板狀態接收器，然后通過網絡上傳至主站。

主站端:利用調度技術支持系統，在一次接線圖上集中顯示壓板狀態及動作信息，當現場壓板狀態發生變化時，在調度端監視畫面上會實時更新并提示，監控人員可通過人機交互畫面直觀查看變化情況。

2.1.2 系統硬件分類

a. 壓板狀態檢測終端 QQ00(無線式)、QQ00L(有線式)。

b. 壓板狀態接收器T600(無線式)、T800(有線式)。

2.1.3 現場安裝

該項目采用1種新型的保護硬壓板狀態監測裝置，利用非接觸方式固定在壓板旁，確保檢測窗正好置于待監測壓板切換片或切換塊之下，有效偵測距離可實現1～50 cm且可調節。系統建設過程中無需改造現有設備，可以在不影響設備正常運行的情況下安裝、調試和運行。

圖1 系統網絡部署圖

2.2 建設目標

本項目提供一套繼電保護壓板狀態在線實時監測及防誤操作系統，利用光檢測和網絡通信技術解決了電力系統繼電保護設備的實時監視問題。系統建設目標如下。

a. 實現變電站保護硬壓板狀態的實時監視。b. 實現變電站保護硬壓板投退操作的防誤管理。c. 為傳統變電站智能化改造提供一套經濟有效的解決方案。

2.3 系統功能

a. 壓板狀態實時采集與信息遠傳

系統可實時采集現場保護硬壓板狀態信息，將采集到的信息直接顯示或進行核對比較后生成新的數據信息，通過變電站綜合自動化系統傳至主站端，并將重要的信息存儲到數據庫。

b. 基于D5000畫面的二次保護狀態實時監測

系統在主站端一次接線圖上集中顯示壓板狀態信息，利用D5000系統實現一、二次設備的圖庫關聯，主要參數直接顯示于人機交互界面并實時刷新，調度人員可實時監視壓板狀態及動作情況。

c. 壓板現場操作預提醒

系統依據壓板投退規則，在現場工控機上錄入硬壓板操作的正確序列，對現場人員將要進行的操作予以提醒，實現對保護壓板的狀態監測，從源頭上避免壓板誤操作事故。

d. 壓板現場操作防誤告警

系統自動監視壓板動作情況，對非正常操作等信息提供報警功能，及時提醒現場操作人員和調度人員，消除因壓板誤投退造成的安全事故隱患，從而提高電網運行安全性。

e. 壓板狀態自動校核管理

現場采集壓板實時狀態，與正常運行方式進行對比，每30 s向遠動機發送1次數據，當壓板狀態發生變化時，觸發總信號，工控機將變位壓板和總信號以7次/min的頻率發送給遠動機。

f. 變電站壓板操作歷史記錄

系統對用戶操作、變位壓板及其它用戶的實際需求具有詳細的記錄功能，包括事件發生的時間、地點及當前值班人員對事件信息是否確認等，支持報表生成/打印及事件記錄查詢功能，便于統計分析。

3 系統應用

3.1 應用情況

沈陽供電公司以220 kV于洪變電站為例，前期接入智能壓板在線實時監測系統，并完成主站端D5000系統壓板部署圖繪制和數據庫關聯，將現場各保護屏的壓板狀態在監視界面上集中顯示，成功解決了壓板狀態的實時監視問題。任一壓板狀態改變后，主站監視畫面同步更新，并觸發壓板變位總信號，在告警窗和接線圖上顯示相應信息，調度人員可通過D5000人機交互界面監視壓板信息。

系統運行半年以來，壓板狀態信息正確率為100%，成功實現了壓板狀態監視的實時化、自動化，加之系統具備的報表生成/打印、事件記錄查詢等功能，為調度和運行人員對壓板狀態進行監視管理和電網運行分析提供了有效手段。

3.2 性能分析

a. 首次實現了硬壓板狀態實時采集和自動校核功能，減輕了運行人員的巡視壓力，使數據時效性和可用性更強，能夠適應大運行體系的管理要求。

b. 從技術角度實現了硬壓板投退操作的防誤告警功能，能夠指導現場人員按照正確的序列進行操作，防止誤投退、漏投退現象的發生。

c. 成功實現了電網一、二次設備的實時監控，在一次設備監控的基礎上補充了二次保護壓板狀態信息，使用者可全面實時地掌握現場設備情況。

4 結束語

智能壓板在線監測系統的接入，有效提高了壓板狀態信息管理的效率，解決了以往硬壓板狀態無法實時監視的問題，實現了對硬壓板操作的電子化管理，使運行人員針對壓板的操作更為準確、規范。同時實現了一、二次設備的全面防誤操作，保證繼電保護可靠動作，為電力系統的安全、穩定、經濟運行提供有力保證，其實時性和智能化特征符合大運行體系建設的管理模式，且應用前景廣闊。

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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，碩士，高級工程師，主要從事調度自動化運行管理工作。

2015-04-28)