幾種對出口壓板投退狀態進行檢測的方法

李靖文，謝煜堃

（廣東電網有限責任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

目前配網自動化設備已廣泛應用于配電網線路保護當中，配網自動化設備動作準確性決定了配網線路的運行穩定性，而配網自動化設備的壓板直接影響了配網自動化設備的保護功能與動作出口，壓板的誤投退往往會導致配網自動化開關拒動或誤動。在配網線路運行中，會導致壓板誤投退的情況有以下幾種：（1）配網自動化設備運維人員在對配網自動化設備進行定值整定時誤投退設備壓板；（2）配網線路運維人員在配網線路退重合閘、運行轉檢修等操作時需臨時變更壓板投退狀態，在線路檢修結束后須恢復壓板狀態時可能會誤投退壓板或者忘記恢復壓板狀態。由于配網線路常有退重合閘、運行轉檢修等操作，而且操作頻率較高，對配網自動化設備穩定運行影響也更大，出口壓板誤投退的情況下保護信號將無法出口到線圈，就會影響保護裝置動作，線路在有故障發生時將無法隔離故障，因此對配網自動化設備壓板投退狀態進行檢測的需求越來越高[1]。

配網自動化設備上的壓板分為功能壓板與出口壓板，功能壓板串接在自動化終端遙信采集回路，壓板一端接入終端公共遙信點，另一端接入遙信采集端口，終端通過遙信采集端口的電平信號可以判斷壓板是否投入；出口壓板串接在自動化終端的控制回路，壓板一端接入終端分閘或合閘出口端子，另一端接入開關分合閘線圈。功能壓板通過采集電平信號可以檢測壓板是否投入，而出口壓板由于串接在控制回路，回路中除開關分合閘電平信號以外的其他信號都會引起開關的誤分或誤合，故終端無法通過采集電平信號的方式來監測出口壓板的投退狀態。

為實現對自動化設備出口壓板的投退狀態進行監測，現提出幾種監測的方法并分析相互之間的優缺點。

1 檢測方法分析

1.1 雙壓板聯動

通過改進壓板的物理結構，使2 個壓板的投退狀態互相關聯，其中一個壓板投入或退出時，另一個壓板也跟隨變化投入或者退出，其中一個壓板A作為出口壓板接入控制回路，另一個壓板B 作為投退輔助判斷壓板接入遙信采集回路，通過采集壓板B 的遙信回路電平狀態來判斷壓板A 的投退狀態，實現在不影響出口壓板所接入的電路回路的情況下，對壓板的投退狀態進行檢測。

優點：通過改進物理結構的方式實現功能，終端二次回路可以保持簡潔。

缺點：壓板數量增加可能會影響終端面板布局；2 個壓板的物理結構相連接可能導致壓板的投退操作變得更煩瑣、更復雜。

1.2 串接遙信點

在終端分合閘信號出口至出口壓板的電路上、出口壓板到線圈之間的電路上分別增加一個遙信采集點，在終端開出分合閘信號的瞬間，如果壓板在投入狀態，則2 個遙信采集點能同時采集到一個變化的電平信號，反之如果壓板在退出狀態，則終端分合閘信號出口至出口壓板的遙信點能采集到的電平變化，出口壓板到線圈之間的遙信采集點采集不到電平變化的信號，通過比較2 個遙信點的電位變化實現對壓板投退狀態的判斷。

優點：無須改變終端物理結構。

缺點：僅能在終端開出分合閘信號的瞬間判斷壓板是否投入，無法實現對壓板投退狀態的持續監測，也就是只能作為設備拒動或誤動后的一個判斷依據，不能預防因壓板誤投退導致的開關誤動或拒動的發生；遙信采集點的故障可能會導致開關誤動作；在出口回路多接入一個遙信點可能導致分合閘信號被分流、分壓，從而使分合閘線圈無法啟動。

1.3 磁感應位置

在出口壓板的中間位置嵌入一個磁鐵，在壓板投入與退出的對應位置分別放置磁感應傳感器，在壓板投入或退出時分別會觸發到2 個磁感應傳感器。通過計算2 個磁感應傳感器所接收到的信號強弱來判斷壓板所處的位置，從而實現對壓板投退狀態的監測。

優點：不改變終端二次回路的結構。

缺點：電磁感應信號有可能影響到終端的二次回路；電磁感應范圍比較大，位置識別不夠精準。

1.4 紅外感應位置

在終端面板上對應壓板投入與退出的位置分別開一個小孔，在小孔下方各放置一個紅外傳感器。使壓板背面處于光亮、可反射光的狀態，使終端背板上除小孔的其他部分都處于深色、不反射光的狀態，通過計算紅外傳感器所接收到的信號強弱來判斷壓板的位置，實現對壓板投退狀態的監測。

優點：對壓板位置的識別比較準確，不改變終端二次回路的結構。

缺點：須要對終端面板進行一些加工處理。

1.5 將壓板并入控制回路斷線檢測回路中

大部分終端的二次回路中一般都包含控制回路斷線檢測，如圖1 所示， B14 與B17 遙信點，B14遙信點可以監控線圈、刀閘輔助接點、儲能輔助接點等狀態共同構成的合閘回路通斷，若將合閘壓板也串接入此回路，就可以實現對合閘壓板通斷的監測。

圖1 自動化終端二次回路示意圖

優點：無須改變裝置物理結構。

缺點：將壓板狀態和開關輔助位置等一并接入控制回路斷線檢測中，若壓板未投入一定能收到控回斷線告警，但收到控制回路斷線告警不一定是因為壓板未投入，也可能是回路斷線。

2 方案比較與適用場景

通過比較以上4 種方案的優缺點，可以分析得出：雙壓板聯動的監測方式對壓板的識別比較準確，但結構比較復雜，適用于終端面板空間充裕，且比較適合在新生產的終端上定制使用，不適用于現場已投運設備的改造。

串接遙信點的方式比較適用于對于設備發生問題時的輔助分析判斷，不適用于對壓板日常監測的需求。由于改造方式比較簡單，此種方案比較適合對已投運設備的改造升級。

磁感應監測方式原理比較簡單，但由于磁感應范圍不好把控，可以作為壓板位置的輔助判斷，不適合用于日常監控。

紅外感應監測方式原理比較簡單，其感應位置的精確度可由終端面板上加工孔的大小和位置來調整，比較適合對已投運設備的升級改造。

將壓板并入控制回路斷線檢測回路中的方式需要在設備出廠前即進行改造設置，無法對已投運設備進行此種方式的改造。

3 紅外感應監測的實現方式

3.1 檢測每個出口壓板的投退狀態

現今使用的壓板結構主要由壓板底座和連接片組成，壓板在投入和退出狀態時，連接片的位置會發生變化。

連接片為光亮金屬結構，可反射紅外光線。在壓板底座加上2 個紅外傳感器，每個紅外傳感器由紅外線發射裝置和紅外線接收2 個裝置組成。2 個紅外傳感器安裝位置對應壓板投入和退出時的位置，壓板的連接片位于紅外傳感器上方時，連接片反射紅外傳感器發射出的紅外光線，傳感器中的紅外接收器就可感應到紅外信號，即可感知壓板的連接片位置在傳感器的上方；若紅外接收器未接收到紅外信號，即可感知壓板的連接片不在傳感器上方，如圖2 所示。

圖2 紅外傳感器檢測壓板位置的原理示意圖

結合2 個紅外傳感器接收的信號，即可知道壓板的投退位置。若傳感器A 接收到信號，傳感器B未接收到信號，壓板在投入位置；若傳感器A 未接收到信號，或傳感器A 和B 都接收到信號，壓板在退出位置。

3.2 檢測每個出口壓板的投退狀態

使用一個控制器，運維人員可在控制器上設定每個出口壓板的正確投退狀態。控制器同時采集每個出口壓板的投退狀態和螺帽擰緊程度，并與設定的正確狀態進行比較，當有壓板的狀態與預設不符時，控制器將觸發報警信號，提醒運維人員，如圖3 所示。

圖3 監測多個出口壓板的投退狀態的邏輯圖

4 結束語

利用紅外傳感器的方式感應壓板的位置，對壓板的投退狀態進行一個監控，從而可以提高線路上自動化設備保護動作的準確性。這種方式很適合用于改造現場已投運的自動化終端設備，但要注意改造施工過程中對面板的加工工藝，加工孔的位置和大小會影響壓板投退判斷的準確性。