许明 秦三营 杨美 郑东方 杨萍
（国网商丘供电公司 河南省商丘市 476000）
摘要：压板作为继电保护的重要组成部分，自动化水平较低，技术手段已不能满足其运行管理的需要。智能压板管理系统能够实现对变电站压板的集中管理和状态监视，对压板投、退情况进行检测进行异常变位告警，达到对全站压板的智能化控制，确保变电站压板投、退安全可靠，通过在商西220千伏变电站的应用中取得了良好的效果。
关键词：变电站；压板；智能压板管理系统
0 引言
保护压板也叫保护连片，是保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，关系到保护的功能和动作出口能否正常发挥作用[1]。它在变电站继电保护和自动装置回路中有着重要的作用，为电网的安全稳定运行提供保障。电力生产坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，在电网运行方式改变时，往往涉及到压板的投退，如有误投退、漏投退，会直接影响保护功能的实现，严重时会引起保护拒动或误动，导致大范围停电事故。
《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》中对二次设备防止电气误操作管理原则提出了明显要求[2] ：“5.1 对压板操作、电流端子操作、切换开关操作、插拔操作、二次开关操作、按钮操作、定值更改等继电保护操作，应制定正确操作要求和防止电气误操作措施。”一旦保护压板出现误投退、漏投退，则只有在保护二次核查或发生相关事故后才能得以纠正，对电力系统的安全运行危害极大。虽然各地区均制定了一系列管理措施，但仍不能真正的从根本上解决保护压板的误投和漏投问题。因此，开发一管理系统从技术上实现检测压板投退状态、警示错误投退，确保保护压板投退的准确性和正确性就成为解决问题的关键所在。
智能压板管理系统很好的解决了上述问题，弥补了压板管理在人工巡检和日常操作中的不足。该系统利用压板操作的防误及压板投退的逻辑规则对压板投退状态及投入到位情况进行检测，实现压板实时的五防防误功能，有效减少了因压板误投退、漏投退、投不到位等原因造成的停电事故。通过在国网商丘供电公司商西220千伏变电站的实际应用，该系统有效提高了变电站的运行管理水平、工作效率，提高了电网运行的安全性，防止误操作事故的发生，各项功能指标均达到了预期目标。
1 现状分析
变电站压板布局密集，功能集成复合，管理环节较多。在电力系统相关设备都已不同程度实现智能化、信息化、自动化的情况下，压板管理的智能化、信息化、自动化还处于起步阶段，到目前为止仍未实现对压板运行状态的实时监控，对压板的管理仍停留在依靠制度和人工层面，技术手段已不能满足运维工作的实际需要。通常情况下，运维或检修人员在进行压板投退时主要对照压板卡或运行规程，压板操作后的状态检查完全依靠人工进行，容易造成检查疏漏、操作错误、投退不到位等问题，尤其对于无人值守变电站，这些情况更加难以及时发现。在实际运行中，因压板的误投退、漏投退、投不到位等原因造成压板运行状态错误引发继电保护不能正确动作的现象时有发生，对电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。
2 智能压板管理系统
智能压板管理系统采用智能检测技术、通信技术，基于Windows/Linux跨平台的上位机操作系统，与变电站现有防误系统进行无缝连接，实现变电站或厂站全站保护压板投退状态的监视、保护压板操作的防误管理等功能。既可以单独自成一个系统，也可以作为现有防误操作系统的一个子系统，形成从一次设备到二次设备的完整防误闭锁方案。
2.1 基本原理
智能压板管理系统的基本原理是：采用非电量接触原理检测压板的投退状态及投入到位情况，将压板的状态信息上传至压板控制器，同时接收压板控制器的操作指令，控制压板状态灯的闪烁，当要操作该压板，则状态灯常亮；如未经开票操作，检测到压板的状态发生改变，则状态灯闪烁，压板控制器报警，并将告警信息上传给智能压板防误主机。
2.2 系统构成
智能压板管理系统主要由智能压板防误主机、传输适配器、电脑钥匙、智能压板控制器、智能压板五部分组成。
（1）智能压板防误主机
按站、间隔、屏三级目录对全站压板进行集中管理和监视，实时监视压板的状态；对压板投入是否到位进行检测，当压板非法操作时进行报警；对压板地址进行自动识别，存储压板操作逻辑规则；对所开操作票进行模拟预演，成功后以在线或离线的方式将操作票传给对应的智能压板控制器；实现压板操作的间接闭锁及压板检修状态设置及紧急解锁功能，具有压板操作记录、变位记录及历史查询功能。
（2）传输适配器
智能压板管理系统通过传输适配器将压板操作票传给钥匙，钥匙的操作结果也通过传输适配器传给智能压板管理系统。
（3）电脑钥匙
电脑钥匙按照操作票的顺序一步步的将操作命令发送给智能压板控制器，并判断操作是否完成；当所有操作完成后，电脑钥匙通过传输适配器将操作结果反传给上位机智能压板管理系统。
图1 智能压板非电量接触检测原理图
（4）智能压板控制器
智能压板控制器工作时分为主机模式和从机模式，压板主控制器通过以太网与防误主机通信，压板从控制器通过RS485总线与压板主控制器通信，主要有以下功能：1）采集本控制器下所有智能压板的状态；2）控制器作为主机时要采集所有从机所控制的智能压板的状态，并将状态上送给上位机；3）控制器作为从机时要采集所控制的智能压板的状态，并将状态上送给控制器主机；4）压板异常变位告警；4）接收电脑钥匙操作指令，指示操作压板。
（5）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，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，当需要操作该智能压板时，该压板指示灯常亮；如果未经开票操作，检测到压板的状态发生改变，则指示灯闪烁，智能压板控制器报警，并将告警信息上传给上位机。
2.3 采用技术
智能压板管理系统将防误闭锁的概念从现行的一次设备范畴延伸至二次设备，完善和丰富了微机防误的定义，从技术层面上将因二次压板误投退而引起的误操作事故概率将至最低，主要采用了以下核心技术：
1）微机五防技术：通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。
2）光电隔离技术：利用光耦合器良好的电绝缘能力和抗干扰能力及较强的共模抑制能力，在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，提高计算机工作的可靠性。
3）非电量监测技术：压板智能检测部分与保护压板本体无电的联系，在不影响保护压板各项功能的情况下，根据压板投退时的机械动作和位置，将二次压板的投入/退出状态采集上来。智能压板非电量接触检测原理示意图如图1所示。
2.4 主要功能
智能压板管理系统主要实现以下功能：
（1）全站压板的集中管理和状态的实时监视；
（2）压板投退状态检测、投入到位情况的自动检测及异常变位告警功能；
（3）压板操作的防误功能，解决压板的漏投、漏退、误投及误退等现象；
（4）压板的开票、模拟预演、操作、变位记录及历史查询等。
（5）压板投退逻辑规则以典型票的方式保存在数据库中，方便操作时调用。
3 效益分析
据统计，人为误投退、漏投退压板的情况虽然有所下降，但造成的损失却愈发严重[3]。例如2014年8月，宁夏某330kV变电站因部分保护压板漏投引起该站全站失压及相连热电厂全停、风电场多台风机脱网，造成负荷损失2万千瓦，停电1.8万户，热电厂损失出力42.5万千瓦；2014年10月，甘肃某330kV变电站因压板投退错误造成该站及相关变电站失压，损失负荷17.8万千瓦。在变电站内投入使用智能压板管理系统，以每年有效预防两次因压板误操作造成的停电事故计算，按每次停电造成的电能损失约60万度电，每度电0.5元，也可节约60万元。
智能压板管理系统在220千伏商西变电站的实施过程中运行正常，各项功能均达到了预期目标，通过保障压板投退的准确性和正确性间接降低了电网的误操作水平，有效提高了电网安全运行和供电可靠性。
5 结束语
智能压板管理系统解决了压板状态的监视以及防误操作的问题，从技术上实现了保护压板的状态检测、操作提示及管理操作等功能，提高了二次设备的智能化管理水平，减少了因二次压板误操作、漏操作、投不到位等原因引起的事故，提高了运行人员对调度指令中压板操作的执行正确率和变电运行继电保护的运维水平，提升了电网安全运行水平和供电可靠性，带动电力事业向着更安全更高效的方向发展，具有突出的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 崔艳华,陆琳. 变电站压板智能管理系统的探索与研究[J].电气工程应用, 2014, 02:27-30.
[2] 国家电网公司. 国家电网公司防止电气误操作安全管理规定[M].中国电力出版社,2006:16.
[3] 汪洪明,杨妮娜.二次压板操作的安全措施与防范探讨[J].继电器,2007,35(2):76-78.
论文作者:许明,秦三营,杨美,郑东方,杨萍
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/22
标签：压板论文; 操作论文; 智能论文; 管理系统论文; 状态论文; 变电站论文; 控制器论文; 《电力设备》2016年第11期论文;