幾種對出口壓板投退狀態(tài)進行檢測的方法

李靖文，謝煜堃

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

目前配網(wǎng)自動化設(shè)備已廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)線路保護當(dāng)中，配網(wǎng)自動化設(shè)備動作準(zhǔn)確性決定了配網(wǎng)線路的運行穩(wěn)定性，而配網(wǎng)自動化設(shè)備的壓板直接影響了配網(wǎng)自動化設(shè)備的保護功能與動作出口，壓板的誤投退往往會導(dǎo)致配網(wǎng)自動化開關(guān)拒動或誤動。在配網(wǎng)線路運行中，會導(dǎo)致壓板誤投退的情況有以下幾種：（1）配網(wǎng)自動化設(shè)備運維人員在對配網(wǎng)自動化設(shè)備進行定值整定時誤投退設(shè)備壓板；（2）配網(wǎng)線路運維人員在配網(wǎng)線路退重合閘、運行轉(zhuǎn)檢修等操作時需臨時變更壓板投退狀態(tài)，在線路檢修結(jié)束后須恢復(fù)壓板狀態(tài)時可能會誤投退壓板或者忘記恢復(fù)壓板狀態(tài)。由于配網(wǎng)線路常有退重合閘、運行轉(zhuǎn)檢修等操作，而且操作頻率較高，對配網(wǎng)自動化設(shè)備穩(wěn)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(fā)生時將無法隔離故障，因此對配網(wǎng)自動化設(shè)備壓板投退狀態(tài)進行檢測的需求越來越高[1]。

配網(wǎng)自動化設(shè)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(guān)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(guān)分合閘電平信號以外的其他信號都會引起開關(guān)的誤分或誤合，故終端無法通過采集電平信號的方式來監(jiān)測出口壓板的投退狀態(tài)。

為實現(xiàn)對自動化設(shè)備出口壓板的投退狀態(tài)進行監(jiān)測，現(xiàn)提出幾種監(jiān)測的方法并分析相互之間的優(yōu)缺點。

1 檢測方法分析

1.1 雙壓板聯(lián)動

通過改進壓板的物理結(jié)構(gòu)，使2 個壓板的投退狀態(tài)互相關(guān)聯(lián)，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(tài)來判斷壓板A 的投退狀態(tài)，實現(xiàn)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(tài)進行檢測。

優(yōu)點：通過改進物理結(jié)構(gòu)的方式實現(xiàn)功能，終端二次回路可以保持簡潔。

缺點：壓板數(shù)量增加可能會影響終端面板布局；2 個壓板的物理結(jié)構(gòu)相連接可能導(dǎo)致壓板的投退操作變得更煩瑣、更復(fù)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(tài)，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(tài)，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(xiàn)對壓板投退狀態(tài)的判斷。

優(yōu)點：無須改變終端物理結(jié)構(gòu)。

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(xiàn)對壓板投退狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測，也就是只能作為設(shè)備拒動或誤動后的一個判斷依據(jù)，不能預(yù)防因壓板誤投退導(dǎo)致的開關(guān)誤動或拒動的發(fā)生；遙信采集點的故障可能會導(dǎo)致開關(guān)誤動作；在出口回路多接入一個遙信點可能導(dǎo)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(yīng)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(yīng)位置分別放置磁感應(yīng)傳感器，在壓板投入或退出時分別會觸發(fā)到2 個磁感應(yīng)傳感器。通過計算2 個磁感應(yīng)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(xiàn)對壓板投退狀態(tài)的監(jiān)測。

優(yōu)點：不改變終端二次回路的結(jié)構(gòu)。

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

1.4 紅外感應(yīng)位置

在終端面板上對應(yīng)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(tài)，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(tài)，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(xiàn)對壓板投退狀態(tài)的監(jiān)測。

優(yōu)點：對壓板位置的識別比較準(zhǔn)確，不改變終端二次回路的結(jié)構(gòu)。

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(jiān)控線圈、刀閘輔助接點、儲能輔助接點等狀態(tài)共同構(gòu)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(xiàn)對合閘壓板通斷的監(jiān)測。

圖1 自動化終端二次回路示意圖

優(yōu)點：無須改變裝置物理結(jié)構(gòu)。

缺點：將壓板狀態(tài)和開關(guān)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(yōu)缺點，可以分析得出：雙壓板聯(lián)動的監(jiān)測方式對壓板的識別比較準(zhǔn)確，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，適用于終端面板空間充裕，且比較適合在新生產(chǎn)的終端上定制使用，不適用于現(xiàn)場已投運設(shè)備的改造。

串接遙信點的方式比較適用于對于設(shè)備發(fā)生問題時的輔助分析判斷，不適用于對壓板日常監(jiān)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(shè)備的改造升級。

磁感應(yīng)監(jiān)測方式原理比較簡單，但由于磁感應(yīng)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(jiān)控。

紅外感應(yīng)監(jiān)測方式原理比較簡單，其感應(yīng)位置的精確度可由終端面板上加工孔的大小和位置來調(diào)整，比較適合對已投運設(shè)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(shè)備出廠前即進行改造設(shè)置，無法對已投運設(shè)備進行此種方式的改造。

3 紅外感應(yīng)監(jiān)測的實現(xiàn)方式

3.1 檢測每個出口壓板的投退狀態(tài)

現(xiàn)今使用的壓板結(jié)構(gòu)主要由壓板底座和連接片組成，壓板在投入和退出狀態(tài)時，連接片的位置會發(fā)生變化。

連接片為光亮金屬結(jié)構(gòu)，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(fā)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(yīng)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(fā)射出的紅外光線，傳感器中的紅外接收器就可感應(yīng)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(jié)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(tài)

使用一個控制器，運維人員可在控制器上設(shè)定每個出口壓板的正確投退狀態(tài)?？刂破魍瑫r采集每個出口壓板的投退狀態(tài)和螺帽擰緊程度，并與設(shè)定的正確狀態(tài)進行比較，當(dāng)有壓板的狀態(tài)與預(yù)設(shè)不符時，控制器將觸發(fā)報警信號，提醒運維人員，如圖3 所示。

圖3 監(jiān)測多個出口壓板的投退狀態(tài)的邏輯圖

4 結(jié)束語

利用紅外傳感器的方式感應(yīng)壓板的位置，對壓板的投退狀態(tài)進行一個監(jiān)控，從而可以提高線路上自動化設(shè)備保護動作的準(zhǔn)確性。這種方式很適合用于改造現(xiàn)場已投運的自動化終端設(shè)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(zhǔn)確性。