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(dòng)化設(shè)備已廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)線路保護(hù)當(dāng)中,配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備動(dòng)作準(zhǔn)確性決定了配網(wǎng)線路的運(yùn)行穩(wěn)定性,而配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的壓板直接影響了配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的保護(hù)功能與動(dòng)作出口,壓板的誤投退往往會(huì)導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)拒動(dòng)或誤動(dòng)。在配網(wǎng)線路運(yùn)行中,會(huì)導(dǎo)致壓板誤投退的情況有以下幾種:(1)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)維人員在對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行定值整定時(shí)誤投退設(shè)備壓板;(2)配網(wǎng)線路運(yùn)維人員在配網(wǎng)線路退重合閘、運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修等操作時(shí)需臨時(shí)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(shí)可能會(huì)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(yùn)行轉(zhuǎn)檢修等操作,而且操作頻率較高,對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行影響也更大,出口壓板誤投退的情況下保護(hù)信號(hào)將無法出口到線圈,就會(huì)影響保護(hù)裝置動(dòng)作,線路在有故障發(fā)生時(shí)將無法隔離故障,因此對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備壓板投退狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的需求越來越高[1]。
配網(wǎng)自動(dòng)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(dòng)化終端遙信采集回路,壓板一端接入終端公共遙信點(diǎn),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(hào)可以判斷壓板是否投入;出口壓板串接在自動(dòng)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(hào)可以檢測(cè)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(hào)以外的其他信號(hào)都會(huì)引起開關(guān)的誤分或誤合,故終端無法通過采集電平信號(hào)的方式來監(jiān)測(cè)出口壓板的投退狀態(tài)。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備出口壓板的投退狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),現(xiàn)提出幾種監(jiān)測(cè)的方法并分析相互之間的優(yōu)缺點(diǎn)。
通過改進(jìn)壓板的物理結(jié)構(gòu),使2 個(gè)壓板的投退狀態(tài)互相關(guān)聯(lián),其中一個(gè)壓板投入或退出時(shí),另一個(gè)壓板也跟隨變化投入或者退出,其中一個(gè)壓板A作為出口壓板接入控制回路,另一個(gè)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(shí)現(xiàn)在不影響出口壓板所接入的電路回路的情況下,對(duì)壓板的投退狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
優(yōu)點(diǎn):通過改進(jìn)物理結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)功能,終端二次回路可以保持簡潔。
缺點(diǎn):壓板數(shù)量增加可能會(huì)影響終端面板布局;2 個(gè)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。
在終端分合閘信號(hào)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(gè)遙信采集點(diǎn),在終端開出分合閘信號(hào)的瞬間,如果壓板在投入狀態(tài),則2 個(gè)遙信采集點(diǎn)能同時(shí)采集到一個(gè)變化的電平信號(hào),反之如果壓板在退出狀態(tài),則終端分合閘信號(hào)出口至出口壓板的遙信點(diǎn)能采集到的電平變化,出口壓板到線圈之間的遙信采集點(diǎn)采集不到電平變化的信號(hào),通過比較2 個(gè)遙信點(diǎn)的電位變化實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板投退狀態(tài)的判斷。
優(yōu)點(diǎn):無須改變終端物理結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn):僅能在終端開出分合閘信號(hào)的瞬間判斷壓板是否投入,無法實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板投退狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測(cè),也就是只能作為設(shè)備拒動(dòng)或誤動(dòng)后的一個(gè)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(dòng)或拒動(dòng)的發(fā)生;遙信采集點(diǎn)的故障可能會(huì)導(dǎo)致開關(guān)誤動(dòng)作;在出口回路多接入一個(gè)遙信點(diǎn)可能導(dǎo)致分合閘信號(hào)被分流、分壓,從而使分合閘線圈無法啟動(dòng)。
在出口壓板的中間位置嵌入一個(gè)磁鐵,在壓板投入與退出的對(duì)應(yīng)位置分別放置磁感應(yīng)傳感器,在壓板投入或退出時(shí)分別會(huì)觸發(fā)到2 個(gè)磁感應(yīng)傳感器。通過計(jì)算2 個(gè)磁感應(yīng)傳感器所接收到的信號(hào)強(qiáng)弱來判斷壓板所處的位置,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板投退狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
優(yōu)點(diǎn):不改變終端二次回路的結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn):電磁感應(yīng)信號(hào)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(shí)別不夠精準(zhǔn)。
在終端面板上對(duì)應(yīng)壓板投入與退出的位置分別開一個(gè)小孔,在小孔下方各放置一個(gè)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(jì)算紅外傳感器所接收到的信號(hào)強(qiáng)弱來判斷壓板的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板投退狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
優(yōu)點(diǎn):對(duì)壓板位置的識(shí)別比較準(zhǔn)確,不改變終端二次回路的結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn):須要對(duì)終端面板進(jìn)行一些加工處理。
大部分終端的二次回路中一般都包含控制回路斷線檢測(cè),如圖1 所示, B14 與B17 遙信點(diǎn),B14遙信點(diǎn)可以監(jiān)控線圈、刀閘輔助接點(diǎn)、儲(chǔ)能輔助接點(diǎn)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(shí)現(xiàn)對(duì)合閘壓板通斷的監(jiān)測(cè)。
圖1 自動(dòng)化終端二次回路示意圖
優(yōu)點(diǎn):無須改變裝置物理結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn):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(cè)中,若壓板未投入一定能收到控回?cái)嗑€告警,但收到控制回路斷線告警不一定是因?yàn)閴喊逦赐度?,也可能是回路斷線。
通過比較以上4 種方案的優(yōu)缺點(diǎn),可以分析得出:雙壓板聯(lián)動(dòng)的監(jiān)測(cè)方式對(duì)壓板的識(shí)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(chǎng)已投運(yùn)設(shè)備的改造。
串接遙信點(diǎn)的方式比較適用于對(duì)于設(shè)備發(fā)生問題時(shí)的輔助分析判斷,不適用于對(duì)壓板日常監(jiān)測(cè)的需求。由于改造方式比較簡單,此種方案比較適合對(duì)已投運(yùn)設(shè)備的改造升級(jí)。
磁感應(yīng)監(jiān)測(cè)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(cè)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(duì)已投運(yùn)設(shè)備的升級(jí)改造。
將壓板并入控制回路斷線檢測(cè)回路中的方式需要在設(shè)備出廠前即進(jìn)行改造設(shè)置,無法對(duì)已投運(yùn)設(shè)備進(jìn)行此種方式的改造。
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(shí),連接片的位置會(huì)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(gè)紅外傳感器,每個(gè)紅外傳感器由紅外線發(fā)射裝置和紅外線接收2 個(gè)裝置組成。2 個(gè)紅外傳感器安裝位置對(duì)應(yīng)壓板投入和退出時(shí)的位置,壓板的連接片位于紅外傳感器上方時(shí),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(hào),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(hào),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(cè)壓板位置的原理示意圖
結(jié)合2 個(gè)紅外傳感器接收的信號(hào),即可知道壓板的投退位置。若傳感器A 接收到信號(hào),傳感器B未接收到信號(hào),壓板在投入位置;若傳感器A 未接收到信號(hào),或傳感器A 和B 都接收到信號(hào),壓板在退出位置。
使用一個(gè)控制器,運(yùn)維人員可在控制器上設(shè)定每個(gè)出口壓板的正確投退狀態(tài)??刂破魍瑫r(shí)采集每個(gè)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(jìn)行比較,當(dāng)有壓板的狀態(tài)與預(yù)設(shè)不符時(shí),控制器將觸發(fā)報(bào)警信號(hào),提醒運(yùn)維人員,如圖3 所示。
圖3 監(jiān)測(cè)多個(gè)出口壓板的投退狀態(tài)的邏輯圖
利用紅外傳感器的方式感應(yīng)壓板的位置,對(duì)壓板的投退狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)監(jiān)控,從而可以提高線路上自動(dòng)化設(shè)備保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。這種方式很適合用于改造現(xiàn)場(chǎng)已投運(yùn)的自動(dòng)化終端設(shè)備,但要注意改造施工過程中對(duì)面板的加工工藝,加工孔的位置和大小會(huì)影響壓板投退判斷的準(zhǔn)確性。