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新型可远方遥控投退的电力压板及其在硬改软无缝改造中的应用

赵剑 王新 傅兴吉 解天柱 方权

云南电网有限责任公司昆明供电局,云南昆明,650000

摘要: 当前,通过人工方式实现变电站保护屏压板位置的检查确认在电力系统的作业中较为常见,该方式不符合电力调度系统自动化建设的现实要求。本文对电力远控压板的基本原理及可靠性进行了论述,提出了一种新型可远方遥控投退的电力压板系统,并对其在硬改软无缝改造中的具体应用进行了深入探析。该系统可以实现电力压板的远程投退,及时发现压板运行状态错误并予以自动告警、自动纠错,能够大大提升变电站压板投退的安全性与可靠性。
关键词: 变电站;电力压板;实时在线监视;硬改软无缝;应用;分析
DOI:10.12721/ccn.2022.157028
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前言

现阶段,变电站自动化技术的发展日渐深入,调度系统的智能化、信息化发展亦取得了较大进步。在电力系统中,继电保护是其十分重要的组成部分,对于电网安全平稳运行具有重大意义,而继电保护之中,压板运行状态及其投退又是重中之重,需要引起相关技术人员的充分重视。虽然实践中业已普遍实现了对压板状态的远程监视,然而,为了进一步提升调度系统的自动化水平,还需要建立一种新型可远方遥控投退的电力压板系统,并通过硬改软无缝改造强化其实际应用。有基于此,本文对这一系统进行了深入探析,希望能够为相关实践提供一定借鉴参考。

1、电力远控压板基本原理分析

1.1电力远控压板的基本原理

对压板位置的监视主要依靠的是霍尔元件非电量测量原理。通过压板控制器CPUI/O口对步进电机予以控制,并使之驱动IC,进而带动相关机械结构,从而实现远程遥控压板投退的目标。

1.2电力远控压板的可靠性分析

采用四相步进电机对其进行驱动,其编码工作方式具备天然的抗干扰特性,只有脉冲时序特性得到满足的连续波形方可驱动步进电机的正转或反转,而干扰信号是无法实现这一点的,这样就有效地降低了压板误投退的发生率。除此之外,驱动芯片的损坏也不会造成马达误动,只会产生无法远程投退的情况,值此情形可通过人工手动进行。软件方面,在确保通讯回路高可靠性、通信数据正确性的前提下,还需要对各控制指令进行两个来回的校验及反校。

2、新型可远方遥控投退的电力压板的构成与功能

新型可远方遥控投退的智能电力压板系统,属于计算机技术、网络通信技术、自动化技术、传感器技术的综合体,能够实现对关乎变电站安全性的压板实际运行状态予以实时监视,并将相应数据实时传输至后台监控系统,再经由上位机分析其状态正常与否,若处在非正常状态,即予以相应告警。系统同中继器相连接主要是通过24V高压网络,而上位机同中继器间经由RS485相连。上位机一条RS485总线能够连接的中继器最大数量为127个,而1个中继器能够连接的电动压板最大数量亦为127个,这样便可有效满足不同电压等级变电站的实际需求。

上位机所发送的压板投退指令由中继器予以接收,随即进行指令校验和反校,一般历时两个回合,待确保其不存在错误的前提下,便将对应的投退指令下发至压板,压板内的驱动芯片予以执行。在这一运行过程中,压板投退状态的各方面信息会被中继器实时传输至后台的上位机中,并通过百分比进度条这一可视化形式对目前压板投退状态予以呈现。

2.1新型可远方遥控投退的电力压板系统原理

(1)每一个压板的硬件不存在差异,亦不需进行地址的配置,中继器只要对系统内部的压板总数以及RS485子节点的位置予以设定即可。

(2)需要检测霍尔元件无电气接触的压板投退位置。

(3)对高压数据网络的接线并不复杂,仅需4根连接线即可在压板之间予以连接。

(4)系统正式运行过程中,如若某个压板出现损坏,只需要在原位置进行更换,相应的配置可自动完成。

(5)通过步进电机(驱动电流小于200mA)来实现对压板投退的相应控制,如若遇到需投退压板数量过多情形时,可以依照顺序对其予以自动逐个投退,这样可以有效避免同时投退可能带来的电源、线路过载问题。

2.2新型可远方遥控投退的电力压板主要功能

新型可远方遥控投退的电力压板,顾名思义,其最主要的功能在于实现压板投退的远程操作。与此同时,该系统还可以进行自主纠错,压板投退指令经由上位机发送并予以执行后,中继器内会存储所有压板的投退状态指令,并在此基础上实施对比压板状态,若压板状态出现了许可之外的变化,即可自主进行下述两个方面的工作:一是将相应的报警信号发送至后台调度端;二是发出对应的纠错指令,从而对步进电机予以驱动,使非正常的压板状态回归到初始配置的压板位置上。

2.3新型可远方遥控投退的电力压板系统应用

电动压板同各类型的变电站相符合,可替代几乎全部使用传统压板的地方。缘其遵循的是手自一体化设计,即能够通过手动方式进行投退,也能够在远方遥控进行投退。随着现阶段无人值守变电站建设力度的持续加大,电动压板的使用可以填补变电站内最后一个监控空白,这对于推进变电站自动化水平的提升具有重要意义。

3、新型可远方遥控投退的电力压板的硬改软无缝改造

3.1压板的硬改软需求

现阶段,仍然存在相当数量的变电站所选择的是传统老旧保护装置,此类装置通过大量功能压板的使用来对保护装置功能投退予以控制,虽然其多年运行具备一定的可靠性,拒动、误动发生的情形亦相对较少。然而,随着城市化的不断推进以及随之而来的大量电力需求,致使电路负载负荷愈加复杂化,传统较少投退的功能压板也开始需要投入更多的人力物力,因而需要将硬压板转变为软压板,从而实现远程遥控调度的目标。这就需要对保护装置软件予以升级,使之能够有效支持软压板,同时还需要及时对通讯约规予以升级,从而让远方调度端能够对压板实施投退。然而,整体更换此类保护装置会面临巨额的花费与巨大的作业量,加之软件升级无法得到厂家的配合,使其改装实践面临较大的困难。但电动压板可以对上述问题予以切实解决。

3.2硬压板改为软压板的无缝改造方案分析

实践中有人提出过采取继电器矩阵方式将硬压板改造为软压板的方案,亦即将功能压板取消,使之连线接入到继电器矩阵诸输出节点之上,从而实现远程遥控功能压板的投退。然而该方案存在下述两个突出问题:其一,继电器驱动并非通过编码脉冲进行,而是较为简单的电平驱动方式,如果出现干扰电平或是干扰脉冲,极易引起继电器的误动;其二,调度端无法实时接收到继电器矩阵的节点输出状态。故而,此方案的现实可行性不佳。前述内容详细分析了电动压板的可靠性,不论是保护装置、保护装置软件,亦或是保护装置接线,均不需要作出任何改动,只需通过使用电动压板对传统功能压板予以替换即可完成。值此情形下,在调度端对软压板进行投退时,相应的操作只需要打开电动压板后台监控软件即可实现。这一改造方案在保留压板的同时还可以实现对压板投退的远程操作目的,属于硬压板向软压板无缝改造的最佳方案。

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