浅谈变电站压板状态监测技术

摘 要：阐述电力系统中二次压板的状况监测需求，介绍并分析不同的实现方法，最后探讨出一款无需二次电气连接、非接触式的压板状态监测管理系统，可实现压板状态的采集并上传至压板监测管理系统，对压板状态进行存储管理，确保电力压板使用的安全性，总结系统应用后的良好前景。

关键词：变电站 压板状态 监测技术

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-019-03

目前正广泛应用在变电站继电保护和自动装置回路中的二次压板（也叫硬压板），其作用是在保护跳闸回路中人为的制造一个断点，提供检修便利和安全支撑。由此可见在电力系统中，压板的投退与否决定了二次回路的通断，因此压板的投退状态必须正确，否则后果不堪设想。现在对压板位置的检查仍采用人工方式，这种管理方式耗时耗工，并且避免不了误投退、漏投退的现象。管理方式还是需要人工检查，摆脱不了人为因素，压板位置是否正确受工作人员的责任心的影响，技术上不能保障和监督，也就不能及时纠正。新一代的智能压板实现了对压板投退状态检测、压板防误操作，解决压板的误投退、漏投退等问题，从而大大提高了压板投退的正确性。

1 二次压板的发展需求

1.1 二次压板的作用和现状

电力二次压板（硬压板）是确保继电保护和自动装置安全运行的重要保障手段。按规定该压板必须是可视的明显断开点，便于运行人员能正确判断继电保护和自动装置二次回路的电路状态，为检修和运行提供方便的同时，也使变电站的继电保护和自动装置增加了一个断开点的的安全隐患。

因继电保护和自动装置二次跳闸压板的特殊性，正常状态无跳闸命令时，二次压板两侧不能同时带电。而不带电就无法将开关量（压板位置）状态传递给后台监控，即出口回路硬压板作为保护装置与高压电气设备控制回路的分界点仍处于监测的盲点，在实际运行中，因压板投退不当，造成保护系统无法完成跳合闸动作的现象也屡见不鲜。

1.2 二次压板的状态监测需求

（1）二次压板需要有明确的位置信息提示，即无论压板是投入还是退出，人工操作后是否完全到位而没有处于虚接状态要给操作人员明确信息提示；

（2）二次压板需要实现远方实时监控，当压板状态改变后防误主机可实时变位，即时呈现变位后的压板状态；

（3）二次压板需要实现压板投退记录和历史数据查询功能，省去纸质记录的繁杂和不便，而且也能为事故分析提供准确可靠的判据。

2 实现二次压板状态监测的几种方案分析

2.1 方案一：在压板两侧引出开关量构成告警回路

在压板两端增加一对辅助接点，构成告警回路，将压板状态发给后台电脑。这种方式有一个隐患，如果出现辅助接点击穿故障，就会使原来分开的压板非指令闭合，造成事故，存在巨大的潜在风险。

2.2 方案二：基于视觉识别技术构建监测系统

采用摄像头直接监视压板投退状态，将采集到的图像传输到特殊的图形卡上，再经过图形卡的转化，将信号传输给后台电脑监视用。其优点是不用对已有的压板进行改造，监视也为非直接接触式。但是这种方式设备投入量大，改造费用高昂。

2.3 方案三：非接触式压板状态监测系统

在二次压板下面（保护屏柜上）加装非接触式的压板状态监测器，将压板状态监测器收集的信号传输给压板控制器，压板控制器再将信号传输给监测管理系统，信号能实现双向传输。这种状态监测必须满足：所加装设备为非接触式，采用红外传感技术，可准确，稳定的检测二次压板状态，同时满足运行人员的操作习惯，尽可能保持现场的原貌，易于实施和推广。

3 压板状态监测系统方案的确定

综上所述，方案三：非接触式压板状态监测系统便于实施、性价比最高，并能够推广，其解决了现场提示、储存、查询、远方监视、模拟预演以及记录的功能要求，也为进一步的信息数据共享和应用打下良好的基础。

3.1 系统组成和功能介绍

系统主要由压板状态监测管理系统、压板控制器、压板状态监测器，其结构图如图1。

监测管理系统：负责人机交换信息、信息管理、操作票生成、报表生成、告警管理等。

压板控制器：负责压板状态的收集，以及操作指令的下发。

压板状态监测器：负责检测压板实时状态，并在操作时进行发光提示。

3.2 工作原理

首先利用监测管理系统对要操作的二次压板进行模拟预演，正确无误后，生成以测控屏为单位的二次压板屏组的操作票。然后，操作票通过智能压板控制器对操作票进行校验和解析，确认正确后，下传操作命令至所对应的压板状态监测器，压板状态监测器会进行闪光提示操作员进行操作。操作结束后，其结果将会上传至监测管理系统。

在没有二次压板操作时，系统会分级别进行不间断的状态轮询，并通过管理系统、压板控制器以及压板，实时显示各智能压板的状态，发现异常时会及时发出告警。

3.3 二次压板的实现

压板状态监测器是在传统压板的基础上增加智能模块改造完成的。改造过程图如图2-图8。

智能模块：智能模块是传统压板改造为智能压板的关键部分。智能模块具有压板状态实时检测、操作提示以及通过通信总线上传压板状态等诸多功能。（见图5、图6、图7、图8）

3.4 操作机构的实现

压板控制器：压板控制器是监测管理系统与压板状态监测器之间的桥梁。本设备通过RS422总线和监测管理系统连接，完成操作票接收和压板控制器工作状态及压板工作状态上传功能；通过RS485总线和测控屏的压板屏组连接，完成压板操作或者告警指示命令的下发和压板状态的获取功能。另外，压板控制器还具有自身及其下的压板工作状态指示和向压板状态监测器提供直流电源等功能。