五防系统\监控系统与电动刀闸遥控故障处理及分析

〔摘要〕本文阐述了一起在220kV综合自动化变电站中利用在线式防误闭锁系统和监控系统遥控电动刀闸时出现时限配合问题故障的处理过程，并分析了故障原因，分析表明在综自站设计、安装、调试中应重视电动刀闸辅助接点双点遥信的数据采集，而联动试验则应与监控系统与五防系统联机测试，对传统刀闸操作模式的改进方法及发展前景进行了讨论。

〔关键词〕防误闭锁系统（五防系统）；监控系统；双点遥信；联动试验；

中图分类号：X924文献标识码： A

一、概述

电力系统随着科技的进步自动化程度越来越高，但对电动刀闸的遥控操作一直以来实际运用很少，特别对110KV以上电压等级的操作一般采用运行人员就地电动刀闸操作，因为电动刀闸的遥控操作较开关遥控操作复杂、时间长。开关分、合动作过程短，时间快，容易被监控系统识别，即使分、合不到位因为可以从监控系统中的电压、电流来判断不会引起事故。本站为220kV在线自动化变电站，采用的监控系统为Eye2.0综自系统，在线五防系统为我省先进的UT-2000IV在线式防误在线闭锁系统，通过与监控系统通信将监控系统采集的开关、刀闸遥信量传到现场的分布式控制器，再解锁进行电动操作，能实时根据开关、刀闸的状态进行在线五防闭锁。

在线式五防系统近几年才应用于电网中，设计、安装、调试人员对于它的特性未有深刻的认识，在实践中暴露一些问题。如我站运行中110kV及220kV电动刀闸2141、2143、2111 、1181、1183等刀闸，操作分闸时会出现分不到位的现象，刀闸需人工摇到位，严重的时候刀闸动静触头刚分开就停住了，空气湿度较大时造成拉弧。

二、故障处理与分析

故障处理发现电动刀闸“分”操作时，交流电源能加到控制回路分闸线圈的两端，刀闸动静触头刚分开，五防闭锁接点即断开，分闸线圈失电，电机电源回路断开，电动刀闸在未分到位的情况下停止，产生故障。我们从它的控制回路图来分析，图1是本站220kV电动刀闸控制回路图。

工作原理：远方遥控合电动刀闸2113时，端子箱3KS远方就地把手切到远方位置，测控屏遥控压板投入，刀闸机构箱远方就地把手LD切在远方位置，操作人员在五防后台机上模拟2113合上，将允许遥控操作命令传送到监控后台机，同时发送命令到五防在线主机UT032，通过RS485总线控制遥控闭锁继电器动作接通五防闭锁WF（1、2）接点。收到允许遥控操作命令后，监控后台机进行2113合操作，测控装置受到指令后遥控输出接点OUT5合上，电源端通过1P159---2P28---3KS（1、2）---OUT5（11X9、11X10）---LD（40）---FC（34、35）加到合闸继电器CC的线圈35上。同时电源地从1P147---WF（1、2）---3KS（3、4）---3TA---BC---1M---OC加到合闸继电器CC的线圈36上，合闸继电器动作CC（34、35）接点闭合，电机M运转，同时合闸继电器闭锁接点CC（21、34）合保证线圈带电。当电动刀闸2113合到位时，电机合闸限位接点FC动作FC（34、35）分，合闸线圈失电CC（34、35）接点分，电机M失电。但是有一个缺陷应引起大家的高度重视，在普通五防中五防锁只要插在电动刀闸控制回路的WF（1、2）上，电源一直接通；而在线式五防通过采集监控系统电动刀闸位置信号，实现实时分、合WF（1、2）接点控制回路电源，等于控制电动刀闸电机停止有2个控制点，电机合闸限位接点FC（34、35）和五防闭锁WF（1、2）接点，在电动刀闸合时缺陷还不明显，在两者都正常动作时几乎同时到位断开电动刀闸控制回路电源，不

会对电动刀闸操作产生影响，但在分闸时缺陷会明显出现。

处理办法：在监控系统中采集常开、常闭辅助接点双点遥信220KV、110V电动刀闸通过监控后台机传送到五防系统，同时五防系统修改逻辑条件单点遥信判断电动刀闸位置，改为由双点遥信判断电动刀闸位置。

三、研究探讨

从上面的案例可以看到设计、安装、调试中未明确认识到电动刀闸辅助接点双点遥信的采集、传送对于在线式防误在线闭锁系统的重要性，应在设计、安装、调试中明确规定监控系统应送给在线式防误在线闭锁系统常开、常闭辅助接点双接点信号。在线式防误在线闭锁系统对电动刀闸的闭锁应取常开、常闭辅助接点双点遥信来判断刀闸位置，并以此来控制电动刀闸控制回路的通断。另外电动刀闸联动试验是检验控制是否正确的唯一办法，不能光是监控系统做联动试验，而是监控系统与五防系统联机做联动试验。

从220kV电动刀闸控制回路图可以发现电动刀闸控制回路的缺陷还未彻底消除，分析原理图电动刀闸的电机停止运转控制权已经由电机合闸限位接点FC，电机分闸限位接点FO 单一控制，转移到合、分闸限位接点和在线式防误在线闭锁系统WF（1、2）接点（也就是电动刀闸常开、常闭辅助接点）来共同控制，每个控制单位对电动刀闸控制回路拥有“一票否决权”。电动刀闸运行到位后，监控系统采集到电动刀闸变位信号送到五防系统，五防系统越过电机限位接点的控制判断刀闸运行位置，直接断开电动刀闸的电机控制回路。当正常时无论通过电动刀闸辅助接点变位信号还是电机限位接点判断刀闸运行位置都无关紧要，因二者都和刀闸运行位置联动，时间间隔相差无几，不会对运行带来危害，如果二者之一出现故障就会对运行带来危害。

1） 电机限位接点故障，可能使控制回路不接通电源或不断开电源，使电动刀闸不动作或电动刀闸运行到位后电机不停止，可能烧坏电机，这些故障比较明显看到电动刀闸位置，容易发现和解决。

2） 电动刀闸辅助接点变位信号与电动刀闸位置不对应，随之而来的是电动刀闸尚未“合、分”到位，监控系统上显示电动刀闸位置已“合、分”到位，五防系统从监控系统收到变位信息确认电动刀闸位置已“合、分”到位，且闭锁电动刀闸控制回路电源，但现场电动刀闸运行不到位，运行人员现场观站测后需人工摇到位。这是一种隐性缺陷，如果运行人员责任心不强，巡视不到位会照成电动刀闸未“合、分”到位，开关送电，电弧烧刀闸触点或烧伤操作人员的事故。随着我公司大集控站的建设，运行操作人员远方遥控不到现场操作，可能出现电动刀闸操作出现将合未合的状态时，监控系统上显示电动刀闸位置已“合”，五防系统也已确认，图像监控系统上不能清晰看到电动刀闸位置是否“合”，造成开关送电后110KV、220KV电压直接加到到刀闸动静触头两端，出现带负荷拉、合加刀闸的严重事故。

解决方案：针对以上分析我们认为电动刀闸控制回路和开关控制回路有它的特殊性，对比开关动作的瞬时性，电动刀闸动作具有一定的延时性，虽然五防系统可通过设置软件时延的方法应对，但现场情况千差万别。时延短会提前闭锁电动刀闸控制回路电源电动刀闸运行不到位，时延长又失去对电动刀闸五防闭锁功能，且用电动刀闸辅助接点出现故障的几率比电机限位接点高。因为辅助接点通过电缆接到端子牌上，光电隔离装置将110V直流信号变换成24V直流信号，送入监控装置采集、处理后供给监控后台机，监控后台机通过窜口送到五防闭锁系统，五防闭锁系统通过该接点信号判断刀闸位置，开、闭电动刀闸控制回路；而电机限位接点直接串入控制回路，简单可靠。

四、总结

4.1通过对一起电动刀闸故障的处理，说明双点遥信的重要性，联动试验是完善监控系统、五防系统对电动刀闸控制回路配合的最终手段。

4.2另外经过我们对控制回路的深度分析，发现控制回路的隐含缺陷，提出了并接继电器接点这样简单易行的解决方案。

4.3提出变电站图像监控系统中增加摄像头的数量，替代运行人员到现场操作电动刀闸，观察实际刀闸位置的操作模式，以适宜“大集控站”运行的新形式。

五、远景展望

2012年我省大集控站全面实行，每个“大集控站”管辖20个以上110KV、220KV变电站，范围在100公里左右，采取上述措施改变传统操作模式后能节约大量汽车台班、油料消耗、运行人员操作往返路途的时间和精力，响应国家提出的节能减排号召。

作者简历：雷斌（1970）男 1988年《江西省电力技工学校》电气专业毕业，2001《江西师范大学》 计算机及其应用专业自学考试毕业从事自动化专业应用、维护20年，一级机电安装建造师。

E-mail：

余锦梅（1980）女1999年《江西省电力技工学校》电气设备专业毕业，2007《江西航空学院》经济管理专业、从事自动化专业应用、维护14年。