采用防止电网送电误操作的信号发生器

文/吴振扬

1 研究背景

变电站是电网中非常重要组成部分，其运行的可靠性直接关系到电网的安全。现有的防止误操作措施所采集的信号均是变电站开关及刀闸的信号触点。信号触点的丢失，人员安全意识的麻痹以及自设安全措施的设置均无法防止送电时的误操作发生。

传统的防误操作装置主要包含机械闭锁装置和电气闭锁装置。机械闭锁装置是通过弹簧轴和机械连杆的转动合二为一，工作人员在进行机械闭锁操作时，按照操作步骤一步一步进行。电气闭锁装置是通过各个设备之间所存在的辅助接点从而相互连接。目前采用了一种微机防误闭锁装置，灵敏度和活用性较高，通过计算机软件和网络通信等技术，将变电站现场比较复杂、数量较多的二次用锁回路变为计算机中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化。

2 研究现状

作为变电站防误操作的关键技术措施，应用于变电站的防误闭锁装置都应达到的一般要求，即“五防”的要求，即：

（1）防止误拉（合）断路器。

（2）防止带负荷进行拉（合）隔离开关。

（3）防止带地线（接地刀闸）合隔离开关（断路器）。

（4）防止带电的情况下挂地线或者合接地刀闸。

（5）防止误入带电间隔。

以上“五防”要求并没有对自设安全措施的设置进行规范，实际工作中也无法控制自设地线的使用和拆除，对于送电有极大的安全隐患。

3 现有技术缺点

机械闭锁装置是早期变电站中用来防止误操作发生的装置，其结构简单，但操作不灵活。一旦有接地刀闸机构卡涩，人员未及时发现而送电，会造成带地刀送电的恶性操作事故。这种闭锁对于人员自设安全措施也无法及时发现，容易造成带地线送电。

电气闭锁方式通常是在电气接线回路增加附加的触点，通过电缆线在被控的电气设备上添加闭锁控制。它通过开合被控设备的电源达到强制闭锁的目的。这种闭锁装置只对触点良好的情况有用，当二次回路故障时，无法判断是否已经拉开接地刀闸。对于检修人员的自设安全措施也无法及时发现，容易造成带地线送电。

施工检修人员作业程序混乱，不及时收回接地线，运行人员工作缺乏严谨性，在实际操作中不严格执行操作程序，检查自设安全措施拆除情况，同样会造成带接地线送电。

4 研究成果

对于送电时无法检测到自设安全措施是否拆除以及工器具是否撤离施工场地，采用一种高功率可控制信号发生器，对已确定人员撤离现场的输电线路和变电设备，当接地线已全部拆除，整个输电线路或变电设备是空载情况，信号发生器发出的电源信号在末端通过行波的折射作用，返回到发射器本体，仍可以被采集，收集到的信号源仍然是较大幅值，表明送电设备整体无问题，可以送电。当有接地线未拆除，或者施工器具遗留在场地形成短路电流，信号发生器发出的信号源幅值经过接地点可能极大衰减，仅有少量行波信号返回信号接收器，幅值大幅度降低，信号波形不再平滑。

信号发生器采用行波发生器，通过开关控制发射所需要的持续时间，当遇到长线路或者短路阻抗较大的线路，或者线路上有电抗器，需要加大输送脉冲的时间。当发出的脉冲信号遇到终点返回，会有一台接收信号源，可以根据接收信号源幅值的强度判断送电设备送电情况。如果返回的信号幅值衰减较大，或者无返回信号，说明送电设备不满足送电条件，需要重新检查施工场地是否有接地。这样可以有效保证送电时无短路回路，保证送电过程中的安全性。

采用大功率信号发生器可以使发射的信号在传输中不致衰减过快或被噪声干扰，而持续输送大功率电源又有可能造成有接地故障的线路损坏。通过开关控制的信号发生器，开关时间可以方便调节。开关采用将持续信号源先关闭，再打开，再关闭的策略。打开时间可以调节，使得信号发生器能够发出的信号功率满足设备的检测输电线路参数和环境要求。信号发生器采用行波发生器并与触发开关相配合，再通过接收器接收返回信号波完成信号的检测过程。

5 结论

采用大功率脉冲信号发生器，可以有效判断送电设备自设安全措施是否已完全拆除，施工器具有无遗落。当信号发生器发出的行波信号返回接收器时，通过查询接收器波形图可以快速有效的判断送电线路及设备的安全性，防止大功率，高电压送电时，带地线送电造成线路跳闸以及重大财产损失。对于电网安全以及保障电力设备良好运行有重要意义。

参考文献

[1]张凯.变电站微机防误闭锁系统应用研究[D].北京:华北电力大学,2014.

[2]顾拥军,皮卫华,杨乘胜等.变电站防误闭锁应用分析[J].继电器,2005,33(02):66-70.

[3]智全中,秦广召,娄伟,徐晓东.五防系统在智能化变电站中应用分析[J].电力系统保护与控制,2009,37(02):108-111.

[4]黄少雄.智能变电站中五防的设计与实现[J].华东电力,39(05):0760-0762.

[5]张伶丰.变电站误操作原因及对策分析[J].科技创新与应用,2012,9:142.