几种对出口压板投退状态进行检测的方法

李靖文，谢煜堃

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514000）

目前配网自动化设备已广泛应用于配电网线路保护当中，配网自动化设备动作准确性决定了配网线路的运行稳定性，而配网自动化设备的压板直接影响了配网自动化设备的保护功能与动作出口，压板的误投退往往会导致配网自动化开关拒动或误动。在配网线路运行中，会导致压板误投退的情况有以下几种：（1）配网自动化设备运维人员在对配网自动化设备进行定值整定时误投退设备压板；（2）配网线路运维人员在配网线路退重合闸、运行转检修等操作时需临时变更压板投退状态，在线路检修结束后须恢复压板状态时可能会误投退压板或者忘记恢复压板状态。由于配网线路常有退重合闸、运行转检修等操作，而且操作频率较高，对配网自动化设备稳定运行影响也更大，出口压板误投退的情况下保护信号将无法出口到线圈，就会影响保护装置动作，线路在有故障发生时将无法隔离故障，因此对配网自动化设备压板投退状态进行检测的需求越来越高[1]。

配网自动化设备上的压板分为功能压板与出口压板，功能压板串接在自动化终端遥信采集回路，压板一端接入终端公共遥信点，另一端接入遥信采集端口，终端通过遥信采集端口的电平信号可以判断压板是否投入；出口压板串接在自动化终端的控制回路，压板一端接入终端分闸或合闸出口端子，另一端接入开关分合闸线圈。功能压板通过采集电平信号可以检测压板是否投入，而出口压板由于串接在控制回路，回路中除开关分合闸电平信号以外的其他信号都会引起开关的误分或误合，故终端无法通过采集电平信号的方式来监测出口压板的投退状态。

为实现对自动化设备出口压板的投退状态进行监测，现提出几种监测的方法并分析相互之间的优缺点。

1 检测方法分析

1.1 双压板联动

通过改进压板的物理结构，使2 个压板的投退状态互相关联，其中一个压板投入或退出时，另一个压板也跟随变化投入或者退出，其中一个压板A作为出口压板接入控制回路，另一个压板B 作为投退辅助判断压板接入遥信采集回路，通过采集压板B 的遥信回路电平状态来判断压板A 的投退状态，实现在不影响出口压板所接入的电路回路的情况下，对压板的投退状态进行检测。

优点：通过改进物理结构的方式实现功能，终端二次回路可以保持简洁。

缺点：压板数量增加可能会影响终端面板布局；2 个压板的物理结构相连接可能导致压板的投退操作变得更烦琐、更复杂。

1.2 串接遥信点

在终端分合闸信号出口至出口压板的电路上、出口压板到线圈之间的电路上分别增加一个遥信采集点，在终端开出分合闸信号的瞬间，如果压板在投入状态，则2 个遥信采集点能同时采集到一个变化的电平信号，反之如果压板在退出状态，则终端分合闸信号出口至出口压板的遥信点能采集到的电平变化，出口压板到线圈之间的遥信采集点采集不到电平变化的信号，通过比较2 个遥信点的电位变化实现对压板投退状态的判断。

优点：无须改变终端物理结构。

缺点：仅能在终端开出分合闸信号的瞬间判断压板是否投入，无法实现对压板投退状态的持续监测，也就是只能作为设备拒动或误动后的一个判断依据，不能预防因压板误投退导致的开关误动或拒动的发生；遥信采集点的故障可能会导致开关误动作；在出口回路多接入一个遥信点可能导致分合闸信号被分流、分压，从而使分合闸线圈无法启动。

1.3 磁感应位置

在出口压板的中间位置嵌入一个磁铁，在压板投入与退出的对应位置分别放置磁感应传感器，在压板投入或退出时分别会触发到2 个磁感应传感器。通过计算2 个磁感应传感器所接收到的信号强弱来判断压板所处的位置，从而实现对压板投退状态的监测。

优点：不改变终端二次回路的结构。

缺点：电磁感应信号有可能影响到终端的二次回路；电磁感应范围比较大，位置识别不够精准。

1.4 红外感应位置

在终端面板上对应压板投入与退出的位置分别开一个小孔，在小孔下方各放置一个红外传感器。使压板背面处于光亮、可反射光的状态，使终端背板上除小孔的其他部分都处于深色、不反射光的状态，通过计算红外传感器所接收到的信号强弱来判断压板的位置，实现对压板投退状态的监测。

优点：对压板位置的识别比较准确，不改变终端二次回路的结构。

缺点：须要对终端面板进行一些加工处理。

1.5 将压板并入控制回路断线检测回路中

大部分终端的二次回路中一般都包含控制回路断线检测，如图1 所示， B14 与B17 遥信点，B14遥信点可以监控线圈、刀闸辅助接点、储能辅助接点等状态共同构成的合闸回路通断，若将合闸压板也串接入此回路，就可以实现对合闸压板通断的监测。

图1 自动化终端二次回路示意图

优点：无须改变装置物理结构。

缺点：将压板状态和开关辅助位置等一并接入控制回路断线检测中，若压板未投入一定能收到控回断线告警，但收到控制回路断线告警不一定是因为压板未投入，也可能是回路断线。

2 方案比较与适用场景

通过比较以上4 种方案的优缺点，可以分析得出：双压板联动的监测方式对压板的识别比较准确，但结构比较复杂，适用于终端面板空间充裕，且比较适合在新生产的终端上定制使用，不适用于现场已投运设备的改造。

串接遥信点的方式比较适用于对于设备发生问题时的辅助分析判断，不适用于对压板日常监测的需求。由于改造方式比较简单，此种方案比较适合对已投运设备的改造升级。

磁感应监测方式原理比较简单，但由于磁感应范围不好把控，可以作为压板位置的辅助判断，不适合用于日常监控。

红外感应监测方式原理比较简单，其感应位置的精确度可由终端面板上加工孔的大小和位置来调整，比较适合对已投运设备的升级改造。

将压板并入控制回路断线检测回路中的方式需要在设备出厂前即进行改造设置，无法对已投运设备进行此种方式的改造。

3 红外感应监测的实现方式

3.1 检测每个出口压板的投退状态

现今使用的压板结构主要由压板底座和连接片组成，压板在投入和退出状态时，连接片的位置会发生变化。

连接片为光亮金属结构，可反射红外光线。在压板底座加上2 个红外传感器，每个红外传感器由红外线发射装置和红外线接收2 个装置组成。2 个红外传感器安装位置对应压板投入和退出时的位置，压板的连接片位于红外传感器上方时，连接片反射红外传感器发射出的红外光线，传感器中的红外接收器就可感应到红外信号，即可感知压板的连接片位置在传感器的上方；若红外接收器未接收到红外信号，即可感知压板的连接片不在传感器上方，如图2 所示。

图2 红外传感器检测压板位置的原理示意图

结合2 个红外传感器接收的信号，即可知道压板的投退位置。若传感器A 接收到信号，传感器B未接收到信号，压板在投入位置；若传感器A 未接收到信号，或传感器A 和B 都接收到信号，压板在退出位置。

3.2 检测每个出口压板的投退状态

使用一个控制器，运维人员可在控制器上设定每个出口压板的正确投退状态。控制器同时采集每个出口压板的投退状态和螺帽拧紧程度，并与设定的正确状态进行比较，当有压板的状态与预设不符时，控制器将触发报警信号，提醒运维人员，如图3 所示。

图3 监测多个出口压板的投退状态的逻辑图

4 结束语

利用红外传感器的方式感应压板的位置，对压板的投退状态进行一个监控，从而可以提高线路上自动化设备保护动作的准确性。这种方式很适合用于改造现场已投运的自动化终端设备，但要注意改造施工过程中对面板的加工工艺，加工孔的位置和大小会影响压板投退判断的准确性。