變電站測控屏控制手把紅綠燈回路的問題及改進
2013/7/4 16:42:38
天津市電力公司電能計量中心( 天津300210) 付保軍
天津市電力公司高壓供電公司( 天津300250) 陳建白永磊【摘要】對綜自變電站中測控盤分合閘指示燈回路設計不合理引發的問題進行闡述，通過對兩張原理圖進行對比分析，提出了改進意見，通過兩個實例詳細介紹了具體的改進和操作方法。
【關鍵詞】變電站; 監控系統; 紅綠燈回路; 反措
0 引言隨著計算機、網絡和通訊技術的高速發展以及在電力系統中的廣泛應用，變電站監控系統的技術水平正在迅速的提高，變電站綜合自動化監控手段是由常規控制手段發展而來，在其轉變的過程中，許多設計理念上還都能看出常規控制手段的影子。但伴隨著技術和環境的改變，在實際運行中，發現個別技術環節的簡單轉換已經不能適應系統安全運行的需要，特別是由于認識的誤區存在曾導致一些問題的出現。例如在常規控制變電站為了監視開關分合閘狀態和控制回路的完整性在控制屏上設計有紅綠燈及其相關回路，在變電站實現綜合自動化設計之后，將該回路原封不動的轉移到了測控屏上，就導致了一些問題的出現。
1 分合閘指示燈回路設計不合理引發的問題目前，220kV 及以上變電站都實現了綜自監控系統設計，作為常規控制屏上的紅綠燈及其相關回路在監控系統中得到了繼承和保留。這些變電站一般在測控屏上的控制手把上保留了用于監視分合閘狀態和回路完整性的二極管型分合閘指示紅綠燈，用來代替傳統控制盤上的紅綠燈。根據傳統設計思路的沿襲，不少設計單位將KK 把手的信號燈回路直接接入到了開關的控制回路，回路圖如“圖1”所示，以此反映開關的操作狀態。
這種控制手把的分合閘指示燈相對傳統的指示回路結構緊湊，但我公司近期在一些現場發現，個別綜自系統采用的某公司生產的N2 型KK 把手( 為該公司原有大體積老型號的改進型，用意為一體化設計，并減小KK 把手所占空間) ，出現過多次因該紅綠燈損壞短路而導致控制電源跳開，造成開關失去控制電源的嚴重后果。而在對損壞燈具進行更換的過程中如果斷掉控制電源會影響到繼電保護裝置對開關的保護跳閘，如果不斷掉電源更換會有誤動的危險，給設備的安全運行造成了隱患，同時也給維護工作帶來了困難。
經過對該現象的分析，查明原因為該公司的手把設計人員對該信號燈回路的現場使用工況極限情況了解不足，信號燈回路功率電阻的設計裕量偏小，長期使用會導致電阻發熱量較大甚至燒壞造成短路。一旦電阻燒壞將引發信號燈回路短路，造成控制回路電源短路跳閘，如果在回路失電期間系統有故障則導致開關拒動，同時在嚴重情況下短路也有可能導致開關誤動。針對這種回路設計方式存在的安全隱患，我們必須采取措施進行改進。
2 分合閘指示燈設計回路的改進思考針對此類情況，我們通過認真分析，認為這種傳統的回路設計方式已經不能完全適應目前的情況了，而可以通過使用測控屏上的遙信電源取代控制電源的簡單方法，如“圖2”所示的回路代替原有回路。通過圖1 和圖2 兩張圖的對比，可以看出，主要修改只是將紅綠燈回路的電源由控制母線KM 移到信號母線XM，同時對相應的接線進行小的改動。雖然改進簡單，但所起到的作用非常大。因為在正常運行狀態下HWJ 和TWJ 已經能夠反映控制電源狀態，這樣通過改進紅綠燈不但能夠監視到分合閘狀態及控制回路的完整性，也就是常規設計方式能夠監視到的內容，更能夠使運行人員在巡視時通過紅綠燈狀態直觀的監視到信號電源是否正常。而通常情況下，在設計上為了監視信號( 遙信) 電源通常要采取: ( 1) 相鄰測控裝置互相監視; ( 2) 正電直接短接到遙信開入并取反的方式進行監視; ( 3) 遙信與測控裝置共用電源，通過測控裝置自檢信息的通訊中斷來間接判斷。但這三種方式都只能通過后臺信息來進行判斷，通過圖2 方式的改進使得值班員多了一種判斷遙信電源故障的途徑，增強了設備安全運行的可靠性。同時還可以帶來如下好處( 1) 紅綠燈短路情況下不影響開關控制電源，從而不會影響開關的跳合閘; ( 2) 便于更換和處理故障，維護更加安全和方便。
3 執行分合閘指示燈回路改進中的實際操作實例針對個別變電站發生的測控屏紅綠燈短路引發的控制電源跳閘故障，我公司對所屬全部在運設備進行了認真的排查并專門制定了反措，歸納共采取了以下三種方式: ( 1) 與供貨廠家聯系提供在安全性能上做了很大改進的新型燈板對部分待投運設備進行更換; ( 2) 將控制電源改為遙信電源; ( 3) 對運行中的無法帶電更換的變電站設備采取臨時跳開燈回路的措施，待條件具備時更換。
3. 1 控制電源改為遙信電源的實際操作實例本操作實例是將“圖3”的接線改為“圖4”中的接線形式。由于紅綠燈正電端KK + 均并接于開關控制正電J101( + KM) ，所以需要將紅綠燈的正電端KK + 接線由J101 改為遙信正電+ XM，而保護操作箱需要新接一顆線芯到－ XM 負電為HWJ 和TWJ 提供負電，此時需要新增一顆測控屏與保護操作箱屏間線芯，如果原電纜有備用芯，只需啟用該電纜的一顆備用芯，核對出備用線芯后，由測控遙信負電提供給保護操作箱的TWJ 和HWJ，而紅綠燈回路中的J135 和J105 無需改動。當然，如果新放電纜顯然比較浪費而且帶來了較大的工作量，有些得不償失。
3. 2 臨時挑開燈回路的實際操作實例由于綜自變電站的運行人員是以監視監控后臺為主，測控屏上紅綠燈的作用已經大打折扣，因此臨時挑開紅綠燈回路不會給運行帶來太大的影響。因此針對部分無人值班變電站測控屏與保護操作屏間電纜沒有備用芯的，可考慮將測控屏紅綠燈回路臨時取消，但在拆除接線時必須確保拆接線核對正確。例如，由圖3 可見，當開關在合位時，HWJ 閉合， J135 回路帶負電，TWJ 打開， J105 與J101 等電位帶正電，在這種情況下，針對紅燈回路的技術措施: 采用萬用表監視測控屏端子排的J135 電壓為負電，在保護操作箱屏挑開J135 接線，則萬用表可監視到電壓由負電變為正電，則兩端可將測控屏外口的J135 接線挑開并做好絕緣措施。針對綠燈回路的技術措施: 采用萬用表監視保護操作箱屏端子排的J105 為正電，在測控屏端子排挑開J105 接線，萬用表可監視到正電變為無電，則兩端可將測控屏外口的J105 接線挑開并做好絕緣措施。以此類推，開關在分位時可采用此方法進行核線拆線。對于保護操作箱而言，只需要拆除J135 和J105 兩顆線芯并做好絕緣處理即可，對于測控屏而言，還需要挑開紅綠燈正電KK + 接線，該接線通常與開關控制正電J101 并接于端子排，可監視端子排上的紅綠燈接線J135 或J105 接線的位置為正電( 假設此時J135 和J105 均已挑開) ，挑開KK + ，則監視到正電變無電，拆除該線芯并做好絕緣處理即可。
4 結束語
通過上面的分析可以看出，問題的發生是由于產品的設計缺陷和質量引發的，但再進一步思考，可以看出我們在設計回路的過程中忽略了環境的改變，存在著一定慣性思維。這項反措工作還在進行中，通過探討與交流需求更好的解決問題的方式，確保變電站設備的安全運行。
作者簡介:
付保軍( 1973 － ) ，男，政工師，主要從事電能計量工作。
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- HL.14010 橢圓拉手
- 材質：膠木
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- HL.41131 鉸鏈
- 材質：鋅合金
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- HL.13390舵盤手輪
- 材質：膠木
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- HL.41102 鉸鏈
- 材質：增強尼龍
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- HL.A006 固定調節支撐腳
- 材質：
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- HL.A004 固定調節支撐腳
- 材質：
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- HL.13030 圓輪緣手輪
- 材質：膠木
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- HL.13090 內波紋手輪
- 材質：膠木
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