劉慧 黃凱 陳黎明 王建剛 郭翔 趙倩

摘 要：隨著變電站綜合自動化水平的不斷提高，遠動自動化的工作愈來愈受到重視，而遙信信號測試是變電站遠動自動化工作中必不可少的一環(huán)。但目前，遙信信號測試的工作方法費時費力，并且存在安全隱患。本文介紹了一種遙信信號測試便攜筆的研制過程。該測試筆的研制成功保證了遙信信號測試的正確性，提高了工作效率，使調(diào)度能準確監(jiān)控變電站，從而保障整個電網(wǎng)的安全性。

關(guān)鍵詞：遠動自動化；遙信信號測試；測試便攜筆

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）22-0043-03

Analysis of Remote Control Failure of Intelligent Substation

LIU Hui HUANG Kai CHEN Liming WANG Jiangang GUO Xiang ZHAO Qian

（State Gird Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the continuous improvement of the comprehensive automation level of substations， the work of telecontrol automation has been paid more and more attention， and the remote signal test is an indispensable part of the remote automation of substation. At present， the working method of remote signal test is time-consuming and laborious with security risks. This paper described the development process of a portable signal pen for testing remote signal. The successful development of the test pen ensured the correctness of the remote signal test and improves work efficiency ，so that the dispatcher could accurately monitor the substation， thus ensuring the security of the entire power grid.

Keywords： remote automation；remote signal test；portable test pen

調(diào)度通過變電站內(nèi)的遙信、遙控、遙測、遙調(diào)四遙信息對變電站進行安全、可靠、全面的集中監(jiān)控。其中，遙信信號最為直觀地反映變電站設(shè)備的運行工況，當設(shè)備出現(xiàn)異常時，報出不同類型的信號，遠動人員根據(jù)具體信號進行針對性處理，確保設(shè)備恢復最佳運行工況[1]。隨著變電站綜合自動化水平的不斷提高，遠動工作愈來愈受到重視。遠動工作主要包括四遙信息，而遙信信號測試是變電站遠動工作中必不可少的一環(huán)。目前，遙信信號測試的工作主要是工作人員利用隨身帶的導線短接遙信公共端及對應(yīng)的遙信信號端子排進行工作，這種工作方法費時費力，并且存在安全隱患[2]?；诖?，筆者研制了一種遙信信號測試便攜筆，可以有效解決上述問題。

1 遙信信號測試工作方法存在的弊端及改進分析

1.1 遙信信號測試工作方法存在的弊端

目前，遙信信號測試工作方法的弊端主要表現(xiàn)在以下4方面。

①工作人員的工作強度大。一個站的遙信信號一般多達上千個，測試時間較長。此外，在遙信信號測試過程中，工作人員的手臂一直懸空，長時間如此會導致手臂酸疼，嚴重影響工作效率。

②工作人員多。一些變電站的后臺監(jiān)控機與測控屏離得很遠，在遙信信號測試工作中，工作人員需要與后臺監(jiān)控人員交流，由于兩只手分別捏住短接線的兩端，無法在測試信號的同時利用對講機等通訊設(shè)備與后臺配合人員進行溝通，這樣就需要通過第三個工作人員作為中間人進行傳話，給工作帶來極大不便，嚴重影響信號測試工作的效率。信號測試人員在信號測試中遇到的問題經(jīng)過中間人進行傳遞后，還容易造成問題表達不完全，從而導致交流阻塞。

③工作效率不高。在遙信信號測試過程中，導線與端子排接觸可能會出現(xiàn)抖動，這樣監(jiān)控后臺看到的遙信信號就會時有時無，影響工作進度。

④安全性不高。導線的一端時刻都與公共端相連，另一端裸露，裸露部分帶電，工作安全系數(shù)不高。測控裝置屏柜后面的端子排99%為豎直排列，超過60%的信號端子與公共正電端子間的距離超過50cm。測試信號的過程中，工作人員需要用一只手將導線一端短接于公共端，另一只手捏住導線另一端進行移動，短接于要測試的信號端子，兩支手臂距離拉大，視線觀察不夠清晰，容易導致導線移動端短接在非測試端子上，誤報信號；更嚴重者，導線移動端短接于電源負極，造成短路故障，測控裝置失電，調(diào)度監(jiān)控對子站失去遙信、遙測、遙控、遙調(diào)，嚴重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

1.2 改進分析

我們對遙信信號測試過程進行改進分析，分析結(jié)果如表1所示。

1.2.1 測試方式。若能研制遙信信號測試便攜筆，“點信號”人員無需兩只手全部用來操作短接線，將遙信筆異端固定在信號公共端上，單只手即可完成點信號，同時提高信號測試準確率及工作效率。

1.2.2 作業(yè)人員。使用遙信信號測試便攜筆進行遙信信號測試過程中，點信號人員點信號的同時能通過對講機與SCADA監(jiān)視人員進行交流，完成信號測試，省去了中間傳話人員和中間傳話的環(huán)節(jié)，測試人員由3人降低為2人，測試時間大大縮短。

1.2.3 可靠性。遙信信號測試便攜筆配置可直觀顯示是否接觸良好的配件，有效避免點信號過程中由于抖動造成信號測試不準確而反復點信號的現(xiàn)象，提升測試效率。

1.2.4 安全性。遙信信號測試傳統(tǒng)方法，使用短接線進行點信號，將測試信號的一端裸露導線帶電，誤操作情況下造成直流接地，無保護；遙信信號測試便攜筆內(nèi)部短接回路中增設(shè)保護及信號指示電路，不會造成短路，安全可靠。

2 遙信信號測試便攜筆設(shè)計方案的確定

通過分析改進因素，筆者將遙信筆的一端設(shè)置成可固定于端子排上，節(jié)省工作人員體力，提高工作效率及準確度；將點信號端用絕緣層覆蓋，避免帶電導體與其他部位接觸，提高安全系數(shù)；配置直觀顯示配件，有利于工作人員判斷導線是否接通，防止工作中出現(xiàn)信號抖動問題，當信號報不出來時也便于發(fā)現(xiàn)問題所在。

根據(jù)遙信信號測試便攜筆的功能需求，從遙信筆的固定裝置、點信號端、直觀顯示裝置與保護及信號指示電路這4個方面來選擇和確定方案。

①固定裝置。方案1：采用夾子，將金屬部分夾在端子排上；方案2：采用環(huán)扣絕緣裝置，扣在端子排兩側(cè)，給金屬導體一個向內(nèi)的力，使其與金屬可靠接觸。

方案1使用夾子使點信號的金屬部分夾在端子排上，端子排上裸露的金屬僅為螺絲柱表面，在夾子夾的過程中容易造成虛接，接觸不良導致反復調(diào)整，且耗費時間，故不采用。

方案2在將點信號端的金屬部分塞進端子排孔的同時，還有一個外向力，將金屬部分朝著端子排孔擠壓，確保點信號端可靠地與端子排接觸，故采用該方案。

②點信號端。測試筆中配有小彈簧機構(gòu)，正常時，點信號端外有絕緣層覆蓋，工作人員往下按時，才與信號端子排接觸，此結(jié)構(gòu)設(shè)計能有效避免點信號的金屬端接觸屏柜或其他端子排造成短路。

③直觀顯示裝置。方案1：配置電壓顯示屏，在遙信筆中配置電壓測量模塊，導通時可顯示電壓值。

此方案還需外配置接地端，并且要供給電壓顯示屏工作電源，使遙信筆體積增加，操作的復雜性也隨之增大，研制的復雜度大大提高，故不采用。

方案2：采用配置小氖泡，導通時發(fā)光。此方案設(shè)計簡單，顯示直觀，完全滿足現(xiàn)場點信號的需求，故予以采用。

④保護及信號指示電路。遙信筆需實現(xiàn)如下功能：將遙信筆配置固定裝置的公共端固定在測控裝置信號端子排的公共端后，再將遙信筆頭點擊信號端子，紅色LED指示燈不亮，則即可按下按鈕開關(guān)進行遙信信號測試，綠色LED指示燈點亮，表明遙信回路導通。此部分提出以下2種方案。

方案1：遙信筆短接回路中設(shè)置的保護及信號指示電路如圖1所示。

遙信公共端為正電時，將開關(guān)觸點3撥動到與觸點2短接。當誤操作時，遙信筆頭短接到電源負電端子，則繼電器控制線圈電壓值為：[220V-U1=47V]，能夠可靠動作；正常操作時，遙信筆頭接于信號端子，測控裝置遙信回路本身配置穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值一般為100～150V，再加上本遙信筆回路中的穩(wěn)壓二極管V1、V2，以至于各穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓不能達到擊穿電壓門檻值，而回路①處于阻斷狀態(tài)，紅色LED保持熄滅，即可按下按鈕開關(guān)，回路③導通，進行信號測試。

遙信公共端為負電時，撥動開關(guān)觸點3與觸點1短接。誤操作及正常操作分析過程同上。

繼電器型號為HFD3/48：線圈額定電壓為48V，動作電壓為36V，最大電壓為57.6V，線圈電阻為8 533（1±10%）Ω；串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管型號：V1、V3為1N4762A，額定穩(wěn)壓值82V，耐壓值200V；V2、V4為1N4763A，額定穩(wěn)壓值91V，耐壓值250V。則V1、V2穩(wěn)壓之和[U1=82+91=173V]，V3、V4穩(wěn)壓之和[U2=82+91=173V]。

方案2：遙信筆短接回路中設(shè)置的保護及信號指示電路如圖2所示。繼電器型號為HFD3/48：線圈額定電壓為48V，動作電壓為36V，最大電壓為57.6V，線圈電阻為8 533（1±10%）Ω；串聯(lián)電阻R=30kΩ。

假設(shè)遙信公共端為正電，測試信號過程中，遙信筆公共端固定接于正電。

誤操作時，將遙信筆頭短接到電源負電端子，此時回路①導通，繼電器控制線圈帶電，常開觸點閉合，回路②導通，常閉觸點1、常閉觸點2斷開，回路①斷開，此時紅色LED信號指示燈亮，表明此時點到負電端子，即使再按下按鈕開關(guān)，回路③依然無法導通，可靠避免了電源正負電短路導致直流跳閘。

正常操作時，遙信筆頭接于信號端子，回路①雖然有電流流過，由于電阻R的限流分壓作用，繼電器控制線圈兩端電壓遠小于其動作電壓，因此，繼電器所有觸點保持在初始狀態(tài)，即常閉觸點1、2保持常閉，常開觸點保持常開，回路②依然斷路，紅色LED短路指示燈處于熄滅狀態(tài)，按下按鈕開關(guān)，回路③導通，正電短接到信號端子，可進行信號測試，綠色LED燈亮起，表明遙信回路導通。遙信公共端為負電時，遙信筆的工作過程與公共端為正電的情況一樣。

通過方案論證可知，提出的兩種方案均滿足功能需求，限流回路，方案2通過串接電阻更為簡單方便，研制更容易，因此采用方案2。

綜合上述分析評價，遙信信號便攜測試筆的點信號端外有絕緣層覆蓋，使用環(huán)扣絕緣裝置，將點信號端扣在端子排兩側(cè)，通過氖泡指示接通情況，并配備保護回路，其組裝示意圖如圖3所示。

3 現(xiàn)場驗證

利用D5000傳動計劃，先后將遙信信號測試便攜筆帶到不同的220kV變電站，進行現(xiàn)場效果驗證，對比使用測試便攜筆前后的測試時間，結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，遙信信號測試便攜筆大大縮短了遙信信號測試的工作時間。

遙信信號測試便攜筆可以被應(yīng)用于所有類型的變電站（常規(guī)變電站及智能化變電站），且能提高工作效率，節(jié)約大量人力物力，保證了遙信信號測試的準確性，使調(diào)度能準確監(jiān)控變電站，從而保障整個電網(wǎng)的安全性。

遙信信號測試便攜筆的研制與使用，創(chuàng)造性地解決了生產(chǎn)中的實際問題，收到了預期的效果。為了保證電網(wǎng)安全高效運行，要把解決工作中實際遇到的問題作為繼續(xù)努力的方向。

參考文獻：

[1]張明光. 電力系統(tǒng)遠動及調(diào)度自動化[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]林志超.變電站設(shè)備及自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2017.