電氣設備檢修隔離管控系統(tǒng)研究與應用

陳延軍，程 石，段全洲，王志遠，曾紅剛

(1.國網(wǎng)新疆電力有限公司烏魯木齊供電公司，新疆 烏魯木齊 830000;2.國網(wǎng)新疆電力有限公司，新疆 烏魯木齊 830063)

0 引言

目前電力企業(yè)為確保檢修試驗設備及人員安全，在檢修試驗工作開展前對能量斷開及能量釋放提出了相應的安全措施要求，安全措施及要求主要遵循《電力安全工作規(guī)程(發(fā)電廠和變電站電氣部分)》等文件。

雖然電力企業(yè)均有安全措施的約束，但是由于缺乏有效的技術管控手段，在檢修試驗工作過程中仍存在以下問題[1-2]：

(1) 安全措施多以掛牌等提示性方式為主，不具強制性。目前電力企業(yè)危險源隔離多以掛牌方式警示，危險源隔離不具備強制性，易發(fā)生向未完成檢修工作區(qū)域輸送能量的誤操作。

(2) 作業(yè)人員權限管理缺乏有效的技術保障。安全措施布置人員與檢修作業(yè)人員分別由不同專業(yè)開展工作，溝通的疏忽或協(xié)調不當，都有可能發(fā)生檢修作業(yè)未完成誤向檢修區(qū)域輸送能量的事件，造成人員傷亡及設備損壞。當不同工作任務、不同專業(yè)班組在同一區(qū)域交叉作業(yè)時，更易發(fā)生此類誤操作事件。

電力設備檢修安措在管理和控制層面都有所欠缺。如何防止檢修過程中人員誤動誤碰或誤闖檢修作業(yè)區(qū)域所造成的安全事故，一直是設備檢修中急待解決的問題。

國內外一些科研院所和企業(yè)也已開展關于安全隔離閉鎖系統(tǒng)方面的研究，但卻未能實現(xiàn)在特殊情況下，按照隔離點設備狀況自動識別交叉隔離點及進行權限分解，也不支持試運行操作及可在隔離管控范圍內分模塊指定解除部分設備的隔離狀態(tài)[3-4]。

1 設計目標及思路

1.1 設計目標

(1) 系統(tǒng)需從技術防范上強制隔離檢修中的危險點，實現(xiàn)操作沖突分析預測，危險點智能管控，切實防止檢修作業(yè)過程中的惡性事故的發(fā)生，保障檢修人員人身安全及設備安全。

(2) 系統(tǒng)需實現(xiàn)檢修過程安措的智能化、標準化、電子化，能確保安全措施正確執(zhí)行。

(3) 系統(tǒng)需實現(xiàn)對操作記錄管理，操作記錄可追溯，便于對操作過程分析管理。

1.2 整體設計思路

(1) 在安措“管”的方面， 依托工作票，提煉安全措施中的規(guī)則，積累成“安全措施專家?guī)臁保脠D模一體化技術，建立現(xiàn)場安措同專家?guī)斓南嗷リP聯(lián)機制，結合生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口獲取遠程控制設備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行稽核校驗，實現(xiàn)安措智能評估，確保檢修作業(yè)中各項安措的正確性。

(2) 在安措“控”的方面，以生產(chǎn)流程為依托，用智能鑰匙作為正確執(zhí)行的橋梁，采用隔離鎖具及附件達到智能鎖定的目的，實現(xiàn)現(xiàn)場強制隔離閉鎖、交叉作業(yè)的智能控制，確保檢修作業(yè)中各項安措與工作票一致。

1.3 適用范圍

系統(tǒng)可從全方位、多維度解決檢修過程中因運行人員的誤操作對檢修工作的影響，避免由于人為因素導致誤送電等情況，給檢修人員提供一個獨立的、安全的、可控的檢修環(huán)境。可應用范圍主要有以下場所：

(1) 各類變電站中的電氣設備，包括一次設備和二次設備。

(2) 各類發(fā)電廠的電氣設備。

(3) 配電網(wǎng)中開閉所、配電房、環(huán)網(wǎng)柜等的電氣設備。

2 重點研究內容

2.1 安措智能管理技術

通過提取典型工作票中的規(guī)則，積累檢修安措數(shù)據(jù)，形成安全措施專家?guī)欤o現(xiàn)場安措執(zhí)行提供正確有效的依據(jù)。

建立系統(tǒng)圖模一體化庫，并將系統(tǒng)圖同安措專家?guī)鞂崟r關聯(lián)，形成設備間的邏輯規(guī)則、典型隔離流程，實現(xiàn)多任務交叉作業(yè)智能判斷及管控，保證現(xiàn)場安措執(zhí)行的正確性及一致性。

2.2 現(xiàn)場檢修隔離技術

利用智能鑰匙及專用鎖具授權控制，實現(xiàn)對設備檢修作業(yè)的統(tǒng)一管控、安全措施的強制執(zhí)行，達到智能鎖定的目的。

研發(fā)電力系統(tǒng)所涉及的各類設備的鎖定附件，實現(xiàn)對設備有效的隔離閉鎖，達到智能鎖定的有效實施。

3 解決方案

3.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)主要由管理軟件和設備硬件兩大部分組成，核心設備為管理主機、通信適配器、智能鑰匙、智能鎖具及附件。其相互配合實現(xiàn)對電氣專業(yè)的工作票執(zhí)行過程的接票、危險點管理、安全措施布置、檢修人員管控、危險源隔離等的智能管控。系統(tǒng)設備組成架構見圖1。

3.2 管控軟件

管理主機部署在控制室，安裝檢修隔離與管控軟件，實現(xiàn)開鎖授權管理、統(tǒng)計、查詢，以及與智能鑰匙間的數(shù)據(jù)交互和解鎖鑰匙的使用授權管理。通信適配器、智能鑰匙與管理主機一同部署。通信適配器主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和充電功能。智能鑰匙內置可智能控制的開鎖機構及鎖具身份識別模塊，以確保驗電和開鎖操作的正確性。智能鎖具內嵌可更換的RFID 編碼片，實現(xiàn)對鎖具的唯一身份編碼。鎖具安裝時，根據(jù)現(xiàn)場實際需求，選用合適的智能鎖芯、鎖體以及閉鎖附件，實現(xiàn)對設備的閉鎖。

3.3 技術創(chuàng)新點

(1) 建立了全面的檢修防誤規(guī)則庫，為智能檢修隔離管控的實現(xiàn)提供了有效的邏輯規(guī)則基礎。

(2) 將智能拓撲分析算法引入電氣設備檢修防誤隔離管控系統(tǒng)，系統(tǒng)自動生成檢修隔離措施和檢修工作區(qū)域，制定多工作任務防沖突校驗機制，實現(xiàn)多班組作業(yè)過程中防誤送電功能，為智能檢修隔離管控的實現(xiàn)提供了可靠的智能化手段。

(3) 提供豐富全面的檢修專用閉鎖附件，對關鍵二次項，將安措從警示方式提升為強制管控，有效防止誤碰、誤動。

圖1 系統(tǒng)設備組成架構

4 結論

本系統(tǒng)面向電氣檢修作業(yè)，提供安全、有效的操作方式和管理監(jiān)督手段，目前已通過成果鑒定。其也已在新疆廣西、云南等地實際運行使用，證實其能有效避免檢修作業(yè)中誤動誤碰、常規(guī)人為破壞，實現(xiàn)對檢修作業(yè)的安全管理，進一步提升了電氣檢修的安全管理水平。