基于檢修態(tài)切換的供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施

馬勝忠

中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司 北京100070

引言

供電系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,且運(yùn)行過程中涉及的設(shè)備比較多,為了保證供電系統(tǒng)運(yùn)行順利與供電功能正常,需要定期對供電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行檢修。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,供電系統(tǒng)供電過程逐漸朝著智能化、數(shù)字化和信息化方向發(fā)展,供電系統(tǒng)內(nèi)部的電纜開始被光纖鏈路代替,并且供電系統(tǒng)的鏈路大多帶有自檢功能,雖然目前供電系統(tǒng)具備更好地電磁兼容性,但是以上這些改變也給供電系統(tǒng)設(shè)備檢修帶來了難題,在實際工作中供電系統(tǒng)設(shè)備檢修工作變得復(fù)雜且危險,部分設(shè)備功能是相互配合的關(guān)系,在對其檢修過程中容易發(fā)生安全事故,并且也給供電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行帶來了安全風(fēng)險,因此必須采取有效的措施控制供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全。目前所實施的供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施主要有基于回路文件對比的控制措施,以及基于特定規(guī)則的控制措施,這兩種措施在實際應(yīng)用中無法實現(xiàn)供電系統(tǒng)不停電狀態(tài)下設(shè)備安全檢修,當(dāng)在供電系統(tǒng)不停電狀態(tài)時檢修設(shè)備,設(shè)備連接鏈路常常帶有較大的電流量,并且電流量值比較大,仍會對檢修人員生命安全帶來威脅,為此提出基于檢修態(tài)切換的供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施研究。

1 供電系統(tǒng)設(shè)備檢修工作現(xiàn)狀

1.1 接地線的布置不規(guī)范 供電系統(tǒng)中的電氣操作主要有驗電和接地兩種。當(dāng)前,接地線的布置缺乏技術(shù)手段的規(guī)范管理,接地線前沒有強(qiáng)制性的驗電保證,接地線必須依靠專業(yè)人員,接地線作業(yè)過程缺乏視頻監(jiān)控,相關(guān)人員的操作不當(dāng),導(dǎo)致接地線相關(guān)事故發(fā)生,不僅給現(xiàn)場作業(yè)人員帶來了嚴(yán)重的人身傷害,而且造成現(xiàn)場設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞,給供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來很大的負(fù)面影響。

1.2 安措操作票管理模式單一 就安措操作票而言,目前多數(shù)采用的是人工管理模式,安措操作票依靠人工手寫,造成安措操作票準(zhǔn)備時間長,效率低,而且沒有從源頭保證作業(yè)內(nèi)容的安全。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,目前供電系統(tǒng)設(shè)備的安全檢修既可以通過技術(shù)手段加強(qiáng),也可以通過自動化手段提高現(xiàn)場設(shè)備的維護(hù)效率。例如利用智能聯(lián)鎖技術(shù),可以將原本分散、孤立的電器緊密地連接起來,強(qiáng)制關(guān)閉不合格的供電設(shè)備,防止誤操作。

2 供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施

在供電系統(tǒng)設(shè)備檢修工作現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于檢修態(tài)切換,從保護(hù)裝置狀態(tài)定義與轉(zhuǎn)換、供電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及檢修狀態(tài)輔助判斷與安措操作自動診斷三個方面提出供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施,具體內(nèi)容如下。

2.1 保護(hù)裝置狀態(tài)定義與轉(zhuǎn)換 本文在對供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制時,首先需要對保護(hù)裝置的各個運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理定義,并實現(xiàn)對不同狀態(tài)之間的自由轉(zhuǎn)換。針對單一的供電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)檢查,應(yīng)當(dāng)仔細(xì)劃分其狀態(tài)。根據(jù)供電系統(tǒng)設(shè)備檢修的日常工作狀態(tài)及需要,將保護(hù)裝置的狀態(tài)劃分為運(yùn)行狀態(tài)、信號狀態(tài)、退出狀態(tài)以及隔離狀態(tài)[1]。檢修過程中的各個設(shè)備或智能終端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)當(dāng)與保護(hù)裝置的狀態(tài)同步[2]。而不同之處在于,大部分的智能終端設(shè)備的運(yùn)動狀態(tài)和信號狀態(tài)是不會發(fā)生改變的。因此,本文將上述各設(shè)備的一次停電或不停電,定義為是設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和信號狀態(tài)[3]。保護(hù)裝置的檢修態(tài)轉(zhuǎn)換通常包括以下幾個步驟:保護(hù)裝置在退出運(yùn)行,并向其他設(shè)備發(fā)出軟壓板信號時會從運(yùn)行狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枲顟B(tài);而當(dāng)保護(hù)裝置退出本保護(hù)裝置功能軟壓板,并且退出相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備對本設(shè)備的接收軟壓板時,會逐漸從信號狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥顺鰻顟B(tài);然后當(dāng)保護(hù)裝置投入到檢修硬壓板時,會從退出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闄z修狀態(tài);最后,當(dāng)保護(hù)裝置斷開并且運(yùn)行過程中為光纖連接時,其狀態(tài)會逐漸由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦綦x狀態(tài),以此完成保護(hù)裝置狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

2.2 供電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測 對供電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要有三個方面,即定期解體檢測、聯(lián)機(jī)檢測和脫機(jī)檢測。

定期解體檢測是指在供電設(shè)備的檢修工作中,為了檢查供電設(shè)備是否能正常工作,需要對供電設(shè)備進(jìn)行定期的解體試驗,以檢驗其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

聯(lián)機(jī)檢測是指通過對供電設(shè)備的監(jiān)測,檢查供電設(shè)備的使用情況,使相關(guān)工作人員可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時對供電設(shè)備進(jìn)行檢修。

脫機(jī)檢測是指對供電設(shè)備在定期檢修的基礎(chǔ)上進(jìn)行不定期檢測,并以油液分析儀等能提取供電設(shè)備參數(shù)的儀器為輔助手段。

2.3 檢修狀態(tài)輔助判斷與安措操作自動診斷 根據(jù)本文上述明確保護(hù)裝置狀態(tài)定義與轉(zhuǎn)換后,還需要通過檢修狀態(tài)輔助判斷,確保設(shè)備在檢修過程中的安全性得到有效控制。當(dāng)某一臺被檢修的設(shè)備進(jìn)入到檢修狀態(tài)時,除了需要退出被檢修裝置的軟壓板和硬壓板結(jié)構(gòu)以外,還需要確保其各個壓板之間始終處于相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)[4]。在整個檢修過程中,與軟壓板有關(guān)的安全措施可視為一個完整的結(jié)構(gòu)體系,因此,只有將所有的壓板結(jié)構(gòu)均投退后,才能說明被檢修的設(shè)備狀態(tài)已經(jīng)實現(xiàn)合理的轉(zhuǎn)換。

在實際檢修的過程中,對于部分被檢修設(shè)備而言,可將其投入的具體狀態(tài)劃分為多種不同形式,通過合理判斷設(shè)備狀態(tài),能夠有效實現(xiàn)對檢修情況的判斷。同時在判斷的過程中,還應(yīng)當(dāng)遵循其基本原則,將需要檢修的設(shè)備中各個壓板結(jié)構(gòu)狀態(tài)與之對應(yīng),從而檢查是否在檢修的過程中按照相應(yīng)的操作完成[5],以此進(jìn)一步避免出現(xiàn)保護(hù)裝置的拒動或誤動,導(dǎo)致發(fā)出相應(yīng)的警報。除此之外,為體現(xiàn)本文控制方法的自動化,還應(yīng)當(dāng)針對不同供電設(shè)備檢修過程中的具體情況自動診斷安措狀態(tài)。診斷畫面可將具體的診斷過程更加清晰地展現(xiàn),以此實現(xiàn)可視化檢查,并進(jìn)一步確定檢修過程中各設(shè)備之間的連接關(guān)系。對每一種狀態(tài)劃分一個顏色,以此根據(jù)不同顏色的變化通過實現(xiàn)設(shè)定閾值的方式,實現(xiàn)對安措操作的自動化診斷。至此,通過上述舉措能夠有效實現(xiàn)供電系統(tǒng)設(shè)備在檢修過程中的安全控制,保障檢修工作的穩(wěn)定。

3 實驗論證分析

實驗以某區(qū)域供電系統(tǒng)為實驗對象,該供電系統(tǒng)供電范圍為15634.4 m2,含有16條母線,36個智能開關(guān),含有的設(shè)備種類共15種,數(shù)量為165個,實驗利用此次設(shè)計的控制措施與傳統(tǒng)措施對該供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全進(jìn)行控制。實驗中令供電系統(tǒng)始終處于不停電運(yùn)行狀態(tài),利用JIS-S01電量檢測儀器測量設(shè)備檢修安全控制過程中各個線路的電流量,正常情況下10 mA電流將會危害操作人員的生命安全,因此在控制措施實施過程中供電系統(tǒng)各個線路的電流量不得超過10 mA,以此為實驗結(jié)果判斷依據(jù),對比分析兩種控制措施下供電系統(tǒng)設(shè)備線路電流量,實驗結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出,基于檢修態(tài)切換的供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施實施下,設(shè)備線路電流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)措施,并且小于10 mA,因此實驗證明了設(shè)計措施更適用于供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制。

表1 兩種措施實施下設(shè)備線路電流量對比(mA)

4 結(jié)束語

本文利用檢修態(tài)切換技術(shù)設(shè)計了一套供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制措施方案,實現(xiàn)了不停電狀態(tài)下供電系統(tǒng)設(shè)備安全檢修,保證了供電系統(tǒng)的供電功能正常發(fā)揮,同時也為供電系統(tǒng)設(shè)備檢修人員生命安全提供了有效保障,可視化、智能化控制供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全,對實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)視和供電系統(tǒng)故障定位具有良好的現(xiàn)實意義。本文研究內(nèi)容有限,在未來將在供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全智能控制模型方面展開研究,實現(xiàn)無人員參與的供電系統(tǒng)設(shè)備檢修安全控制。