電氣設(shè)備檢修隔離管控系統(tǒng)研究與應(yīng)用

陳延軍，程 石，段全洲，王志遠(yuǎn)，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(shè)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(yīng)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(shù)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(quán)限管理缺乏有效的技術(shù)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(diào)不當(dāng)，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(shè)備損壞。當(dāng)不同工作任務(wù)、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(shè)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(shè)備檢修中急待解決的問題。

國內(nèi)外一些科研院所和企業(yè)也已開展關(guān)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(shè)備狀況自動識別交叉隔離點及進行權(quán)限分解，也不支持試運行操作及可在隔離管控范圍內(nèi)分模塊指定解除部分設(shè)備的隔離狀態(tài)[3-4]。

1 設(shè)計目標(biāo)及思路

1.1 設(shè)計目標(biāo)

(1) 系統(tǒng)需從技術(shù)防范上強制隔離檢修中的危險點，實現(xiàn)操作沖突分析預(yù)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(shè)備安全。

(2) 系統(tǒng)需實現(xiàn)檢修過程安措的智能化、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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?，利用圖模一體化技術(shù)，建立現(xiàn)場安措同專家?guī)斓南嗷リP(guān)聯(lián)機制，結(jié)合生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口獲取遠(yuǎn)程控制設(shè)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(dǎo)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?？蓱?yīng)用范圍主要有以下場所：

(1) 各類變電站中的電氣設(shè)備，包括一次設(shè)備和二次設(shè)備。

(2) 各類發(fā)電廠的電氣設(shè)備。

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

2 重點研究內(nèi)容

2.1 安措智能管理技術(shù)

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)?，給現(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(guān)聯(lián)，形成設(shè)備間的邏輯規(guī)則、典型隔離流程，實現(xiàn)多任務(wù)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(shù)

利用智能鑰匙及專用鎖具授權(quán)控制，實現(xiàn)對設(shè)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(shè)備的鎖定附件，實現(xiàn)對設(shè)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(gòu)

系統(tǒng)主要由管理軟件和設(shè)備硬件兩大部分組成，核心設(shè)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(shè)備組成架構(gòu)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(quán)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(quán)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(nèi)置可智能控制的開鎖機構(gòu)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(nèi)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(shè)備的閉鎖。

3.3 技術(shù)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(chǔ)。

(2) 將智能拓?fù)浞治鏊惴ㄒ腚姎庠O(shè)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(wù)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(guān)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(shè)備組成架構(gòu)

4 結(jié)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。