旁路作業(yè)技術(shù)在配電網(wǎng)工程中的研究與應(yīng)用

王武雙，李 杰，陳 效，陳顯忠，劉德鋒

(國網(wǎng)四川省電力公司成都供電公司，四川 成都 610041)

0 引 言

隨著用電客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)和維權(quán)意識不斷增強(qiáng)，供電可靠性要求不斷提高，供電企業(yè)一直在不斷探索新技術(shù)和新方法以更好地為客戶提供優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)。不停電作業(yè)是以實(shí)現(xiàn)用戶不停電或短時停電為目的，采用多種方式對設(shè)備進(jìn)行檢修的技術(shù)，其作業(yè)方式包括了帶電和停電檢修[1]。而旁路作業(yè)則是通過旁路設(shè)備接入，將配電網(wǎng)中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至旁路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)待檢修設(shè)備停電檢修的作業(yè)方式[2]。長期以來，配電不停電作業(yè)技術(shù)作為減少停電、提高供電可靠性的有效技術(shù)手段不斷得到重視和強(qiáng)化，在國內(nèi)配電檢修和改造工作中大放異彩，為供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)和供電可靠性提升提供了堅實(shí)的技術(shù)支撐[3-5]。在國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司，根據(jù)作業(yè)方式方法和難易程度，常見配電不停電作業(yè)項目可分為四類，其中一、二類為簡單項目，三、四類為復(fù)雜項目[1-6]。作為第四類復(fù)雜類型的旁路作業(yè)項目因其可減少甚至避免因大型施工現(xiàn)場的配電網(wǎng)檢修或改造導(dǎo)致的客戶停電而備受重視。但也因為該項技術(shù)的應(yīng)用往往涉及旁路柔性電纜及其附件、旁路負(fù)荷開關(guān)和中間對接頭的應(yīng)用，作業(yè)現(xiàn)場布局較大。此外，作業(yè)現(xiàn)場還通常涉及帶電作業(yè)、運(yùn)行操作、檢修和調(diào)度等多專業(yè)、多班組配合。該類項目現(xiàn)場綜合性強(qiáng)，管控難度較大，一定程度上制約了該項技術(shù)在各供電企業(yè)全面推廣[7]。目前國內(nèi)相關(guān)研究主要集中在基于柔性電纜的旁路作業(yè)技術(shù)應(yīng)用探討[8-11]，少有對作業(yè)組織流程和現(xiàn)場安全風(fēng)險管控的研究。文獻(xiàn)[12]提出了一種新的旁路作業(yè)方式，但多專業(yè)協(xié)同作業(yè)過程的風(fēng)險點(diǎn)把控尚無詳細(xì)闡述。因此，能在滿足安全管理規(guī)定的框架下，結(jié)合既有的帶電作業(yè)、配電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行操作和檢修業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)模式，探索出旁路作業(yè)現(xiàn)場各專業(yè)、各班組間高效、規(guī)范的組織管理模式，對推廣旁路作業(yè)在各供電部門的普遍應(yīng)用具有重要意義。

下面在對現(xiàn)有相關(guān)配電專業(yè)間工作流轉(zhuǎn)機(jī)制進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了一種可行的旁路作業(yè)組織管理新模式。同時，結(jié)合配電線路改造工程的特點(diǎn)，在充分利用改造后網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的條件下，采用旁路作業(yè)法實(shí)施不停電作業(yè)，極大地減少了柔性電纜敷設(shè)，節(jié)省了人力成本，壓縮了工作時長，提升了工作效率。通過配電網(wǎng)改造和檢修現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用，證明所提方法可行、實(shí)用。

1 作業(yè)現(xiàn)場組織管理分析

按照配電作業(yè)安全管理相關(guān)規(guī)定，無論是運(yùn)行維護(hù)、停電檢修，還是帶電作業(yè)，都需要履行保障安全的組織措施[13]，嚴(yán)格執(zhí)行包括工作票制度、工作許可制度和工作終結(jié)制度在內(nèi)的各項措施。文獻(xiàn)[13]對停電檢修和帶電作業(yè)的技術(shù)適用范圍，相應(yīng)的配電第一、第二種工作票和配電帶電作業(yè)工作票的使用條件都做了嚴(yán)格規(guī)定。各類現(xiàn)場作業(yè)都涉及作業(yè)前的許可和作業(yè)后的匯報終結(jié)環(huán)節(jié)，并且對于某作業(yè)項目的許可和終結(jié)必須一一對應(yīng)。下面就停電檢修、常規(guī)帶電作業(yè)和旁路作業(yè)的現(xiàn)場組織管理模式進(jìn)行分析。

1.1 停電檢修組織管理

對于計劃性配電網(wǎng)停電檢修工作，按照現(xiàn)有管理規(guī)定，工作的全過程通常涉及調(diào)度、運(yùn)行操作和檢修3個專業(yè)班組(部門)[13]。根據(jù)當(dāng)日停電計劃，調(diào)度部門向設(shè)備運(yùn)維部門下達(dá)倒閘操作指令，由運(yùn)行操作人員按照調(diào)度指令對設(shè)備進(jìn)行逐項操作，將待檢修線路由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換至檢修狀態(tài)。當(dāng)?shù)归l操作完畢后，運(yùn)行操作人員向調(diào)度匯報操作完畢及線路已處于停電檢修狀態(tài)。接下來，再由調(diào)度下達(dá)檢修工作許可，同意檢修人員進(jìn)入停電線路開展工作。若檢修現(xiàn)場復(fù)雜，涉及多個作業(yè)點(diǎn)位，多個檢修班組同時作業(yè)，中間還可設(shè)兩級許可。在線路由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)至檢修后，由調(diào)度部門向設(shè)備運(yùn)維管理部門下達(dá)一級許可，再由設(shè)備運(yùn)維管理部門向各檢修施工單位(班組)分別下達(dá)二級許可?，F(xiàn)場工作管理流程如圖1所示。與此類似，當(dāng)各檢修單位完成線路檢修后，即可按原有許可路徑向許可人終結(jié)工作任務(wù)。最后，當(dāng)所有檢修工作都匯報終結(jié)后，由調(diào)度部門向運(yùn)行操作人員下達(dá)倒閘操作指令，將線路由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)至運(yùn)行狀態(tài)，恢復(fù)線路供電?，F(xiàn)場工作管理流程如圖2所示。

圖1 停電檢修工作流程(停電環(huán)節(jié))

圖2 停電檢修工作流程(恢復(fù)供電環(huán)節(jié))

1.2 帶電作業(yè)組織管理

1.2.1 常規(guī)帶電作業(yè)組織管理

作為常規(guī)項目的一、二、三類帶電作業(yè)因其作業(yè)現(xiàn)場通常不涉及配電檢修和運(yùn)維操作專業(yè)的配合，不存在工作界面交叉，職責(zé)界面清晰，現(xiàn)場工作流程一般在調(diào)度部門和帶電作業(yè)部門間流轉(zhuǎn)。作業(yè)前通常由帶電作業(yè)班向調(diào)度發(fā)起作業(yè)申請，由調(diào)度下達(dá)許可并根據(jù)情況退出線路重合閘后即可開展工作。也可由帶電作業(yè)班向設(shè)備運(yùn)維部門發(fā)起作業(yè)申請，再由運(yùn)維部門向調(diào)度申請開工并根據(jù)情況退出重合閘[13]。作業(yè)現(xiàn)場流轉(zhuǎn)過程如圖3所示。

圖3 帶電作業(yè)現(xiàn)場工作流程

1.2.2 旁路作業(yè)組織管理

作為四類作業(yè)項目的旁路不停電作業(yè)，相對于另外三類項目，其通常用于某些較大型的配電網(wǎng)檢修、改造工程。工作內(nèi)容綜合性強(qiáng)，往往可能涉及到配電電纜施放、環(huán)網(wǎng)柜吊裝、桿塔組立、斷路器和配電變壓器等柱上設(shè)備安裝等多種配電專業(yè)工作。上述類型工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了帶電作業(yè)這一工種的技術(shù)范疇，現(xiàn)場的順利實(shí)施必須依賴于多工種、多專業(yè)的配合。并且，諸如電纜施放、環(huán)網(wǎng)柜和配電變壓器安裝及調(diào)試屬于傳統(tǒng)的配電檢修專業(yè)領(lǐng)域，必須由檢修人員負(fù)責(zé)實(shí)施。因此，其作業(yè)現(xiàn)場管控相對復(fù)雜。

圖4 某典型旁路作業(yè)現(xiàn)場接線

一個典型的旁路作業(yè)現(xiàn)場如圖4所示。供電部門計劃對某一配電線路的10 kV 2號環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行配電自動化改造，若按照傳統(tǒng)停電檢修方式，則需要將該環(huán)網(wǎng)柜及后端負(fù)荷停電，這難以滿足日益嚴(yán)格的優(yōu)質(zhì)服務(wù)和供電可靠性要求。若采用旁路作業(yè)方式實(shí)施，則需通過10 kV 1號環(huán)網(wǎng)柜待用間隔985，10 kV 3號環(huán)網(wǎng)柜待用間隔984敷設(shè)柔性電纜，分別將2號箱式變壓器和3號箱式變壓器負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)供。再通過柔性電纜將10 kV 1號環(huán)網(wǎng)柜待用間隔984，10 kV 3號箱式變壓器環(huán)網(wǎng)柜待用間隔985連接形成旁路，實(shí)現(xiàn)對線路后端負(fù)荷轉(zhuǎn)供。待負(fù)荷成功轉(zhuǎn)移后，即可斷開10 kV 1號箱式變壓器環(huán)網(wǎng)柜982間隔和10 kV 3號箱式變壓器環(huán)網(wǎng)柜981間隔，實(shí)現(xiàn)對10 kV 2號環(huán)網(wǎng)柜停電，為改造工作創(chuàng)造停電條件。

在上述復(fù)雜類旁路作業(yè)現(xiàn)場，作業(yè)部門直接涉及到調(diào)度、帶電作業(yè)、運(yùn)維和檢修4個專業(yè)部門(班組)。多班組的現(xiàn)場組織和安全管控要求較高，通常應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場總工作負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)多班組(作業(yè)小組)協(xié)調(diào)[1-2]。因該類型作業(yè)通常歸類于帶電作業(yè)項目，參與該項工作的作業(yè)人員及地面輔助人員須取得經(jīng)省公司級培訓(xùn)基地進(jìn)行不停電作業(yè)專項理論培訓(xùn)、考試合格后，持證上崗[1]。因此，作業(yè)現(xiàn)場通常由帶電作業(yè)班統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)和指揮。作業(yè)前由帶電作業(yè)班總工作負(fù)責(zé)人向調(diào)度發(fā)起工作申請，作業(yè)中由總工作負(fù)責(zé)人根據(jù)既定作業(yè)方案分別向帶電作業(yè)、運(yùn)維操作和檢修班組下達(dá)工作許可。工作流程如圖5、圖6所示。該類流轉(zhuǎn)方式主要是將作業(yè)現(xiàn)場由一名帶電作業(yè)人員擔(dān)任總工作負(fù)責(zé)人。但實(shí)際上，由于帶電作業(yè)(或設(shè)備運(yùn)維單位)的工作人員難以全盤掌握帶電作業(yè)、運(yùn)維操作和檢修3個專業(yè)的工作方式和特點(diǎn)，也無法做到對所有在場人員技能水平的掌控，現(xiàn)場管控難度較大，存在較大安全管理漏洞。

圖5 旁路作業(yè)工作流程(開工環(huán)節(jié))

圖6 旁路作業(yè)工作流程(終結(jié)環(huán)節(jié))

1.3 改進(jìn)后的旁路作業(yè)現(xiàn)場組織管理

通過分析各類型作業(yè)現(xiàn)場工作流轉(zhuǎn)模式，可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)度部門在常規(guī)的倒閘操作、配電網(wǎng)檢修和帶電作業(yè)工作中都發(fā)揮了調(diào)度指揮角色，運(yùn)行操作、檢修和帶電作業(yè)班組都會向調(diào)度申請許可，匯報終結(jié)工作。因此，在旁路作業(yè)這樣涉及到調(diào)度、運(yùn)行操作、檢修和帶電作業(yè)的大型復(fù)雜作業(yè)現(xiàn)場，可充分發(fā)揮調(diào)度部門的指揮中樞職能，構(gòu)建全新、可靠和高效的現(xiàn)場管控新模式。將旁路作業(yè)分解為帶電作業(yè)、停電檢修和倒閘操作等常規(guī)作業(yè)類型，實(shí)施模塊化組合。在該模式下，帶電作業(yè)、運(yùn)行操作和配電檢修仍然按照原有的作業(yè)流轉(zhuǎn)程序向許可人發(fā)起工作申請(1.1節(jié)和1.2.1條)，作業(yè)完成后匯報終結(jié)，如圖7、圖8所示。

圖7 改進(jìn)后的旁路作業(yè)工作流程(開工環(huán)節(jié))

圖8 改進(jìn)后的旁路作業(yè)工作流程(終結(jié)環(huán)節(jié))

通過該模式，調(diào)度、運(yùn)行操作、帶電作業(yè)和配電網(wǎng)檢修班組人員仍然可沿用原來熟悉的作業(yè)流轉(zhuǎn)方式開展工作(1.1節(jié)和1.2.1條)，無需學(xué)習(xí)新的流轉(zhuǎn)方式，減少了學(xué)習(xí)成本和協(xié)調(diào)工作。各專業(yè)工種仍可按原有方式組織管控，既滿足安全管理規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，也不涉及大量的人員資質(zhì)問題，便于旁路作業(yè)普遍推廣。此外，作業(yè)現(xiàn)場還可通過在各帶電作業(yè)和設(shè)備運(yùn)維部門各設(shè)置一名協(xié)調(diào)人，參與現(xiàn)場輔助協(xié)調(diào)，這樣可有效避免旁路作業(yè)發(fā)生操作失誤風(fēng)險，進(jìn)一步為該類型的復(fù)雜作業(yè)現(xiàn)場提供安全保障。

2 新型旁路作業(yè)技術(shù)

2.1 原有作業(yè)方式

旁路作業(yè)原理即利用柔性電纜搭建臨時旁路系統(tǒng)，對原有供電線路形成旁路，再通過倒閘操作(帶電作業(yè))等手段，實(shí)現(xiàn)將負(fù)荷臨時轉(zhuǎn)移至旁路系統(tǒng)，然后再對待檢修或改造線路進(jìn)行停電隔離，為檢修人員進(jìn)入檢修區(qū)域創(chuàng)造安全的無電環(huán)境[1-2]，如圖9所示。對于設(shè)備間距離相對較小的電纜網(wǎng)系統(tǒng)，該方式敷設(shè)柔性電纜相對較少，實(shí)用性較強(qiáng)。但對于架空線路工作，因架空線路通常較長，采用該類作業(yè)方式需使用大量的旁路作業(yè)裝備，通常有旁路電纜施放車、柔性電纜、旁路負(fù)荷開關(guān)和電纜保護(hù)槽盒等[1]。而由于柔性電纜的自身特性，敷設(shè)工藝要求高，不可與地面直接摩擦[1]，且為了便于施放和回收，單節(jié)電纜長度一般不超過50 m(單芯)，敷設(shè)工作較為耗時。以圖9(a)所示的10 kV某線架空線路遷改工程為例，按照原有作業(yè)方式，若要采用旁路作業(yè)法完成9—19號桿線路遷改，則需在8—20號桿間敷設(shè)柔性電纜，搭建旁路系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。該工程待遷改部分架空線路達(dá)到500 m，若仍采用該方式則將使用30根柔性電纜、27支柔性電纜專用中間直接頭和1臺旁路負(fù)荷開關(guān)。作業(yè)現(xiàn)場不僅布置復(fù)雜，需投入較多的人力和裝備，影響施工效率，而且僅適用于負(fù)荷電流不大于200 A的線路[1-2]。

2.2 新作業(yè)方式

通常來講，配電網(wǎng)線路遷改或改造工程往往涉及新的線路敷設(shè)，以將原線路通道騰出，完成配合市政改造等任務(wù)。在采用旁路作業(yè)法實(shí)施該類工程時，若充分利用新建部分線路(架空線路或者電纜網(wǎng))，首先，通過帶電作業(yè)方式完成新建部分兩端帶電搭火；再通過新裝柱上隔離開關(guān)(或斷路器)實(shí)現(xiàn)新建部分并入系統(tǒng)帶電運(yùn)行，即可與原線路形成旁路；最后，通過帶電作業(yè)方式對待遷改部分線路進(jìn)行解頭斷電，并配合檢修部門完成桿塔和導(dǎo)線拆除工作。作業(yè)示意圖如圖9(b)所示。

圖9 某10 kV架空線路遷改工程

3 實(shí)際應(yīng)用

某供電公司接政府部門通知，10 kV某黃線部分線路所在區(qū)域?qū)⑦M(jìn)行土地整頓，以順利推進(jìn)某重點(diǎn)市政民生工程，如圖10所示。地塊中的10 kV架空線路需通過配套電力線路遷改工程完成通道遷移。因工期較緊，需盡快予以實(shí)施，因此供電部門計劃通過旁路作業(yè)方式完成該項工程，以緩解優(yōu)質(zhì)服務(wù)和供電可靠性壓力。

圖10 某電力遷改工程示意

按施工設(shè)計方案，該遷改工程將在10 kV 2號環(huán)網(wǎng)柜983待用間隔新出一回電纜，并在N1號桿處上桿，經(jīng)N9號桿后在原10 kV某黃線黃土七社支線10號桿搭火。因此，旁路作業(yè)時可充分利用新建線路對計劃遷改的部分形成旁路，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。作業(yè)時，按照1.3節(jié)改進(jìn)后的旁路作業(yè)組織管理模式，由調(diào)度部門作為帶電、運(yùn)維操作和檢修專業(yè)的工作流轉(zhuǎn)中樞，對作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全閉環(huán)管控。主要工作內(nèi)容及步驟信息如表1所示。

表1 主要作業(yè)步驟信息

按照新的組織管理模式，將相對復(fù)雜的旁路作業(yè)項目分解為帶電、運(yùn)維操作和檢修3個專業(yè)模塊，細(xì)分為各專業(yè)常見的普通工作類型，各專業(yè)可利用原有的組織方式開展工作。作業(yè)過程中的工作申請和終結(jié)環(huán)環(huán)相扣，都通過調(diào)度部門進(jìn)行流轉(zhuǎn)，避免了新增流程可能出現(xiàn)的安全漏洞。按照新的旁路作業(yè)方法，充分利用改造工程將新建線路這一有利條件，首先，由檢修部門提前完成電纜敷設(shè)、架空線路架設(shè)、柱上設(shè)備安裝等工作；然后，再由帶電作業(yè)部門在10號桿完成新架線路搭火；接下來再由設(shè)備運(yùn)行部門倒閘操作完成新建線路通電，形成旁路。在運(yùn)行部門完成倒閘操作使待遷改線路負(fù)荷退出后，帶電作業(yè)部門在10號桿完成原有線路的解頭斷電，為檢修部門最終拆除原線路創(chuàng)造停電條件。新舊流程與方法特點(diǎn)對比如表2所示。

表2 新舊流程與方法對比

4 結(jié) 語

通過對供電部門日常檢修和帶電作業(yè)流程進(jìn)行分析，針對復(fù)雜類作業(yè)項目中的旁路不停電作業(yè)提出了一種新的作業(yè)現(xiàn)場組織管理方法。該方法將旁路作業(yè)現(xiàn)場工作按照專業(yè)分解為帶電、運(yùn)維操作和檢修3個模塊。每一部分仍按照各專業(yè)已有的成熟流程進(jìn)行流轉(zhuǎn)，將調(diào)度部門作為工作流轉(zhuǎn)中樞。該流程既不增加新的管控方式，利于現(xiàn)場工作人員理解和掌握，也使得職責(zé)界面清晰，現(xiàn)場風(fēng)險易于管控。同時，還針對配電網(wǎng)改造工程提出了一種新的旁路作業(yè)技術(shù)方法，該方法的旁路系統(tǒng)充分利用了新建線路，實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷轉(zhuǎn)移。通過成都地區(qū)供電部門多次現(xiàn)場實(shí)施，該方法簡易可行、風(fēng)險易控，具有實(shí)用意義。