防誤閉鎖新技術(shù)在配網(wǎng)中的應(yīng)用分析

摘要:近幾年，我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展迅速、配網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對(duì)配網(wǎng)調(diào)度和操作的安全性、及時(shí)性提出了更高的要求。本文借鑒變電站微機(jī)防誤裝置的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)并結(jié)合配網(wǎng)設(shè)備特點(diǎn)提出在配網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)微機(jī)防誤的方法。并使其功能延伸到運(yùn)行管理、操作票管理、工作流程管理、設(shè)備工況監(jiān)視、仿真培訓(xùn)、配網(wǎng)調(diào)度專家系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞:微機(jī)防誤裝置 配網(wǎng) 防止誤操作 仿真培訓(xùn) 專家系統(tǒng)

1 應(yīng)用背景

近幾年城市建設(shè)高速發(fā)展，配網(wǎng)快速擴(kuò)張，原有的配網(wǎng)調(diào)度模擬屏不能容納下眾多的調(diào)度元件。配網(wǎng)改造不斷進(jìn)行，新用戶不斷接入，網(wǎng)絡(luò)的變化更新速度很快，而配網(wǎng)調(diào)度模擬屏的更新速度無(wú)法滿足要求，使配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和模擬屏的狀態(tài)有一定差異。現(xiàn)在的配網(wǎng)調(diào)度人員工作一般是以模擬圖版為基礎(chǔ)、參照單線圖，考慮網(wǎng)絡(luò)的環(huán)網(wǎng)、線路互帶等諸多因素才能正確下達(dá)調(diào)度命令。這使得調(diào)度員的工作量工作壓力增大，工作時(shí)處于高度緊張的狀態(tài)。如調(diào)度人員經(jīng)驗(yàn)不足就可能導(dǎo)致出現(xiàn)誤調(diào)度，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的誤操作事故。

在配網(wǎng)調(diào)度或運(yùn)行過(guò)程中，容易發(fā)生的惡性誤操作事故有:誤入帶電間隔、帶地線合閘、誤拉合開關(guān)、帶負(fù)荷拉刀閘、帶電掛地線。線路倒閘操作中，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)較多，操作程序復(fù)雜，也更加容易出現(xiàn)誤操作的情況。

2 配網(wǎng)防誤閉鎖的特點(diǎn)與要求

配網(wǎng)防誤是一個(gè)新興領(lǐng)域，同傳統(tǒng)的發(fā)電廠、變電站防誤閉鎖系統(tǒng)相比，其技術(shù)發(fā)展有以下趨勢(shì):①由單站防誤向多站、多操作單元聯(lián)合防誤、網(wǎng)絡(luò)防誤演化;②人工錄入邏輯公式的情況已不能滿足實(shí)際的要求，需要尋找自動(dòng)生成防誤邏輯規(guī)則的方法;③不再是一個(gè)單一的防誤系統(tǒng)，而是同時(shí)具備了多種復(fù)雜功能，比如運(yùn)行管理、操作票管理、工作流程管理、網(wǎng)絡(luò)工況監(jiān)視、仿真培訓(xùn)、配網(wǎng)調(diào)度專家系統(tǒng)等;④需要閉鎖的設(shè)備類型繁多、設(shè)備數(shù)量龐大，對(duì)系統(tǒng)容量、系統(tǒng)維護(hù)、閉鎖方式等多個(gè)方面提出了更高的要求;⑤注重系統(tǒng)集成，強(qiáng)調(diào)信息交互與數(shù)據(jù)共享。可在多個(gè)部門聯(lián)合使用，可與多種系統(tǒng)配合使用;在電氣防誤操作中，由過(guò)去的單任務(wù)操作方式逐漸向多層次、多任務(wù)的并發(fā)操作模式發(fā)展。

3配網(wǎng)防誤閉鎖結(jié)構(gòu)分析

配網(wǎng)調(diào)度防誤操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖

防誤主機(jī)顯示供電公司全部10kV配網(wǎng)線路的信息，包括電纜、刀閘、開關(guān)、保險(xiǎn)、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱、架空線路等全部配網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的接線圖。當(dāng)運(yùn)行(調(diào)度)人員在防誤主機(jī)上通過(guò)配網(wǎng)系統(tǒng)接線圖進(jìn)行模擬操作時(shí)，防誤主機(jī)使用拓?fù)浞治觯鶕?jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)現(xiàn)狀、電源點(diǎn)的流向因素等對(duì)模擬預(yù)演操作進(jìn)行綜合邏輯判斷，若符合防誤規(guī)則，則通過(guò);若違反防誤規(guī)則，則對(duì)該項(xiàng)操作以文字和聲音兩種形式告警，提示用戶重新檢查操作項(xiàng)內(nèi)容。模擬預(yù)演結(jié)束后生成正確的操作票，并將操作票通過(guò)紅外、無(wú)線的方式傳輸給電腦鑰匙，現(xiàn)場(chǎng)操作人員按電腦鑰匙顯示的提示，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)操作，并將操作的結(jié)果實(shí)時(shí)回傳至防誤主機(jī)。系統(tǒng)的操作流程圖如下:

4 配網(wǎng)防誤閉鎖方案分析

針對(duì)配網(wǎng)的各種設(shè)備特點(diǎn)，合適的安裝電子編碼鎖、機(jī)械掛鎖、高壓帶電顯示裝置、位置檢測(cè)器等硬件閉鎖裝置，能實(shí)現(xiàn)配電“五防”需求，防止下列惡性事故的發(fā)生:①誤入帶電間隔;②誤帶電掛地線(合地刀);③誤帶負(fù)荷拉合刀閘;④誤帶地線或地刀送電操作;⑤誤分合開關(guān);⑥檢修、接地牌未摘除送電。以下是配網(wǎng)各種設(shè)備和環(huán)境下的防誤閉鎖實(shí)現(xiàn)方式。

4.1 多單位操作、同任務(wù)多組操作的相互防誤閉鎖方式 配網(wǎng)操作任務(wù)往往涉及到調(diào)度、電氣操作、線路操作、低壓操作等崗位協(xié)同操作，實(shí)現(xiàn)操作票每操作完一個(gè)操作步驟就實(shí)時(shí)回傳操作結(jié)果，當(dāng)各操作單位的步驟存在先后操作的邏輯關(guān)系時(shí)，待令的單位只有在上個(gè)步驟已操作結(jié)束并回傳結(jié)果符合邏輯條件情況開放操作，否則進(jìn)行閉鎖，且配網(wǎng)調(diào)度能在系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)時(shí)監(jiān)控到各操作單位的操作情況;此防誤閉鎖方式適用于多單位操作、同任務(wù)多組協(xié)同操作的防誤閉鎖，可防止誤入帶電間隔、誤帶電掛地線(合地刀)、誤帶負(fù)荷拉合刀閘、誤帶地線或地刀送電操作、誤分合開關(guān)、檢修、接地牌未摘除送電的惡性事故發(fā)生。

4.2 進(jìn)線或聯(lián)絡(luò)電源開關(guān)柜的防誤方式 在進(jìn)線或聯(lián)絡(luò)電源開關(guān)柜的電纜室柜門處裝設(shè)高壓帶電顯示裝置，電腦鑰匙在操作到該柜時(shí)，首先進(jìn)行強(qiáng)制驗(yàn)電，如果有電則強(qiáng)制閉鎖;同時(shí)通過(guò)無(wú)線通信拓?fù)浞治鲞M(jìn)線或聯(lián)絡(luò)電纜的各側(cè)的電源刀閘是否斷開，開關(guān)是否在冷備用狀態(tài)，否則進(jìn)行閉鎖，確保必須停電才能打開柜門，其他的饋線柜也可應(yīng)用，其安裝不需停電，安裝簡(jiǎn)便。可防止誤入帶電間隔、誤帶電掛地線(合地刀)、誤帶地線或地刀送電操作的惡性事故發(fā)生。

4.3 獨(dú)立配電變壓器室的防誤方式 在獨(dú)立配電變壓器室的安全遮攔的網(wǎng)門上裝設(shè)防誤機(jī)械鎖，當(dāng)變壓器要進(jìn)行檢修時(shí)，需完成停電操作，由操作人員使用電腦鑰匙通過(guò)無(wú)線通信拓?fù)浞治鲞M(jìn)線或聯(lián)絡(luò)電纜的各側(cè)的電源刀閘是否斷開，開關(guān)是否在冷備用狀態(tài)，否則進(jìn)行閉鎖，可防止誤入帶電間隔、誤帶電在變壓器或其高壓負(fù)荷開關(guān)進(jìn)線電纜掛地線、誤帶地線送電操作的惡性事故發(fā)生。

4.4 架空線裝設(shè)檢修接地線的防誤方式 由線路操作人員在系統(tǒng)中圖形模擬開票，在模擬操作裝設(shè)檢修接地線時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治龈鱾?cè)的各側(cè)電源刀閘是否斷開，開關(guān)是否轉(zhuǎn)冷備用狀態(tài)，否則不能繼續(xù)模擬開票，從而避免開票錯(cuò)誤，從開票源頭防止，可防止誤帶電掛地線、誤帶地線送電操作的惡性事故發(fā)生。

4.5 使用地線管理器，對(duì)所有臨時(shí)接地線實(shí)施閉鎖，到達(dá)指定操作位置后，使用電腦鑰匙驗(yàn)證桿上裝的位置檢測(cè)器是否正確，正確后地線管理器才對(duì)臨時(shí)接地線解除閉鎖，取出臨時(shí)接地線掛接地。恢復(fù)送電時(shí)，運(yùn)行人員必需將臨時(shí)地線拆除，并將地線歸位到檢測(cè)閉鎖機(jī)構(gòu)，檢測(cè)閉鎖機(jī)構(gòu)識(shí)別地線的號(hào)碼正確后，對(duì)該地線進(jìn)行閉鎖。同時(shí)通知電腦鑰匙可進(jìn)行送電操作。如果有地線沒(méi)有被帶回，則地線管理器通過(guò)無(wú)線方式將地線裝設(shè)情況匯報(bào)到系統(tǒng)，在接線圖上顯示出來(lái)，同時(shí)地線管理器會(huì)以聲音和燈光的方式報(bào)警，提示現(xiàn)場(chǎng)有地線未拆除。

線路操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作完畢回傳后，配網(wǎng)調(diào)度即能在系統(tǒng)中檢查接地線是否裝掛，并自動(dòng)在工作的線路上顯示檢修、接地牌，否則不允許開工，可防止未裝掛檢修接地線許可開工或檢修、接地牌未摘除時(shí)送電的惡性事故發(fā)生，并將地線使用結(jié)果匯報(bào)到系統(tǒng)，記錄、匯總方便以后查詢。

4.6 環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱的防誤方式 環(huán)網(wǎng)柜接地刀操作孔采用機(jī)械編碼鎖與電子鑰匙配合的方式，實(shí)現(xiàn)閉鎖接地刀操作，防止誤開柜門、誤帶電合地刀(適用于有接地刀的環(huán)網(wǎng)柜)。

電纜分支箱柜門采用機(jī)械編碼鎖與電子鑰匙配合的方式，利用拓?fù)湓韺?shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)閉鎖功能，檢測(cè)與電纜分支箱各側(cè)電源刀閘是否斷開，開關(guān)是否轉(zhuǎn)冷備用狀態(tài)，否則閉鎖打開柜門，從而防止誤入帶電間隔、帶電裝設(shè)接地線、誤帶地線送電操作的惡性事故發(fā)生。

4.7 變電站饋出和配網(wǎng)的防誤聯(lián)鎖方式 實(shí)現(xiàn)獲取自動(dòng)化的開關(guān)遙信位置狀態(tài)，并由自動(dòng)化系統(tǒng)的開關(guān)變位來(lái)刷新配電五防系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)，在防誤系統(tǒng)中要建立變電站的開關(guān)模型，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓恚?dāng)變電站饋線對(duì)側(cè)配網(wǎng)設(shè)備需要裝設(shè)接地線或合接地刀時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)閉鎖功能;(現(xiàn)場(chǎng)配網(wǎng)設(shè)備裝設(shè)有電編碼鎖或機(jī)械編碼鎖配合使用)，優(yōu)點(diǎn):根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓恚蓪?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)閉鎖功能，不用停電安裝;從而防止誤入帶電間隔、帶電裝設(shè)接地線、誤帶地線送電操作、檢修/接地牌未摘除時(shí)送電的惡性事故發(fā)生。

4.8 柱上隔離開關(guān)和斷路器防誤方式 采用在對(duì)應(yīng)設(shè)備的桿上裝設(shè)位置檢測(cè)器與電子鑰匙配合的方式，操作人員按電腦鑰匙提示，將電腦鑰匙插入位置檢測(cè)器或通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式進(jìn)行識(shí)別，若位置正確，則提示‘正確，可以操作’，否則提示‘錯(cuò)誤，禁止操作’。位置檢測(cè)器編碼采用無(wú)源，非接觸方式采碼，避免操作人員需要對(duì)碼登桿，防止走錯(cuò)桿塔，造成誤登、誤操作。

4.9 誤分合開關(guān)的防誤方式 通過(guò)在操作回路上串入電編碼鎖，達(dá)到閉鎖就地合/分操作，實(shí)現(xiàn)硬閉鎖，同時(shí)考慮開關(guān)手車在試驗(yàn)位置整組試驗(yàn)需求，將試驗(yàn)位置常開接點(diǎn)與電編碼鎖并聯(lián)，當(dāng)手車在試驗(yàn)位置時(shí)，接點(diǎn)閉合將電編碼鎖短接開通閉鎖回路。

通過(guò)防誤系統(tǒng)主機(jī)與自動(dòng)化系統(tǒng)主機(jī)的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)軟閉鎖，只有防誤模擬操作通過(guò)，監(jiān)控才允許遙控。

4.10 針對(duì)封閉式開關(guān)設(shè)備驗(yàn)電的實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊透邏候?yàn)電顯示裝置相結(jié)合，由電腦鑰匙強(qiáng)制驗(yàn)電并確認(rèn)與此開關(guān)相關(guān)的電源已斷開來(lái)確認(rèn)停電;通過(guò)獲取自動(dòng)化的開關(guān)遙信位置狀態(tài)和遙測(cè)信息，確認(rèn)設(shè)備確已斷開，無(wú)電流和電壓等信息，實(shí)現(xiàn)二元判斷。

5 結(jié)束語(yǔ)

配網(wǎng)調(diào)度微機(jī)防誤系統(tǒng)的應(yīng)用，將建立防誤工作平臺(tái)，運(yùn)用防誤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形，為調(diào)度員和電氣操作人員操作設(shè)備提供模擬操作演示功能，最大限度地減少誤操作產(chǎn)生的可能性，同時(shí)正確的操作順序生成可執(zhí)行的操作票，并將操作票傳輸給電腦鑰匙，運(yùn)行人員按電腦鑰匙顯示的提示，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)操作。配網(wǎng)防誤新技術(shù)的應(yīng)用，使配電網(wǎng)的管理水平上一個(gè)新臺(tái)階，大幅度地降低了運(yùn)行和管理費(fèi)用，有效地減少因電氣倒閘誤操作造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高了配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平。保障人身安全，提高供電可靠性。