基于檢修態切換的供電系統設備檢修安全控制措施

馬勝忠

中鐵電氣化局集團第一工程有限公司 北京100070

引言

供電系統內部結構比較復雜,且運行過程中涉及的設備比較多,為了保證供電系統運行順利與供電功能正常,需要定期對供電系統設備進行檢修。但是隨著科學技術的不斷發展,供電系統供電過程逐漸朝著智能化、數字化和信息化方向發展,供電系統內部的電纜開始被光纖鏈路代替,并且供電系統的鏈路大多帶有自檢功能,雖然目前供電系統具備更好地電磁兼容性,但是以上這些改變也給供電系統設備檢修帶來了難題,在實際工作中供電系統設備檢修工作變得復雜且危險,部分設備功能是相互配合的關系,在對其檢修過程中容易發生安全事故,并且也給供電系統設備運行帶來了安全風險,因此必須采取有效的措施控制供電系統設備檢修安全。目前所實施的供電系統設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,以及基于特定規則的控制措施,這兩種措施在實際應用中無法實現供電系統不停電狀態下設備安全檢修,當在供電系統不停電狀態時檢修設備,設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切換的供電系統設備檢修安全控制措施研究。

1 供電系統設備檢修工作現狀

1.1 接地線的布置不規范 供電系統中的電氣操作主要有驗電和接地兩種。當前,接地線的布置缺乏技術手段的規范管理,接地線前沒有強制性的驗電保證,接地線必須依靠專業人員,接地線作業過程缺乏視頻監控,相關人員的操作不當,導致接地線相關事故發生,不僅給現場作業人員帶來了嚴重的人身傷害,而且造成現場設備的嚴重損壞,給供電系統的正常運行帶來很大的負面影響。

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,造成安措操作票準備時間長,效率低,而且沒有從源頭保證作業內容的安全。伴隨著科學技術的進步和發展,目前供電系統設備的安全檢修既可以通過技術手段加強,也可以通過自動化手段提高現場設備的維護效率。例如利用智能聯鎖技術,可以將原本分散、孤立的電器緊密地連接起來,強制關閉不合格的供電設備,防止誤操作。

2 供電系統設備檢修安全控制措施

在供電系統設備檢修工作現狀的基礎上,基于檢修態切換,從保護裝置狀態定義與轉換、供電設備狀態監測以及檢修狀態輔助判斷與安措操作自動診斷三個方面提出供電系統設備檢修安全控制措施,具體內容如下。

2.1 保護裝置狀態定義與轉換 本文在對供電系統設備檢修安全控制時,首先需要對保護裝置的各個運行狀態進行合理定義,并實現對不同狀態之間的自由轉換。針對單一的供電保護裝置的運行狀態檢查,應當仔細劃分其狀態。根據供電系統設備檢修的日常工作狀態及需要,將保護裝置的狀態劃分為運行狀態、信號狀態、退出狀態以及隔離狀態[1]。檢修過程中的各個設備或智能終端設備運行狀態,應當與保護裝置的狀態同步[2]。而不同之處在于,大部分的智能終端設備的運動狀態和信號狀態是不會發生改變的。因此,本文將上述各設備的一次停電或不停電,定義為是設備的運行狀態和信號狀態[3]。保護裝置的檢修態轉換通常包括以下幾個步驟:保護裝置在退出運行,并向其他設備發出軟壓板信號時會從運行狀態逐漸轉變為信號狀態;而當保護裝置退出本保護裝置功能軟壓板,并且退出相關運行狀態設備對本設備的接收軟壓板時,會逐漸從信號狀態轉變為退出狀態;然后當保護裝置投入到檢修硬壓板時,會從退出狀態轉變為檢修狀態;最后,當保護裝置斷開并且運行過程中為光纖連接時,其狀態會逐漸由檢修狀態轉變為隔離狀態,以此完成保護裝置狀態的轉換。

2.2 供電設備狀態監測 對供電設備狀態監測主要有三個方面,即定期解體檢測、聯機檢測和脫機檢測。

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

聯機檢測是指通過對供電設備的監測,檢查供電設備的使用情況,使相關工作人員可以根據監測結果及時對供電設備進行檢修。

脫機檢測是指對供電設備在定期檢修的基礎上進行不定期檢測,并以油液分析儀等能提取供電設備參數的儀器為輔助手段。

2.3 檢修狀態輔助判斷與安措操作自動診斷 根據本文上述明確保護裝置狀態定義與轉換后,還需要通過檢修狀態輔助判斷,確保設備在檢修過程中的安全性得到有效控制。當某一臺被檢修的設備進入到檢修狀態時,除了需要退出被檢修裝置的軟壓板和硬壓板結構以外,還需要確保其各個壓板之間始終處于相互關聯的狀態[4]。在整個檢修過程中,與軟壓板有關的安全措施可視為一個完整的結構體系,因此,只有將所有的壓板結構均投退后,才能說明被檢修的設備狀態已經實現合理的轉換。

在實際檢修的過程中,對于部分被檢修設備而言,可將其投入的具體狀態劃分為多種不同形式,通過合理判斷設備狀態,能夠有效實現對檢修情況的判斷。同時在判斷的過程中,還應當遵循其基本原則,將需要檢修的設備中各個壓板結構狀態與之對應,從而檢查是否在檢修的過程中按照相應的操作完成[5],以此進一步避免出現保護裝置的拒動或誤動,導致發出相應的警報。除此之外,為體現本文控制方法的自動化,還應當針對不同供電設備檢修過程中的具體情況自動診斷安措狀態。診斷畫面可將具體的診斷過程更加清晰地展現,以此實現可視化檢查,并進一步確定檢修過程中各設備之間的連接關系。對每一種狀態劃分一個顏色,以此根據不同顏色的變化通過實現設定閾值的方式,實現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供電系統設備在檢修過程中的安全控制,保障檢修工作的穩定。

3 實驗論證分析

實驗以某區域供電系統為實驗對象,該供電系統供電范圍為15634.4 m2,含有16條母線,36個智能開關,含有的設備種類共15種,數量為165個,實驗利用此次設計的控制措施與傳統措施對該供電系統設備檢修安全進行控制。實驗中令供電系統始終處于不停電運行狀態,利用JIS-S01電量檢測儀器測量設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各個線路的電流量不得超過10 mA,以此為實驗結果判斷依據,對比分析兩種控制措施下供電系統設備線路電流量,實驗結果如表1所示。

從表1可以看出,基于檢修態切換的供電系統設備檢修安全控制措施實施下,設備線路電流量遠遠低于傳統措施,并且小于10 mA,因此實驗證明了設計措施更適用于供電系統設備檢修安全控制。

表1 兩種措施實施下設備線路電流量對比(mA)

4 結束語

本文利用檢修態切換技術設計了一套供電系統設備檢修安全控制措施方案,實現了不停電狀態下供電系統設備安全檢修,保證了供電系統的供電功能正常發揮,同時也為供電系統設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設備檢修安全,對實現狀態監視和供電系統故障定位具有良好的現實意義。本文研究內容有限,在未來將在供電系統設備檢修安全智能控制模型方面展開研究,實現無人員參與的供電系統設備檢修安全控制。