電氣設備檢修隔離管控系統研究與應用

陳延軍，程 石，段全洲，王志遠，曾紅剛

(1.國網新疆電力有限公司烏魯木齊供電公司，新疆 烏魯木齊 830000;2.國網新疆電力有限公司，新疆 烏魯木齊 830063)

0 引言

目前電力企業為確保檢修試驗設備及人員安全，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《電力安全工作規程(發電廠和變電站電氣部分)》等文件。

雖然電力企業均有安全措施的約束，但是由于缺乏有效的技術管控手段，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，易發生向未完成檢修工作區域輸送能量的誤操作。

(2) 作業人員權限管理缺乏有效的技術保障。安全措施布置人員與檢修作業人員分別由不同專業開展工作，溝通的疏忽或協調不當，都有可能發生檢修作業未完成誤向檢修區域輸送能量的事件，造成人員傷亡及設備損壞。當不同工作任務、不同專業班組在同一區域交叉作業時，更易發生此類誤操作事件。

電力設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區域所造成的安全事故，一直是設備檢修中急待解決的問題。

國內外一些科研院所和企業也已開展關于安全隔離閉鎖系統方面的研究，但卻未能實現在特殊情況下，按照隔離點設備狀況自動識別交叉隔離點及進行權限分解，也不支持試運行操作及可在隔離管控范圍內分模塊指定解除部分設備的隔離狀態[3-4]。

1 設計目標及思路

1.1 設計目標

(1) 系統需從技術防范上強制隔離檢修中的危險點，實現操作沖突分析預測，危險點智能管控，切實防止檢修作業過程中的惡性事故的發生，保障檢修人員人身安全及設備安全。

(2) 系統需實現檢修過程安措的智能化、標準化、電子化，能確保安全措施正確執行。

(3) 系統需實現對操作記錄管理，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則，積累成“安全措施專家庫”，利用圖模一體化技術，建立現場安措同專家庫的相互關聯機制，結合生產管理系統接口獲取遠程控制設備狀態數據進行稽核校驗，實現安措智能評估，確保檢修作業中各項安措的正確性。

(2) 在安措“控”的方面，以生產流程為依托，用智能鑰匙作為正確執行的橋梁，采用隔離鎖具及附件達到智能鎖定的目的，實現現場強制隔離閉鎖、交叉作業的智能控制，確保檢修作業中各項安措與工作票一致。

1.3 適用范圍

系統可從全方位、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、可控的檢修環境。可應用范圍主要有以下場所：

(1) 各類變電站中的電氣設備，包括一次設備和二次設備。

(2) 各類發電廠的電氣設備。

(3) 配電網中開閉所、配電房、環網柜等的電氣設備。

2 重點研究內容

2.1 安措智能管理技術

通過提取典型工作票中的規則，積累檢修安措數據，形成安全措施專家庫，給現場安措執行提供正確有效的依據。

建立系統圖模一體化庫，并將系統圖同安措專家庫實時關聯，形成設備間的邏輯規則、典型隔離流程，實現多任務交叉作業智能判斷及管控，保證現場安措執行的正確性及一致性。

2.2 現場檢修隔離技術

利用智能鑰匙及專用鎖具授權控制，實現對設備檢修作業的統一管控、安全措施的強制執行，達到智能鎖定的目的。

研發電力系統所涉及的各類設備的鎖定附件，實現對設備有效的隔離閉鎖，達到智能鎖定的有效實施。

3 解決方案

3.1 系統架構

系統主要由管理軟件和設備硬件兩大部分組成，核心設備為管理主機、通信適配器、智能鑰匙、智能鎖具及附件。其相互配合實現對電氣專業的工作票執行過程的接票、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。系統設備組成架構見圖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，實現開鎖授權管理、統計、查詢，以及與智能鑰匙間的數據交互和解鎖鑰匙的使用授權管理。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數據傳送和充電功能。智能鑰匙內置可智能控制的開鎖機構及鎖具身份識別模塊，以確保驗電和開鎖操作的正確性。智能鎖具內嵌可更換的RFID 編碼片，實現對鎖具的唯一身份編碼。鎖具安裝時，根據現場實際需求，選用合適的智能鎖芯、鎖體以及閉鎖附件，實現對設備的閉鎖。

3.3 技術創新點

(1) 建立了全面的檢修防誤規則庫，為智能檢修隔離管控的實現提供了有效的邏輯規則基礎。

(2) 將智能拓撲分析算法引入電氣設備檢修防誤隔離管控系統，系統自動生成檢修隔離措施和檢修工作區域，制定多工作任務防沖突校驗機制，實現多班組作業過程中防誤送電功能，為智能檢修隔離管控的實現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 系統設備組成架構

4 結論

本系統面向電氣檢修作業，提供安全、有效的操作方式和管理監督手段，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中誤動誤碰、常規人為破壞，實現對檢修作業的安全管理，進一步提升了電氣檢修的安全管理水平。