基于检修态切换的供电系统设备检修安全控制措施

马胜忠

中铁电气化局集团第一工程有限公司 北京100070

引言

供电系统内部结构比较复杂,且运行过程中涉及的设备比较多,为了保证供电系统运行顺利与供电功能正常,需要定期对供电系统设备进行检修。但是随着科学技术的不断发展,供电系统供电过程逐渐朝着智能化、数字化和信息化方向发展,供电系统内部的电缆开始被光纤链路代替,并且供电系统的链路大多带有自检功能,虽然目前供电系统具备更好地电磁兼容性,但是以上这些改变也给供电系统设备检修带来了难题,在实际工作中供电系统设备检修工作变得复杂且危险,部分设备功能是相互配合的关系,在对其检修过程中容易发生安全事故,并且也给供电系统设备运行带来了安全风险,因此必须采取有效的措施控制供电系统设备检修安全。目前所实施的供电系统设备检修安全控制措施主要有基于回路文件对比的控制措施,以及基于特定规则的控制措施,这两种措施在实际应用中无法实现供电系统不停电状态下设备安全检修,当在供电系统不停电状态时检修设备,设备连接链路常常带有较大的电流量,并且电流量值比较大,仍会对检修人员生命安全带来威胁,为此提出基于检修态切换的供电系统设备检修安全控制措施研究。

1 供电系统设备检修工作现状

1.1 接地线的布置不规范 供电系统中的电气操作主要有验电和接地两种。当前,接地线的布置缺乏技术手段的规范管理,接地线前没有强制性的验电保证,接地线必须依靠专业人员,接地线作业过程缺乏视频监控,相关人员的操作不当,导致接地线相关事故发生,不仅给现场作业人员带来了严重的人身伤害,而且造成现场设备的严重损坏,给供电系统的正常运行带来很大的负面影响。

1.2 安措操作票管理模式单一 就安措操作票而言,目前多数采用的是人工管理模式,安措操作票依靠人工手写,造成安措操作票准备时间长,效率低,而且没有从源头保证作业内容的安全。伴随着科学技术的进步和发展,目前供电系统设备的安全检修既可以通过技术手段加强,也可以通过自动化手段提高现场设备的维护效率。例如利用智能联锁技术,可以将原本分散、孤立的电器紧密地连接起来,强制关闭不合格的供电设备,防止误操作。

2 供电系统设备检修安全控制措施

在供电系统设备检修工作现状的基础上,基于检修态切换,从保护装置状态定义与转换、供电设备状态监测以及检修状态辅助判断与安措操作自动诊断三个方面提出供电系统设备检修安全控制措施,具体内容如下。

2.1 保护装置状态定义与转换 本文在对供电系统设备检修安全控制时,首先需要对保护装置的各个运行状态进行合理定义,并实现对不同状态之间的自由转换。针对单一的供电保护装置的运行状态检查,应当仔细划分其状态。根据供电系统设备检修的日常工作状态及需要,将保护装置的状态划分为运行状态、信号状态、退出状态以及隔离状态[1]。检修过程中的各个设备或智能终端设备运行状态,应当与保护装置的状态同步[2]。而不同之处在于,大部分的智能终端设备的运动状态和信号状态是不会发生改变的。因此,本文将上述各设备的一次停电或不停电,定义为是设备的运行状态和信号状态[3]。保护装置的检修态转换通常包括以下几个步骤:保护装置在退出运行,并向其他设备发出软压板信号时会从运行状态逐渐转变为信号状态;而当保护装置退出本保护装置功能软压板,并且退出相关运行状态设备对本设备的接收软压板时,会逐渐从信号状态转变为退出状态;然后当保护装置投入到检修硬压板时,会从退出状态转变为检修状态;最后,当保护装置断开并且运行过程中为光纤连接时,其状态会逐渐由检修状态转变为隔离状态,以此完成保护装置状态的转换。

2.2 供电设备状态监测 对供电设备状态监测主要有三个方面,即定期解体检测、联机检测和脱机检测。

定期解体检测是指在供电设备的检修工作中,为了检查供电设备是否能正常工作,需要对供电设备进行定期的解体试验,以检验其是否符合标准。

联机检测是指通过对供电设备的监测,检查供电设备的使用情况,使相关工作人员可以根据监测结果及时对供电设备进行检修。

脱机检测是指对供电设备在定期检修的基础上进行不定期检测,并以油液分析仪等能提取供电设备参数的仪器为辅助手段。

2.3 检修状态辅助判断与安措操作自动诊断 根据本文上述明确保护装置状态定义与转换后,还需要通过检修状态辅助判断,确保设备在检修过程中的安全性得到有效控制。当某一台被检修的设备进入到检修状态时,除了需要退出被检修装置的软压板和硬压板结构以外,还需要确保其各个压板之间始终处于相互关联的状态[4]。在整个检修过程中,与软压板有关的安全措施可视为一个完整的结构体系,因此,只有将所有的压板结构均投退后,才能说明被检修的设备状态已经实现合理的转换。

在实际检修的过程中,对于部分被检修设备而言,可将其投入的具体状态划分为多种不同形式,通过合理判断设备状态,能够有效实现对检修情况的判断。同时在判断的过程中,还应当遵循其基本原则,将需要检修的设备中各个压板结构状态与之对应,从而检查是否在检修的过程中按照相应的操作完成[5],以此进一步避免出现保护装置的拒动或误动,导致发出相应的警报。除此之外,为体现本文控制方法的自动化,还应当针对不同供电设备检修过程中的具体情况自动诊断安措状态。诊断画面可将具体的诊断过程更加清晰地展现,以此实现可视化检查,并进一步确定检修过程中各设备之间的连接关系。对每一种状态划分一个颜色,以此根据不同颜色的变化通过实现设定阈值的方式,实现对安措操作的自动化诊断。至此,通过上述举措能够有效实现供电系统设备在检修过程中的安全控制,保障检修工作的稳定。

3 实验论证分析

实验以某区域供电系统为实验对象,该供电系统供电范围为15634.4 m2,含有16条母线,36个智能开关,含有的设备种类共15种,数量为165个,实验利用此次设计的控制措施与传统措施对该供电系统设备检修安全进行控制。实验中令供电系统始终处于不停电运行状态,利用JIS-S01电量检测仪器测量设备检修安全控制过程中各个线路的电流量,正常情况下10 mA电流将会危害操作人员的生命安全,因此在控制措施实施过程中供电系统各个线路的电流量不得超过10 mA,以此为实验结果判断依据,对比分析两种控制措施下供电系统设备线路电流量,实验结果如表1所示。

从表1可以看出,基于检修态切换的供电系统设备检修安全控制措施实施下,设备线路电流量远远低于传统措施,并且小于10 mA,因此实验证明了设计措施更适用于供电系统设备检修安全控制。

表1 两种措施实施下设备线路电流量对比(mA)

4 结束语

本文利用检修态切换技术设计了一套供电系统设备检修安全控制措施方案,实现了不停电状态下供电系统设备安全检修,保证了供电系统的供电功能正常发挥,同时也为供电系统设备检修人员生命安全提供了有效保障,可视化、智能化控制供电系统设备检修安全,对实现状态监视和供电系统故障定位具有良好的现实意义。本文研究内容有限,在未来将在供电系统设备检修安全智能控制模型方面展开研究,实现无人员参与的供电系统设备检修安全控制。