二灘電站智能防誤系統(tǒng)建設(shè)與功能優(yōu)化,電力論文

二灘電站智能防誤系統(tǒng)建設(shè)與功能優(yōu)化,電力論文摘要：通過(guò)總結(jié)和分析傳統(tǒng)閉鎖方式的缺陷及二灘電站原閉鎖系統(tǒng)狀況,創(chuàng)新了智能防誤閉鎖系統(tǒng)技術(shù),投運(yùn)以來(lái)不斷完善,設(shè)備運(yùn)行良好、操作方便,它不僅未增加操作人員的負(fù)擔(dān),而且還有效控制誤操作風(fēng)險(xiǎn),保障了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和人身安全,切實(shí)擔(dān)當(dāng)起了電氣操作安全衛(wèi)士的作用。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：水電站;五防系統(tǒng);閉鎖方式;智能;防誤;Abstract：ThedefectsoftraditionallockingmodesandthestatusoftheoriginallockingsysteminErtanHydropowerStationareanalyzed.Then,anintelligentlockingerror-proofsystemisdeveloped.Practicaloperationofthesystemshowsthatitcouldeffectivelycontrolthemaloperationrisksandguaranteethesafeandstableoperationoftheequipmentandthepersonalsafetywithoutincreasingtheoperationworkload.Keyword：hydropowerstation;fivemaloperation-preventionsystem;lockingmode;intelligent;error-proof;1、電力系統(tǒng)五防形式及特點(diǎn)防誤閉鎖裝置經(jīng)歷了從機(jī)械閉鎖、電磁鎖、電氣閉鎖到機(jī)械程序鎖、微機(jī)防誤閉鎖裝置的發(fā)展經(jīng)過(guò)[1],各種閉鎖各有特點(diǎn):1)機(jī)械閉鎖。因其操作簡(jiǎn)單、成本低廉、牢固耐用、使用方便等特點(diǎn),在電力系統(tǒng)中得到大范圍的使用。但是,機(jī)械閉鎖只適用于開關(guān)、隔離刀閘等設(shè)備機(jī)械接觸部位間的物理隔離,對(duì)于電氣元件的同一機(jī)械部位或者不屬于同一平面、距離較遠(yuǎn)等電氣設(shè)備之間則無(wú)法使用機(jī)械閉鎖。而且,對(duì)于大(中)型水電站來(lái)講,機(jī)械鎖具配置較多,容易造成鑰匙丟失、管理混亂等后果。2)電磁鎖。對(duì)現(xiàn)地操作的電氣設(shè)備具有強(qiáng)迫閉鎖功能,但該閉鎖方式主要的缺點(diǎn)包括:一是對(duì)現(xiàn)地操作缺乏強(qiáng)迫閉鎖手段,容易發(fā)生誤操作;二是機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜,安裝工藝要求高[2,3];三是電磁鎖閉鎖邏輯設(shè)計(jì)復(fù)雜;四是不適應(yīng)復(fù)雜接線方式水電站。3)電氣閉鎖。通經(jīng)過(guò)序邏輯或者輔助繼電器等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的閉鎖功能,構(gòu)造簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便。但其存在的主要缺點(diǎn)包括:一是設(shè)備操作頻次和運(yùn)行環(huán)境對(duì)繼電器輔助開關(guān)的質(zhì)量有影響,二是跨間隔橫向閉鎖的電氣閉鎖邏輯回路設(shè)計(jì)復(fù)雜施行防誤閉鎖難度高;三是對(duì)需現(xiàn)地裝設(shè)的接地線、電氣設(shè)備、變壓器柜門等缺乏有效的閉鎖手段。4)微機(jī)五防系統(tǒng)。具有使用靈敏、功能齊全,隔離操作只需要一把鑰匙,能知足各種特殊操作的要求,并且具有語(yǔ)音報(bào)警、提示和數(shù)字顯示,并可強(qiáng)迫閉鎖,進(jìn)而有效避免誤操作事故的發(fā)生。2、二灘電站主系統(tǒng)五防閉鎖現(xiàn)在狀況二灘水電站智能防誤閉鎖系統(tǒng)改造之前,其主系統(tǒng)五防閉鎖現(xiàn)在狀況是機(jī)械閉鎖和電氣閉鎖共存,由于機(jī)械閉鎖和電氣閉鎖本身的局限性,存在下面風(fēng)險(xiǎn)。1)在現(xiàn)地進(jìn)行發(fā)電機(jī)出口開關(guān)操作時(shí),存在非同期合閘的風(fēng)險(xiǎn);可能存在帶廠高變低壓側(cè)地刀誤送電的風(fēng)險(xiǎn)或帶電合廠高變地刀的風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)電機(jī)出口PT及主變低壓側(cè)PT的機(jī)械閉鎖無(wú)聯(lián)鎖機(jī)制,存在運(yùn)行時(shí)誤拉出PT柜的風(fēng)險(xiǎn);發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)刀閘無(wú)有效的防誤措施,存在誤入帶電間隔及帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。2)500kV開關(guān)只存在電氣回路方面的閉鎖和一個(gè)現(xiàn)地/遠(yuǎn)方切換把手,并無(wú)其他機(jī)械方面的閉鎖,假如電氣閉鎖失效,存在誤分合開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn);500kV系統(tǒng)隔刀和地刀存在相對(duì)合理的電氣閉鎖,其設(shè)置的機(jī)械掛鎖為相對(duì)獨(dú)立,與相關(guān)設(shè)備之間的掛鎖無(wú)邏輯聯(lián)鎖關(guān)系,存在向停電檢修設(shè)備誤送電的風(fēng)險(xiǎn),且機(jī)械掛鎖操作較冗雜,難以適應(yīng)電站無(wú)人值班發(fā)展的需要。3、二灘電站智能防誤系統(tǒng)建設(shè)針對(duì)上述問(wèn)題,二灘電廠從2020年立項(xiàng)科研題目,開場(chǎng)著手研究水電站智能防誤操作系統(tǒng),2020年底正式啟動(dòng)智能防誤系統(tǒng)建設(shè)的招標(biāo)工作,2021年開場(chǎng)對(duì)電廠防誤閉鎖設(shè)備進(jìn)行改造,2021年11月智能防誤系統(tǒng)上線投入試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)3年多的建設(shè)和發(fā)展,已經(jīng)構(gòu)成了較為完好的智能防誤系統(tǒng),并具有下面幾個(gè)特點(diǎn)。1)二灘運(yùn)行部和廠家聯(lián)合設(shè)計(jì)并研發(fā)了一套全新的智能防誤操作系統(tǒng),軟件分為windows和ios兩大操作平臺(tái),主要硬件包括:智能鎖具、電腦鑰匙、智能鎖具柜和地線柜、防誤系統(tǒng)主機(jī)等。該系統(tǒng)整合了操作票管理、智能地線管理、閉鎖管理以及設(shè)備掛牌管理等主要功能。2)所有的操作票已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化管理。操作人員工作時(shí)使用的移動(dòng)操作模塊由PDA和電腦鑰匙組成,監(jiān)護(hù)人手持PDA,操作人使用電腦鑰匙,PDA與子站五防網(wǎng)通過(guò)WiFi無(wú)線連接,電腦鑰匙與PDA通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙連接。防誤系統(tǒng)根據(jù)操作票步驟,對(duì)還未操作的步驟進(jìn)行閉鎖,防止跳項(xiàng)操作和不按順序操作[3]。在操作前必須先要閱讀和執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控提示卡,才能開場(chǎng)實(shí)際的操作步驟。即便在操作經(jīng)過(guò)中碰到操作票與實(shí)際設(shè)備狀態(tài)不對(duì)應(yīng)時(shí),監(jiān)護(hù)人能夠向值長(zhǎng)申請(qǐng)此項(xiàng)不執(zhí)行或增加備注,并閉鎖整個(gè)操作票流程。只要在值長(zhǎng)審核同意后,操作票流程才會(huì)解鎖,操作人繼續(xù)完成操作任務(wù)。除此之外值長(zhǎng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控,十分是上百步的大項(xiàng)操作任務(wù),當(dāng)操作人執(zhí)行到較為關(guān)鍵、風(fēng)險(xiǎn)較大的步驟時(shí),值長(zhǎng)能夠掌控操作時(shí)間和流程,及時(shí)提醒操作人員,真正做到運(yùn)籌帷幄,決勝千里。3)對(duì)全廠接地樁進(jìn)行改造,使用五防系統(tǒng)專用接地樁,便于加裝智能鎖具。正常情況下,接地線放置在接地線柜內(nèi),通過(guò)智能地線管理主機(jī)對(duì)其進(jìn)行管理。智能地線管理主機(jī)與防誤系統(tǒng)主機(jī)實(shí)時(shí)通訊,到達(dá)接地線的實(shí)時(shí)管理功能,并且運(yùn)行人員能夠通過(guò)顯示器在線查看全廠接地線的狀態(tài)。在操作中只要正確選擇了對(duì)應(yīng)設(shè)備的接地線后,才能將接地線取出,并且只能裝設(shè)在指定位置。假如走錯(cuò)間隔,則無(wú)法打開接地樁上的智能鎖具,進(jìn)而無(wú)法裝設(shè)接地線,能夠有效的防止帶電裝設(shè)接地線的事故發(fā)生[4]。同理,能夠避免因誤插接地線造成帶接線送電的情況發(fā)生。而且,當(dāng)?shù)鼐€柜內(nèi)的濕度到達(dá)預(yù)設(shè)值后,智能地線柜自動(dòng)開啟除濕和加熱功能,保證地線和絕緣夾具不受潮,延長(zhǎng)工器具的使用壽命。4)現(xiàn)場(chǎng)所有開關(guān)、閥門以及重要帶電設(shè)備的柜門(自用變、勵(lì)磁變、接地變、機(jī)組出口PT柜等)的閉鎖,已經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械鎖更換成了智能防誤閉鎖。鎖碼和被加鎖設(shè)備的名稱編號(hào)綁定到一起,智能鎖具通過(guò)藍(lán)牙與電腦鑰匙連接,電腦鑰匙通過(guò)PAD將鎖碼上傳到防誤閉鎖管理系統(tǒng)中,運(yùn)行人員能夠?qū)崟r(shí)把握哪個(gè)設(shè)備處于被加鎖的狀態(tài)。在進(jìn)行加、解鎖時(shí)必須寫進(jìn)操作票流程,并配合使用電腦鑰匙。只要操作步驟到了加、解鎖時(shí),且鎖碼和設(shè)備編號(hào)名稱匹配正確,才能進(jìn)行加、解鎖操作。即便不慎走錯(cuò)間隔,在解鎖時(shí),電腦鑰匙檢測(cè)到鎖碼和被加鎖設(shè)備編號(hào)名稱不對(duì)應(yīng),鎖具不能解開并發(fā)出報(bào)警提醒操作人員。進(jìn)一步降低了誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。5)新增檢修人員掛牌和拆牌功能。在辦理工作票許可手續(xù)時(shí),工作負(fù)責(zé)人需要將工作票中牽涉到需要做措施的開關(guān)和閥門在智能防誤系統(tǒng)中進(jìn)行掛牌,運(yùn)行人員確認(rèn)掛牌設(shè)備正確后,才能辦理許可手續(xù)。此時(shí)被掛牌的設(shè)備就會(huì)被閉鎖。當(dāng)需要恢復(fù)被掛牌的開關(guān)和閥門時(shí),工作負(fù)責(zé)人必須先要進(jìn)行拆牌,運(yùn)行人員許可拆牌流程后,才能進(jìn)行解鎖操作,構(gòu)成完好的閉環(huán)式管理。若解鎖操作前沒(méi)有事先進(jìn)行拆牌流程,那么被掛牌的設(shè)備就會(huì)一直處于閉鎖狀態(tài),整個(gè)解鎖操作票就會(huì)被掛牌流程閉鎖,無(wú)法進(jìn)行操作。4、智能防誤系統(tǒng)功能優(yōu)化當(dāng)然在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中,運(yùn)行人員也發(fā)現(xiàn)了智能防誤系統(tǒng)存在的問(wèn)題,并和廠家人員不斷對(duì)其完善,獲得了一定的優(yōu)化效果。1)由于全站有少部分開關(guān)和閥門名稱存在一樣的編號(hào)名稱。因而在最初使用時(shí),智能鎖具就可能會(huì)與多個(gè)設(shè)備進(jìn)行匹配,在解鎖時(shí)有一定誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題,運(yùn)行人員對(duì)全廠3800多個(gè)開關(guān)、閥門進(jìn)行全面清查,編制了二灘電廠智能防誤閉鎖目錄樹。現(xiàn)場(chǎng)所有的開關(guān)、閥門根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了雙重名稱編號(hào)和命名,并分類管理。確保一個(gè)設(shè)備只能對(duì)應(yīng)一個(gè)名稱編號(hào),為閉所管理奠定了基礎(chǔ)。2)二灘電廠大多電氣設(shè)備在裝設(shè)接地線時(shí)均使用的是便攜式接地線,存在一組地線可能會(huì)裝設(shè)到短路容量不同的電氣設(shè)備上,不能到達(dá)智能防誤地線管理的要求。因而,運(yùn)行人員根據(jù)地線裝設(shè)地點(diǎn)的不同短路容量和電壓等級(jí),對(duì)全廠便攜式接地線的尺寸進(jìn)行重新校對(duì),構(gòu)成137組便攜式接地線的智能地線管理系統(tǒng)。3)在每個(gè)月的個(gè)人民主考核和安全月報(bào)中,需要對(duì)全廠當(dāng)月的總操作票數(shù),個(gè)人的總操作項(xiàng)數(shù)和不執(zhí)行項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。運(yùn)行人員以原MAXIMO為模板,對(duì)智能防誤系統(tǒng)中操作票模塊進(jìn)行升級(jí),實(shí)現(xiàn)指定時(shí)間內(nèi)對(duì)制定操作人、監(jiān)護(hù)人、值長(zhǎng)的操作票及操作項(xiàng)數(shù)一鍵式統(tǒng)計(jì)。不僅保存了原MAXIMO操作票的功能,而且節(jié)約了原先大量統(tǒng)計(jì)時(shí)間,到達(dá)提質(zhì)增效的目的。4)十分針對(duì)6kV小車開關(guān),對(duì)原有的機(jī)械閉鎖進(jìn)行了改造。其一:在高壓側(cè)靜出頭擋板上增加了智能防誤閉鎖,未解鎖時(shí)小車開關(guān)不能推入至工作位置,也不能打開靜出頭的擋板;其二:在地刀解鎖孔上裝設(shè)智能閉鎖,只要對(duì)其解鎖操作,地刀解鎖孔才能打開;其三:在開關(guān)柜上新增一個(gè)智能帶電顯示裝置。5)當(dāng)前智能防誤系統(tǒng)還不能與MAXIMO系統(tǒng)進(jìn)行很好的融合及匹配,有些功能閉鎖和管理功能還是依靠人為被動(dòng)的完成。例如在進(jìn)行掛牌操作時(shí),不能與MAXIMO中的工作票相關(guān)聯(lián)。針對(duì)該問(wèn)題,兩個(gè)廠家正在積極研究解決。5、結(jié)束語(yǔ)自2021年11月起,二灘電廠智能防誤閉鎖系統(tǒng)正式投入運(yùn)行和不斷完善。投運(yùn)以來(lái),設(shè)備運(yùn)行良好、操作方便、閉鎖可靠,切實(shí)起到了安全防護(hù)的作用。由于充分采納了運(yùn)行人員的建議,五防閉鎖系統(tǒng)不僅并未增加操作人員的負(fù)擔(dān),而且還有效控制誤操作風(fēng)險(xiǎn),保障了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和人身安全,切實(shí)擔(dān)當(dāng)起了電氣操作安全衛(wèi)士的作用。固然防誤系統(tǒng)有著顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn),能夠保證有效的安全操作,但是安全把關(guān)最終還是靠操作人員本身[5],所以提高相關(guān)人員的安全意識(shí)和業(yè)務(wù)技能也是相當(dāng)重要的?？傊?防止電氣誤操作事故、保障電力安全生產(chǎn)是一個(gè)永無(wú)止境的課題,必須樹立不斷探尋求索的理念,多方面加強(qiáng)安全管控,為安全生產(chǎn)工作創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。以下為參考文獻(xiàn)：[1]韓光偉.淺談綜合自動(dòng)化變電所的防誤閉鎖裝置[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2020(36)[2]