电气设备检修隔离管控系统研究与应用

陈延军，程 石，段全洲，王志远，曾红刚

(1.国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司，新疆 乌鲁木齐 830000;2.国网新疆电力有限公司，新疆 乌鲁木齐 830063)

0 引言

目前电力企业为确保检修试验设备及人员安全，在检修试验工作开展前对能量断开及能量释放提出了相应的安全措施要求，安全措施及要求主要遵循《电力安全工作规程(发电厂和变电站电气部分)》等文件。

虽然电力企业均有安全措施的约束，但是由于缺乏有效的技术管控手段，在检修试验工作过程中仍存在以下问题[1-2]：

(1) 安全措施多以挂牌等提示性方式为主，不具强制性。目前电力企业危险源隔离多以挂牌方式警示，危险源隔离不具备强制性，易发生向未完成检修工作区域输送能量的误操作。

(2) 作业人员权限管理缺乏有效的技术保障。安全措施布置人员与检修作业人员分别由不同专业开展工作，沟通的疏忽或协调不当，都有可能发生检修作业未完成误向检修区域输送能量的事件，造成人员伤亡及设备损坏。当不同工作任务、不同专业班组在同一区域交叉作业时，更易发生此类误操作事件。

电力设备检修安措在管理和控制层面都有所欠缺。如何防止检修过程中人员误动误碰或误闯检修作业区域所造成的安全事故，一直是设备检修中急待解决的问题。

国内外一些科研院所和企业也已开展关于安全隔离闭锁系统方面的研究，但却未能实现在特殊情况下，按照隔离点设备状况自动识别交叉隔离点及进行权限分解，也不支持试运行操作及可在隔离管控范围内分模块指定解除部分设备的隔离状态[3-4]。

1 设计目标及思路

1.1 设计目标

(1) 系统需从技术防范上强制隔离检修中的危险点，实现操作冲突分析预测，危险点智能管控，切实防止检修作业过程中的恶性事故的发生，保障检修人员人身安全及设备安全。

(2) 系统需实现检修过程安措的智能化、标准化、电子化，能确保安全措施正确执行。

(3) 系统需实现对操作记录管理，操作记录可追溯，便于对操作过程分析管理。

1.2 整体设计思路

(1) 在安措“管”的方面， 依托工作票，提炼安全措施中的规则，积累成“安全措施专家库”，利用图模一体化技术，建立现场安措同专家库的相互关联机制，结合生产管理系统接口获取远程控制设备状态数据进行稽核校验，实现安措智能评估，确保检修作业中各项安措的正确性。

(2) 在安措“控”的方面，以生产流程为依托，用智能钥匙作为正确执行的桥梁，采用隔离锁具及附件达到智能锁定的目的，实现现场强制隔离闭锁、交叉作业的智能控制，确保检修作业中各项安措与工作票一致。

1.3 适用范围

系统可从全方位、多维度解决检修过程中因运行人员的误操作对检修工作的影响，避免由于人为因素导致误送电等情况，给检修人员提供一个独立的、安全的、可控的检修环境。可应用范围主要有以下场所：

(1) 各类变电站中的电气设备，包括一次设备和二次设备。

(2) 各类发电厂的电气设备。

(3) 配电网中开闭所、配电房、环网柜等的电气设备。

2 重点研究内容

2.1 安措智能管理技术

通过提取典型工作票中的规则，积累检修安措数据，形成安全措施专家库，给现场安措执行提供正确有效的依据。

建立系统图模一体化库，并将系统图同安措专家库实时关联，形成设备间的逻辑规则、典型隔离流程，实现多任务交叉作业智能判断及管控，保证现场安措执行的正确性及一致性。

2.2 现场检修隔离技术

利用智能钥匙及专用锁具授权控制，实现对设备检修作业的统一管控、安全措施的强制执行，达到智能锁定的目的。

研发电力系统所涉及的各类设备的锁定附件，实现对设备有效的隔离闭锁，达到智能锁定的有效实施。

3 解决方案

3.1 系统架构

系统主要由管理软件和设备硬件两大部分组成，核心设备为管理主机、通信适配器、智能钥匙、智能锁具及附件。其相互配合实现对电气专业的工作票执行过程的接票、危险点管理、安全措施布置、检修人员管控、危险源隔离等的智能管控。系统设备组成架构见图1。

3.2 管控软件

管理主机部署在控制室，安装检修隔离与管控软件，实现开锁授权管理、统计、查询，以及与智能钥匙间的数据交互和解锁钥匙的使用授权管理。通信适配器、智能钥匙与管理主机一同部署。通信适配器主要实现数据传送和充电功能。智能钥匙内置可智能控制的开锁机构及锁具身份识别模块，以确保验电和开锁操作的正确性。智能锁具内嵌可更换的RFID 编码片，实现对锁具的唯一身份编码。锁具安装时，根据现场实际需求，选用合适的智能锁芯、锁体以及闭锁附件，实现对设备的闭锁。

3.3 技术创新点

(1) 建立了全面的检修防误规则库，为智能检修隔离管控的实现提供了有效的逻辑规则基础。

(2) 将智能拓扑分析算法引入电气设备检修防误隔离管控系统，系统自动生成检修隔离措施和检修工作区域，制定多工作任务防冲突校验机制，实现多班组作业过程中防误送电功能，为智能检修隔离管控的实现提供了可靠的智能化手段。

(3) 提供丰富全面的检修专用闭锁附件，对关键二次项，将安措从警示方式提升为强制管控，有效防止误碰、误动。

图1 系统设备组成架构

4 结论

本系统面向电气检修作业，提供安全、有效的操作方式和管理监督手段，目前已通过成果鉴定。其也已在新疆广西、云南等地实际运行使用，证实其能有效避免检修作业中误动误碰、常规人为破坏，实现对检修作业的安全管理，进一步提升了电气检修的安全管理水平。