变电站防走错间隔信号提示系统的应用研究

引言

倒闸操作是保障电网供电可靠性、满足电力设备检修需要的重要手段,是变电站运维管理中的重要工作。在大力发展泛在电力物联网的背景下,倒闸操作多数仍通过人工完成。受人员工作状态、综合素质以及天气、时间等各种因素影响,时常发生人员走错间隔而误操作造成重大损失的事故。2018年11月,湖北某500kV变电站进行500kVⅡ母由冷备用转检修操作时,运维人员因疏忽大意走错间隔,擅自解锁,带电合上500kV1母接地刀闸,造成站内两条500kV母线均停电,电厂线路停电的重大事故。

虽然防误闭锁装置和智能钥匙管理箱的应用降低了走错间隔轻率解锁的可能性,但因人员因素、环境因素等导致走错间隔的问题并没有得到根本解决,在操作数量多、检修工作量大的情况下,容易发生人员走错间隔误操作的事件,给电网的安全稳定运行造成重大影响。

1防走错间隔现状与未来发展

1.1防走错间隔现状

目前,运维人员在倒闸操作时根据操作票内容与现场搪瓷牌标签等文字信息进行核对,从而确定是否是待操作间隔。由于刀闸地刀等的中文与数字编号接近,运维人员核对存在一定困难,并且倒闸操作多数发生在晚上或清晨,连夜操作情况也很常见,因此在操作人员疲劳操作、心情欠佳以及雨雪天气时常常容易走错间隔,而解锁后更容易疏忽大意,酿成误操作事件。

为解决走错间隔问题,智能解锁钥匙在220kV及以下变电站得到应用和实践。操作前,根据预演模拟图顺序对钥匙进行写入,从而实现以特定顺序打开特定箱柜,保证不误走间隔,但钥匙的可靠性目前不太理想,且无法直观展示。在操作地点进行移动打卡或扫描二维码的方式虽然能解决防走错间隔问题,但增添了操作流程,影响操作效率。文献结合五防钥匙箱提出了基于人脸识别的防走错间隔方式,不仅能够管控人员,还能加强解锁钥匙管理,但传统变电站改造难度大,人脸识别的准确度和可靠性有待提升。

为此,本文提出了在端子箱、机构箱等处提供指示灯和语音信号防止走错间隔的方法。通过指示灯和语音,运维人员可以清晰直观地确定是否是正确的操作间隔,无需其他操作,并且改造简单,改造成本低,能以较小的成本解决倒闸操作过程中的防走错间隔问题。

1.2防走错间隔的未来发展

随着顺控操作技术的发展,未来站内操作都将能够实现后台一键操作,从根本上避免防走错间隔的问题[6]。但目前仅新投运的变电站配有一键顺控功能,并且仅操作到设备冷备用状态,未来一段时间内人工操作仍将是变电站倒闸操作的主流。本文所提系统改造成本低,防走错间隔效果好,在人工操作时,能有效避免走错间隔问题,提升倒闸操作的准确性和效率,对于提高电网供电可靠性和供电安全性具有重要意义。

2防走错间隔信号提示系统

2.1系统架构与操作流程

该防走错间隔信号提示系统包括位于变电站主控室的信号控制中心和位于现场端子箱、机构箱等处的信号终端,两者之间通过Zigbee无线自组网技术进行双向通信,实现控制指令的下发和现场信息的上传。系统结构图如图1所示。

图1防走错间隔信号提示系统架构图

该系统的信号控制中心负责声光控制指令的下发。根据变电站生产管理系统提供的倒闸操作票或运行人员新建的倒闸操作票,信号控制中心识别操作票中待操作设备的操作箱柜,在操作开始后,信号控制中心向所有操作箱柜的信号终端发送相应的声光控制指令。

信号终端接到声光控制指令后,在端子箱、机构箱等处提供指示灯和语音信号。当运维人员打开端子箱、机构箱后,门节点动作,信号终端控制扬声器发出语音信号,"×××开关端子箱,允许/禁止操作",同时控制箱柜顶部的双色指示灯发出红色信号表示非操作间隔,禁止操作,发出绿色信号,表示待操作间隔,允许操作,辅助运维人员直观辨别是否是待操作间隔,防止走错间隔。该系统机构箱控制效果如图2所示。

操作结束后,运维人员在后台点击结束操作流程,恢复所有箱柜为禁止操作状态。该系统通过红绿灯光、语音等清晰直观易辨别的信号,避免单一的文字核对间隔模式可能产生的问题,有利于运维人员快速准确识别正确间隔,提高倒闸操作的准确性和效率。

2.2箱柜智能化管理

该系统架构不仅能够实现防走错间隔功能,还有利于现场端子箱的有效管理,实现对箱柜温湿度的实时监测和报警。

同时,信号控制中心能够通过对门节点的实时监测,监视现场箱柜的开闭状态,防止检修高峰期漏关箱门,从而避免雨雪天气下漏关箱门引起的箱柜进水导致站内设备误动情况。对于门节点的监测,还有利于统计现场箱柜开箱检查的频率和时间,有利于保障全面巡视检查制度的严格高效落实。

3结语

针对变电站倒闸操作容易走错间隔而误操作的问题,本文提出了一种防走错间隔信号提示系统,在现场操作的端子箱机构箱等处提供指示灯、语音信号,结合搪瓷牌标签文字核对,辅助运维人员直观清晰确定待操作间隔,减轻纯文字核对的压力,提高操作的准确性和效率。同时,还能加强端子箱的开箱检查管理,提供漏关箱门报警。未来,随着泛在电力物联网和智能电网的发展,该系统还能通过与现场人员交互,在倒闸操作智能辅助、操作异常处理中发挥更大作用。