基于五防的检修作业管控系统开发与设计研究.docx

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1、基于五防的检修作业管控系统开发与设计研究摘要：在变电站运行过程中，站内运维人员需要进行电气倒闸操作。若发生误操作，往往会造成人身伤亡、设备损坏或用户停电，甚至发生电网瓦解等重大事故，直接影响企业的社会形象和经济效益。微机“五防”系统的产生和发展，是为了减小误操作事故发生的概率，甚至是避免误操作。它主要有三个优点，包括智能化程度较高、功能齐全、操作简单等。它的操作步骤有非常严格的要求，由于自然环境、人为误操作、防误闭锁装置本身的故障、“五防”系统走空程等因素，造成五防系统发生故障。针对上述问题，本方案研究了这种模式下的检修防误问题，并提供了针对性解决措施，完善变电站检修作业的闭锁、管控功能，增加

2、电气二次设备管控、检修隔离设备操作权管控、检修作业面设备防误操作管控、设备状态比对信息化等功能，并通过对检修作业的业务流程和系统应用进行梳理，与防误安全管控系统进行应用有机整合，形成一个标准化、信息化、平台化的检修作业全过程安全管控系统。关键词：五防系统；检修作业管控；微机“五防”系统；可靠性分析；评估参数1引言按照国家电网“三集五大”对“大检修”的要求，随着“专业化检修”和“运维一体化”相结合的生产工作组织模式的推进，变电设备运行工作及变电检修工作将进行双向融合。目前变电站检修作业缺乏技术手段强制性管控，如I：不同角色人员对同一设备的操作权限管控；不同检修作业班组对同一隔离面设备管控；倒闸操

3、作、安全措施布置与检修作业的技术保证措施不完善，隐患较多；以上种种情况存在误入带电间隔、误送电、误传动等问题。因此探索科学的检修防误模式，减少误操作，同时保证电网运行的安全稳定，刻不容缓。变电站根据五防细则的要求，也先后推出了多种防误操作系统。主要有机械闭锁、电磁闭锁、程序闭锁、电气闭锁系统、微机“五防”闭锁系统等。目前最为成熟的是微机“五防”闭锁系统，这个系统的应用可以很大程度上减少工作人员的电气误操作，有效地降低事故发生率，能够提高电网的安全运行程度。目前我国电力安全工作规程中也做出规定：“为防止误操作，高压电气设备都加装防误操作的闭锁装置”。微机“五防”闭锁系统己经成为防止人员误操作、保

4、证变电站的安全运行以及保证电气设备和人身安全的行之有效的手段。2当前五防检修作业系统存在问题2.1检修票开票问题在全遥控及运检一体化模式下，设备由运行转冷备在调度端遥控执行，由冷备转检修在站端通过电脑钥匙开锁操作执行。因检修票需要在设备满足检修条件（即检修设备两侧有可靠接地）的情况下方可开出，故检修票只能由运检人员到达现场，将设备转为检修态后，在站端开出。2.2检修隔离面设备的操作权限管控问题检修期间，检修隔离面电气设备的操作权仍掌握在运行人员手中，存在检修工作未完成、检修人员未离场，运行人员误操作，导致检修设备带电的风险，造成检修设备损坏或检修人员伤亡的事故。在多班组、多任务交叉作业时，风险

5、更加难以把控。2.3检修设备传动在设备检修期间，需要对检修设备传动，此时对检修设备上的五防锁通过如下两种方式开锁：采用防误系统对设备人工置位后，模拟生成操作序列，传电脑钥匙操作；申请使用万能钥匙解锁。在人工置位或解锁操作时，存在误入其它带电间隔，引发恶性误操作，造成人身伤亡、影响电网运行安全、设备损坏的事故。2.4二次设备的闭锁管控2. 4.1空开闭锁隔离在检修作业期间，通常情况下对二次设备挂牌操作，如某些空开退出后，运行人员挂上“禁止合闸、有人工作”的警示牌，以防有人误投空开。然而，挂牌易脱落、遗失，存在误投空开的风险，从而引发恶性事故。3. 4.2压板隔离闭锁硬压板隔离闭锁采用间接闭锁方式

6、，由于实现了状态采集（压板采集装置），在状态被非法改变时，声光告警并提醒状态恢复。由于软压板在物理上不可见，另外在防误管控系统上不能实现软压板状态采集，故对软压板的状态监测及闭锁，需要通过与监控系统通讯的方式实现。2. 5检修后设备状态校核问题在检修作业期间，可能会对检修设备进行拉合试验,如果设备检修（试验）后没有归到之前的位置，设备状态有可能存在与工作许可的状态不一致，从而导致误操作事故的发生。3基于上述问题建立检修作业管控系统4. 1系统构成防误主机图1系统结构图3.2系统可实现功能3.2.1软件模块功能运检作业安全管控系统中集成检修防误软件，含隔离管理模块、检修防误模块、设备临时闭锁管理

7、模块、检修前后设备状态比对模块，模块具备以下功能：第一，对系统中任一设备的闭锁管理功能；第二，具备对电气一二次设备隔离标识的功能，对隔离设备强制管控；第三，具备检修逻辑，可判断检修设备是否满足检修开锁条件，检修逻辑完全独立于运行倒闸操作逻辑；第四，具备检修传动功能，在检修期间对检修设备多次、无序开锁功能，可设定检修检修钥匙开锁操作的有效时段，超时自动解除，隔离面设备管控权、检修设备的管控权始终有效；第五，具备隔离闭锁设备与隔离锁具的对应关系建立功能；第六，具备检修前后设备状态比对表的自动生成及检修前后设备状态自动比对功能；第七，具备查询统计功能，包括查询隔离管控任务、检修任务、隔离设备闭锁任务

8、等。3.2.2检修钥匙以及隔离锁具、附件用于接收检修票及隔离面设备的管控权限功能的一种电脑钥匙，也具备接收防误操作票、智能锁具票功能。3.2.3隔离锁具及附件隔离锁具是将临时闭锁设备锁定在某一固定状态的专用挂锁，锁具内置全球唯一ID身份信息。根据闭锁设备的不同，采用不同便携闭锁附件配合完成加装闭锁。色泽鲜艳，具有明显的警示作用，红、橙、黄、绿四色任选；防触电设计，锁体、锁勾工程塑料，锁芯纯铜，重量轻（仅金属锁具重量的1/5）；配备多样化附件，可适合各种空开的闭锁。且牢固、美观、小巧灵活。3.3检修流程图2检修流程图4五防系统威布尔统计可靠性检测近几年，威布尔分布模型被广泛应用于设备寿命的可靠性

9、分析中，该模型是一个数学模型，由WeibUI1教授提出。要想描述整个浴盆曲线就需要依靠威布尔分布，该模型主要用来处理失效数据，它目前是可靠性领域中应用最为广泛的模型。威布尔统计三参数模型的分布函数为：tt式中：mA是形状参数，T7B是尺度参数，/C是位置参数。通常将其称为典型的威布尔三参数分布模型。=0Ot0式中：mA是形状参数；T7B是尺度参数。可靠度函数为：R(D=I-F(i)=exp_故障率函数为：响二等上VjRwm威布尔分布通常采用形状参数与尺度参数两个参数，这使得其在刻画过程上拥有指数分布没有的许多优势。双参数也使其参数变得更复杂，新的研究方向一一如何对参数进行估计也就应运而生。本章

10、采用最小二乘估计法和平均秩次法。线性函数中未知参数的估计通常采用最小二乘估计法，由于威布尔分布是非线性参数，因此在对其估计前，应先将其参数经过变换化成线性的。因此对可靠度函数R。)A取两次对数，就可以把复杂的变量参数替换线性化参数，这样就可以使用最小二乘法对其进行估计了，则有公式。1n-1nR(t=mint-tn1n将该装置投入应用后，从故障次数，得到其威布尔分布可靠性分布图。n9:=P1otEva1uatoesurviva1FunctionIightSystoms/.100,ttt,0,100fFi11ingAxis,P1otSty1eThick可靠度函数R(r)A的曲线由图3所示，机械编码

11、锁从投入运行开始，若两年内没有发生故障，则代表现场实际运行情况良好。本文通过计算得到了威布尔的形状参数机B,这与实际情况是相吻合的。以微机型防止电气误操作系统中机械编码锁为例，运用最小二乘法与平均秩次法相结合，通过计算得出了十分准确的威布尔参数估计值，达到了预期效果。参数估计的准确度随着样本量的增大而提高。因此要想更精确的评估“五防”系统的可靠性，就需要搜集大量的数据。5论文小结本文针对微机“五防”系统实际运行中存在的一些问题，从实际工程出发确定完善变电站检修作业的闭锁、管控功能，增加电气二次设备管控、检修隔离设备操作权管控、检修作业面设备防误操作管控、设备状态比对信息化等功能，并通过对检修作业的业务流程和系统应用进行梳理，与防误安全管控系统进行应用有机整合，形成一个标准化、信息化、平台化的检修作业全过程安全管控系统，同时建立可靠性评估数学模型，对“五防”系统可靠性进行评价。