朔黃鐵路牽引變電所安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

柴書明

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司， 河北肅寧 062350 )

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朔黃鐵路牽引變電所安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

柴書明

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司， 河北肅寧 062350 )

根據(jù)朔黃鐵路牽引變電所運(yùn)行管理的現(xiàn)狀，分析了研發(fā)安全運(yùn)行管理系統(tǒng)的實(shí)際需求，通過(guò)軟硬件相結(jié)合的方式，使該管理系統(tǒng)具有運(yùn)行管理、修試管理、五防管理和高壓設(shè)備節(jié)點(diǎn)溫度在線檢測(cè)管理功能。分析了該系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)后達(dá)到的效果。

牽引變電所； 安全運(yùn)行； 管理系統(tǒng)； 五防； 在線監(jiān)測(cè)

朔黃鐵路西起山西省神池縣，東至河北省黃驊港開發(fā)區(qū)，是國(guó)家Ⅰ級(jí)雙線電氣化鐵路，西煤東運(yùn)的大通道。2000年開通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，煤炭運(yùn)量連年大幅度增長(zhǎng)，牽引變電所是電氣化鐵路的心臟，擔(dān)負(fù)著為電力機(jī)車提供牽引動(dòng)力的重任，如何確保牽引變電所的安全運(yùn)行，對(duì)于電氣化鐵路具有重要意義。為了適應(yīng)運(yùn)輸形勢(shì)對(duì)朔黃鐵路在牽引變電所安全運(yùn)行管理方面的要求，提高設(shè)備管理自動(dòng)化水平，2011年神華集團(tuán)立項(xiàng)研制開發(fā)“朔黃鐵路牽引變電所安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)”，2013年項(xiàng)目在朔黃鐵路肅寧北、安國(guó)變電所進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行發(fā)揮了積極的作用。本文從該系統(tǒng)應(yīng)滿足的需求入手，闡述了系統(tǒng)具備的各項(xiàng)功能，分析了系統(tǒng)應(yīng)用后達(dá)到的效果。

1　需求分析

1.1研發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)滿足變電所日常運(yùn)行管理的要求。具有自動(dòng)生成生產(chǎn)月報(bào)功能，對(duì)常用的工作票能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作票自動(dòng)生成，對(duì)設(shè)備的臺(tái)賬履歷進(jìn)行有效管理，隨時(shí)可以查詢調(diào)閱設(shè)備的運(yùn)行檔案。

1.2研發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)為管理者運(yùn)行維護(hù)決策提供輔助參考。根據(jù)設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和歷年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備性能指標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)，為管理者以后的維護(hù)決策提供依據(jù)。

1.3研發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變電所倒閘作業(yè)和檢修作業(yè)時(shí)容易發(fā)生人身傷害和設(shè)備故障的環(huán)節(jié)采取措施確保人身安全。

1.4研發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)對(duì)高壓設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生故障的環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采取措施確保設(shè)備安全。

2　安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)的主要功能

2.1變電所運(yùn)行管理子系統(tǒng)(見圖1)

(1) 日常記錄

變電所日常記錄包括16種，其中變電運(yùn)行日志、配電運(yùn)行日志需要值班員每小時(shí)人工抄一次表，變壓器過(guò)負(fù)荷記錄、保護(hù)動(dòng)作跳閘記錄需要值班員將每次過(guò)負(fù)荷數(shù)據(jù)和跳閘數(shù)據(jù)人工記入表格，每天形成日?qǐng)?bào)，每月形成月報(bào)，工作量較大，工作效率較低。本系統(tǒng)將運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后直接錄入，充分利用了既有的運(yùn)行數(shù)據(jù)，提高工作效率，減輕值班員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(2) 制度管理

將國(guó)家有關(guān)主管部門和神華集團(tuán)、朔黃公司制定的法律法規(guī)、運(yùn)行檢修安全管理規(guī)程等制度性文件錄入系統(tǒng)，方便隨時(shí)調(diào)閱查詢。

(3) 工作票管理

根據(jù)日常檢修作業(yè)的積累，將常見的作業(yè)項(xiàng)目制作成標(biāo)準(zhǔn)工作票存入數(shù)據(jù)庫(kù)，值班員開具工作票時(shí)既可以根據(jù)工作內(nèi)容選用標(biāo)準(zhǔn)工作票，也可以人工填寫工作票。由于標(biāo)準(zhǔn)工作票涵蓋了變電所大部分作業(yè)內(nèi)容，并經(jīng)多次審查，采取的倒閘作業(yè)和安全措施比較完善，這樣可以大大減少值班員出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。值班員可以將填寫好的工作票通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)與電力調(diào)度員在同一平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)，避免了以往錯(cuò)聽錯(cuò)記的可能。

(4) 安全工器具管理

將變電所的安全工器具如絕緣桿、絕緣手套、絕緣靴等建立臺(tái)賬，根據(jù)試驗(yàn)周期及時(shí)提醒值班員送試驗(yàn)工區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。

圖1　變電所運(yùn)行管理子系統(tǒng)

(5) 設(shè)備管理

牽引變電所的所有設(shè)備建立臺(tái)賬，既可以通過(guò)下拉菜單進(jìn)行查詢，也可以通過(guò)主接線進(jìn)行查詢，通過(guò)主接線方式查詢更加直觀方便。查詢內(nèi)容包括設(shè)備的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、規(guī)格型號(hào)、設(shè)備以往的故障、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、缺陷、檢修計(jì)劃等。

2.2修試信息管理子系統(tǒng)(見圖2)

(1) 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)管理

將所有試驗(yàn)分為高壓試驗(yàn)、二次試驗(yàn)、油化驗(yàn)等幾類，每一類試驗(yàn)有不同的試驗(yàn)項(xiàng)目，不同的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)家、集團(tuán)、公司有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)。

(2) 試驗(yàn)檢修計(jì)劃管理

將公司、分公司制定的年度檢修試驗(yàn)計(jì)劃錄入系統(tǒng)，試驗(yàn)計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度由試驗(yàn)工區(qū)進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)權(quán)限進(jìn)行查詢。

(3) 試驗(yàn)報(bào)告管理

根據(jù)試驗(yàn)類別和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇不同的試驗(yàn)報(bào)告格式，填入試驗(yàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告，經(jīng)有權(quán)限的人員電子審核簽批后，形成正式試驗(yàn)報(bào)告。

(4) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

以數(shù)據(jù)庫(kù)歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，同類設(shè)備進(jìn)行橫向比較，同一設(shè)備進(jìn)行縱向比較，可以生成曲線、棒圖、餅圖等圖表，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和各種圖表，判斷設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)，性能指標(biāo)發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常或超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，給出警示，提醒試驗(yàn)人員進(jìn)行進(jìn)一步分析判斷，為檢修提供依據(jù)。

(5) 儀器儀表記錄管理

對(duì)儀器儀表進(jìn)行分類，建立臺(tái)賬，對(duì)計(jì)量類需要檢定的儀器儀表按規(guī)定進(jìn)行自檢或送檢。

(6) 絕緣工具試驗(yàn)記錄

以變電所絕緣工具、安全用具數(shù)據(jù)臺(tái)賬為基礎(chǔ)，進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。

圖2　修試信息管理子系統(tǒng)

(7) 物資管理記錄

以儀器儀表數(shù)據(jù)臺(tái)賬為基礎(chǔ)，進(jìn)行儀器儀表的出入庫(kù)管理和儀器設(shè)備維修管理。

(8) 值班記錄管理

修試工隊(duì)日常值班管理

2.3五防管理子系統(tǒng)

(1) 五防管理含義

防止誤分、合斷路器；防止帶負(fù)荷分合隔離開關(guān)；防止帶電掛(合)接地線(刀閘)；防止帶接地線(刀閘)合斷路器或隔離開關(guān)送電；防止誤入帶電間隔。五防系統(tǒng)是變電所防止人為誤操作的重要設(shè)備，任何正常倒閘操作都必須經(jīng)過(guò)五防系統(tǒng)的模擬預(yù)演和邏輯判斷，能大大防止和減少設(shè)備及人身事故的發(fā)生。

(2) 工作原理

五防系統(tǒng)工作原理是倒閘操作時(shí)先在主機(jī)上模擬預(yù)演操作，主機(jī)根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存的防誤閉鎖邏輯庫(kù)及當(dāng)前設(shè)備位置狀態(tài)，對(duì)每一項(xiàng)模擬操作進(jìn)行閉鎖邏輯判斷，將正確的模擬操作內(nèi)容生成實(shí)際操作程序傳輸給電腦鑰匙，運(yùn)行人員按照電腦鑰匙顯示的操作內(nèi)容，依次打開相應(yīng)的編碼鎖對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、地線、遮攔、網(wǎng)門等進(jìn)行操作。若操作人員的實(shí)際操作與電腦鑰匙的提示不符，電腦鑰匙將發(fā)出報(bào)警，從而有效避免誤操作的發(fā)生。

2.4高壓設(shè)備接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

(1) 接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)的必要性

高壓設(shè)備接點(diǎn)往往由于各種原因造成接續(xù)不良，接觸電阻過(guò)高，當(dāng)大電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)時(shí)極易造成溫度過(guò)高燒斷接點(diǎn)，釀成事故。對(duì)接點(diǎn)溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度高于預(yù)設(shè)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，提示及時(shí)進(jìn)行檢修，對(duì)保證設(shè)備運(yùn)行安全具有重要意義。

(2) 工作原理

測(cè)溫電子元件與無(wú)線傳輸方式相結(jié)合。將溫度傳感器緊貼到高壓開關(guān)、母線等的觸頭、接點(diǎn)附近，直接測(cè)量溫度。傳感器和被測(cè)點(diǎn)等電位，安全可靠，傳感器配有液晶顯示器實(shí)時(shí)在線顯示所有被測(cè)點(diǎn)溫度。通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)將監(jiān)測(cè)溫度實(shí)時(shí)傳送至在線監(jiān)測(cè)主機(jī)，當(dāng)檢測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警，提示檢修人員檢修。

3　安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)的應(yīng)用及其效果

3.1系統(tǒng)的應(yīng)用

系統(tǒng)首先應(yīng)用在朔黃鐵路肅寧北變電所，根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況經(jīng)多次修改完善后，推廣應(yīng)用到安國(guó)變電所，從現(xiàn)場(chǎng)使用情況表明該管理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，基本滿足研發(fā)任務(wù)規(guī)定的系統(tǒng)功能需求，達(dá)到預(yù)期的效果。

3.2系統(tǒng)應(yīng)用效果

(1) 報(bào)表自動(dòng)生成功能充分利用了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)已有的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將值班員從人工抄表的繁瑣勞動(dòng)中解放出來(lái)，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

(2) 標(biāo)準(zhǔn)工作票的編寫規(guī)范了填發(fā)工作票時(shí)由于值班員水平不一可能造成的失誤，變電所值班員與供電調(diào)度員在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)工作票上報(bào)與簽發(fā)的互動(dòng)，改變了以往通過(guò)郵箱和電話進(jìn)行上報(bào)和簽發(fā)的方式，防止了語(yǔ)音不清造成的誤聽誤判。

(3) 設(shè)備臺(tái)賬、履歷調(diào)閱查詢方便直觀。

(4) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)與數(shù)據(jù)庫(kù)中歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向的比較，通過(guò)圖形判斷設(shè)備性能發(fā)展趨勢(shì)，為管理者維修決策提供依據(jù)。

(5) 五防管理系統(tǒng)將值班員在倒閘操作、接掛地線等作業(yè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)失誤的環(huán)節(jié)納入邏輯判斷和閉鎖管理，有效防止人身安全事故的發(fā)生。

(6) 高壓設(shè)備接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將電氣設(shè)備接點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，防止了因接續(xù)不良造成溫度過(guò)高燒斷接點(diǎn)的故障，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

4　結(jié)束語(yǔ)

朔黃鐵路牽引變電所安全運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用減輕了值班員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析為管理者決策提供參考依據(jù)，有效防止誤操作現(xiàn)象的發(fā)生和燒損設(shè)備接點(diǎn)的故障，提高了朔黃鐵路牽引變電所的安全運(yùn)行管理水平，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]鐵運(yùn)[1999]101號(hào)，牽引變電所安全工作規(guī)程，牽引變電所運(yùn)行檢修規(guī)程[S].

[2]王永新，朱慧玲，張欣,等.五防系統(tǒng)的應(yīng)用和管理[J].中國(guó)科技博覽,2014,(42):37-37.

[3]孟慶民.高壓開關(guān)設(shè)備的溫度在線監(jiān)測(cè)研究[J].高壓電器，2006,42(5)：352-354.

Research and Application of Integrated Management System for Safety Operation of Traction Substation of Shuohuang Railway

CHAIShuming

(Shuohuang Railway Development Limited Liability Company, Suning 062350 Hebei, China)

According to current situation of Shuohuang railway traction substation operation management, analyzes the actual demand of the research of safe operation management system, through a combination of hardware and software, the management system with operation management, maintenance management, five anti management and high voltage device node temperature on line monitoring and management functions. The effect of the system applied to the field is analyzed.

traction substation; safe operation; management system; five prevention; on line monitoring

1008-7842 (2016) 04-0054-04

??)男，高級(jí)工程師(

2016-02-17)

U224.8+1

Adoi:10.3969/j.issn.1008-7842.2016.04.13