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        基于工業(yè)傳感器的刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)分析及優(yōu)化

        2023-11-25 03:28:34鄧志雄
        農(nóng)村電氣化 2023年10期
        關(guān)鍵詞:刀閘合閘遙控

        鄧志雄

        (廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局,廣東 梅州 514000)

        隨著調(diào)控一體化操作模式的普及,遠(yuǎn)方遙控刀閘是否分合到位成為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。為解決調(diào)控一體化目標(biāo)模式下刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)在原有刀閘機(jī)構(gòu)位置節(jié)點(diǎn)信號(hào)基礎(chǔ)上,通過刀閘位置遠(yuǎn)方輔助識(shí)別技術(shù)新增第二輔助判據(jù),但因刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)還在起步應(yīng)用階段,現(xiàn)場安裝施工方案還存在諸多問題,須從運(yùn)行專業(yè)角度出發(fā)不斷優(yōu)化方案。以及隨著調(diào)控一體化衍生出遠(yuǎn)方操作的風(fēng)險(xiǎn),運(yùn)行人員將面對(duì)新的挑戰(zhàn)。

        1 研究現(xiàn)狀分析

        為了實(shí)現(xiàn)對(duì)刀閘分合狀態(tài)的自動(dòng)檢測,刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)指用2個(gè)或2個(gè)以上的狀態(tài)判據(jù)同時(shí)發(fā)生對(duì)應(yīng)變化來確認(rèn)刀閘已分閘或合閘到位,一般分為刀閘分合閘位置主要判據(jù)和輔助判據(jù)。通過增加工業(yè)傳感器(含金屬接近傳感器、微動(dòng)開關(guān)、姿態(tài)傳感器等),采集傳感器輸出的電氣信號(hào),經(jīng)內(nèi)部邏輯處理后,轉(zhuǎn)化為用于指示刀閘分合閘狀態(tài)的硬接點(diǎn)信號(hào)作為刀閘分合閘位置雙確認(rèn)判據(jù)[1-2]。

        本文通過對(duì)刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)應(yīng)用情況的調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)能采用方法有多種,且不同設(shè)備、不同現(xiàn)場環(huán)境可采用的方法也不相同,表1給出了主流各類工業(yè)傳感器優(yōu)缺點(diǎn)分析。當(dāng)變電站刀閘逐步應(yīng)用第二判據(jù)以后,對(duì)運(yùn)行人員及工作模式帶來新的變化和挑戰(zhàn)。

        表1 各類傳感器優(yōu)缺點(diǎn)分析

        2 刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)案例問題分析及優(yōu)化方案

        2.1 安裝調(diào)試階段

        運(yùn)行人員在驗(yàn)收某站220 kV刀閘位置傳感器安裝,進(jìn)行刀閘第二判據(jù)實(shí)操對(duì)位調(diào)試時(shí),發(fā)現(xiàn)傳感器變位受阻,刀閘、地刀部件誤碰傳感器或其附件,使其不能正確變位甚至受損的問題,如圖1所示。

        圖1 刀閘位置傳感器變位受阻

        優(yōu)化方案如下。

        保持傳感器安裝底座平面與刀閘的旋轉(zhuǎn)平面的一致性,且固定必須可靠,防止因振動(dòng)移位。在強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場、強(qiáng)振動(dòng)的工況下,傳感器為保證精確檢測刀閘角度及防止其他金屬對(duì)電磁感應(yīng)原理傳感器造成影響,應(yīng)選擇正確的安裝方式及位置。

        安裝傳感器時(shí),必須考慮好刀閘、地刀相關(guān)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡,避免傳感器與其發(fā)生接觸,難以判斷時(shí),可以結(jié)合工作采用手搖刀閘、地刀慢合、慢分進(jìn)行觀察判斷。

        金屬感應(yīng)片到傳感器的距離影響傳感器的動(dòng)作,因此在安裝前應(yīng)計(jì)算好距離,制作滿足要求的固定扣,同時(shí)金屬感應(yīng)片的安裝不能影響刀閘的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。

        傳感器的固定扣應(yīng)采用硬度高、不宜變形的材料制作,防止固定扣變形導(dǎo)致傳感器移位,影響判別精度。

        運(yùn)行人員在驗(yàn)收某站220 kV加裝刀閘位置雙確認(rèn)裝置時(shí),發(fā)現(xiàn)傳感器安裝在刀閘主傳動(dòng)桿上,而非經(jīng)副連桿傳動(dòng)的刀閘末端相。傳感器的電纜在刀閘底座等位置布置走線時(shí),未明確具體固定要求,出現(xiàn)電纜晃動(dòng)、下垂過多等問題,如圖2所示。

        圖2 電纜晃動(dòng)、下垂

        優(yōu)化方案如下。

        傳感器安裝在刀閘連桿上時(shí),結(jié)合刀閘結(jié)構(gòu),傳感器應(yīng)牢固安裝于刀閘相應(yīng)旋轉(zhuǎn)部件上,優(yōu)先安裝在刀閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)末級(jí)。安裝位置應(yīng)能準(zhǔn)確檢測到刀閘的分合閘位置變化,可靠、有效地判斷刀閘本體所處的分合閘位置狀態(tài),包括分閘到位、合閘到位、分閘異?;蚝祥l異常。

        要求設(shè)計(jì)及廠家明確固定電纜用輔助材料和要求,如圖3所示,如U型夾、不銹鋼抱箍、不銹鋼扎帶、不銹鋼螺絲、固定間距等。

        圖3 固定電纜的U型夾

        運(yùn)行人員在驗(yàn)收某新站220 kV垂直伸縮式刀閘加裝刀閘位置雙確認(rèn)裝置時(shí),發(fā)現(xiàn)刀閘動(dòng)靜觸頭發(fā)生偏離,未完全對(duì)準(zhǔn),但刀閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿已達(dá)到行程,如圖4所示。若無人在現(xiàn)場檢查確認(rèn),調(diào)度則因一鍵順控操作執(zhí)行下一步操作甚至合開關(guān)。

        圖4 垂直伸縮式刀閘觸頭偏移

        優(yōu)化方案如下。

        刀閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿到位,但觸頭不到位情況的刀閘,因較難檢測這種異常,因此建議此類刀閘不納入一鍵順控操作。如果必須納入,建議操作時(shí)增加由人員現(xiàn)場檢查或通過攝像頭、無人機(jī)遠(yuǎn)程查看進(jìn)行確認(rèn)[3]。

        采用視頻圖像識(shí)別技術(shù)路線,通過視頻及智能分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)刀閘位置的輔助判斷。

        2.2 設(shè)備運(yùn)維階段

        運(yùn)行人員在巡視檢查某站500 kV刀閘第二判據(jù)遙信信息時(shí),發(fā)現(xiàn)圖紙信號(hào)錯(cuò)誤,如圖5所示,刀閘第二判據(jù)測控遙信開入的分位、合位信號(hào)與刀閘位置識(shí)別裝置的輸出信號(hào)取反?,F(xiàn)場二次標(biāo)簽混亂,廠家裝置處的硬接點(diǎn)排序是“分、合、異?!保尤霚y控的順序則是“合、分、異?!薄R驘o前期設(shè)備標(biāo)識(shí)可參考,施工單位對(duì)新增的二次標(biāo)簽命名無所適從,驗(yàn)收時(shí)出現(xiàn)混亂的標(biāo)識(shí)命名,同時(shí)若未關(guān)注傳感器的固定、指示標(biāo)識(shí),將對(duì)后續(xù)維護(hù)工作造成不便。

        圖5 圖紙刀閘分合位遙信錯(cuò)誤

        優(yōu)化方案如下。

        廠家在白圖上注明分位、合位信號(hào)的端子排序,設(shè)計(jì)根據(jù)廠家注明的信號(hào)端子排序正確設(shè)計(jì)開入到測控的信號(hào)命名,防止后臺(tái)、調(diào)度的位置信號(hào)與現(xiàn)場實(shí)際取反,避免不必要的改圖、改接線、反復(fù)修改后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、調(diào)度信號(hào)等工作;

        重點(diǎn)關(guān)注傳感器及其定位等標(biāo)識(shí),提前與施工單位進(jìn)行命名、標(biāo)識(shí)溝通。建議對(duì)傳感器固定位置、指示位置等增加標(biāo)記,如圖6所示,以便觀察傳感器有無移位、幫助傳感器維護(hù)后的準(zhǔn)確定位而無須再次動(dòng)刀閘調(diào)試。

        圖6 傳感器固定位置標(biāo)記

        對(duì)于不確定投運(yùn)日期或投運(yùn)日期較久的備用間隔,建議先不安裝第二判據(jù)的傳感器。因?yàn)閭鞲衅靼惭b方便快速,且電子產(chǎn)品更新迭代較快,可以投產(chǎn)前再進(jìn)行安裝。

        3 刀閘位置雙確認(rèn)技術(shù)下操作風(fēng)險(xiǎn)及管控

        3.1 刀閘實(shí)際操作不到位

        根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),敞開式刀閘不能分合閘到位的故障概率相對(duì)較高,在這種狀態(tài)下同時(shí)刀閘雙位置功能同時(shí)失效,刀閘操作不到位,給運(yùn)行設(shè)備留下嚴(yán)重安全隱患。在極端情況下,如果刀閘處于半合位狀態(tài)時(shí)合上開關(guān),則刀閘動(dòng)靜觸頭放電,導(dǎo)致刀閘燒損或故障跳閘,擴(kuò)大事故范圍。

        預(yù)控措施如下。

        提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。做好設(shè)備維護(hù),運(yùn)行維護(hù)中發(fā)現(xiàn)影響刀閘操作的缺陷,生產(chǎn)系統(tǒng)中填報(bào)后,同步輸出至調(diào)度端,由調(diào)度員掛牌提示,缺陷未消除前避免操作此刀閘。

        遠(yuǎn)程巡視敞開式變電站。調(diào)度遠(yuǎn)方操作后,可采用無人機(jī)、攝像頭遠(yuǎn)程巡視,確認(rèn)操作到位,室內(nèi)變電站可采用攝像頭遠(yuǎn)程巡視,確認(rèn)操作到位。

        傳感器安裝完畢后必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,對(duì)刀閘在各種狀態(tài)下均驗(yàn)證可靠性,經(jīng)過試用期合格后才能正式投入使用。

        3.2 防誤操技防手段轉(zhuǎn)換

        傳統(tǒng)運(yùn)行人員就地操作,采用技防手段“五防系統(tǒng) + 電氣聯(lián)鎖”。調(diào)度遠(yuǎn)方操作后技防手段轉(zhuǎn)為“間隔五防 + 電氣聯(lián)鎖”,而部分老舊站點(diǎn)測控間隔五防不完善。

        預(yù)控措施如下。

        完善變電站測控間隔五防邏輯。

        嚴(yán)格驗(yàn)收設(shè)備“間隔‘五防’ + 電氣‘五防’”,正反邏輯反復(fù)效驗(yàn)多次,保證“五防”正確性。

        新增二次設(shè)備遠(yuǎn)方遙控防誤閉鎖系統(tǒng),使程序化操作應(yīng)用具備對(duì)二次設(shè)備的防誤閉鎖與狀態(tài)校驗(yàn)等功能。

        3.3 刀閘操作異常的應(yīng)急處置

        調(diào)度員在進(jìn)行設(shè)備遙控操作時(shí),存在遙控失敗、操作失敗等異常情況風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)度遠(yuǎn)方操作時(shí)刀閘未操作到位時(shí)突發(fā)故障,現(xiàn)場刀閘拉弧。

        預(yù)控措施如下。

        制定刀閘遙控操作不到位異常應(yīng)急處置方案,并做好宣貫、演練。

        刀閘遙控操作異常時(shí)調(diào)度員應(yīng)立即停止遙控操作,并加強(qiáng)該間隔的信號(hào)監(jiān)視,通知運(yùn)行人員檢查處理。

        重點(diǎn)關(guān)注刀閘遙控操作不到位的情況,調(diào)度員能進(jìn)入變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)刀閘拉弧及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施,提高緊急故障處置速度。

        運(yùn)行人員接通知后,一組人前往現(xiàn)場,一組人通過遠(yuǎn)程攝像頭、無人機(jī)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)初步判斷異常情況,快速應(yīng)急響應(yīng)。

        4 結(jié)束語

        調(diào)控一體化是變電智能運(yùn)維體系建設(shè)的重要一環(huán),而刀閘雙確認(rèn)技術(shù)則是關(guān)鍵重要環(huán)節(jié),其可靠與否直接影響調(diào)度遠(yuǎn)方判斷刀閘位置是否準(zhǔn)確可靠,電網(wǎng)是否正常運(yùn)行,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。本文所述為目前所遇到的案例問題及參考優(yōu)化方案,值得在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)借鑒。不同類型、廠家的設(shè)備問題不一,解決思路和方法也不一,具體問題還應(yīng)具體分析和解決。在實(shí)際工作中,運(yùn)行專業(yè)應(yīng)積極與檢修專業(yè)溝通協(xié)調(diào)施工方案是否恰當(dāng),圖紙是否正確等,防止出現(xiàn)刀閘分合不到位的情況,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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