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【智慧小浪底】智能五防系统专题调研报告
  来源:党群工作处   时间:2019-09-11 08:15:37   

 

  为深入贯彻落实小浪底管理中心和开发公司2019年度工作会议精神,对标国内行业先进水平,学习了解电气设备高新技术和安全智慧化水平,稳步推进智慧小浪底建设,2019年4月15日至19日,开发公司运行部一行5人赴珠海优特电力科技股份有限公司、珠海华伟电气科技股份有限公司、厦门ABB开关有限公司开展调研学习活动,借鉴学习电力行业新产品以及新技术的推广和应用。

  一、调研内容

  1.学习和调研智能五防系统及相关安全和智能化解决方案,为小浪底和西霞院工程实现智能五防提供借鉴和参考。

  2.学习了解安全工器具管理、地线库管理、智能钥匙管理(一匙通)、智能安全帽等系统的功能和智能化水平。

  3.了解中低压开关智能化发展水平,最新技术和相关设备的安全稳定运行情况。

  二、调研方式

  采用座谈会和现场产品展示的方式,深入探讨、考察相关新产品、新技术的应用情况。

  三、调研厂家概况

  1.珠海优特电力科技股份有限公司是专业从事电力系统自动化产品研发、制造、销售及工程服务的高科技企业,先后被认定为国家规划布局内重点软件企业、国家火炬计划软件产业基地骨干企业,并荣获“珠海市十强民营企业” “广东省省级企业技术中心”等称号。

  2.珠海华伟电气科技股份有限公司是专业从事电力系统自动化产品研发、制造、销售及工程服务的国家级高新技术企业,公司主要产品有微机防误闭锁系统、变电站运行管理信息化系统、电力安全智能锁控管理系统等,产品先后入选国家级重点新产品计划和科技部年度科技创新基金资助项目。

  3.厦门ABB开关有限公司是瑞士ABB集团于1992年9月在中国成立的第一家合资企业,主要为客户提供3.6kV - 500kV不同电压等级的开关设备、断路器等产品和服务。

  四、调研情况

  本次调研主要了解了微机防误闭锁系统、安全工器具管理系统、地线库管理系统、智能一匙通系统、智能安全帽等智能化设备和ABB高、中压开关。

  (一)微机五防防误闭锁系统

  五防防误综合操作系统引入了遥控闭锁控制器及智能锁具,采用遥控闭锁继电器对遥控操作实施硬接点强制闭锁。系统支持RFID编码技术,可实现多任务并行操作、检修票、智能解锁、黑匣子、对遥控操作实施硬接点闭锁等功能。防误主机通过网络控制器和电缆直接与现场智能锁具相连接,并对其进行解锁/闭锁控制,整个操作过程无需电脑钥匙干预,其过程在防误主机上完整显示,自动依次解/闭锁。系统采用遥控闭锁继电器对遥控操作实施硬接点强制闭锁,可有效解决监控系统或通讯系统由于其它软、硬件故障、干扰造成的误动作,也可以防止在远方操作中,由于运行人员操作不当所造成的误操作。

  

  微机防误闭锁系统可实现设备状态的在线实时对位、电气量显示、闪光报警、母线发光等功能,同时可进行模拟预演和开票,检验操作票正确性。将遥信、遥测作为五防逻辑判断条件,根据实际需求与监控系统连接,实现信息共享,有效避免了人为误操作事件。还可结合其他智能化产品,如一匙通系统,实现现场解锁和数据的接收及传送,以各类锁具对现场设备进行闭锁。

  (二)智能化设备

  1.安全工器具管理系统

  智能安全工器具管理系统可以对安全工器具,如绝缘手套、绝缘鞋、安全帽、验电棒、临时接地线等,进行电子化身份标识,实现安全工器具在线检测及生命周期智能管理功能,也可与其它系统配合使用,共同实现对安全工器具的高级管理功能。系统利用RFID编码和扫描技术,采用有线和无线扫描设备实现安全工器具的任意位置的辨识查询,出入库记录和各种台账信息都实现智能化,不需要人为干涉。

  系统综合自动提醒、实时信息滚动显示、视频监控、远程管理等多种技术手段,来提升安全工器具系统应用的规范性;同时,系统对安全工器具的领出和归还进行严格的控制,状态不合格或过期未试验的安全工器具都无法领用出库,进而实现对安全工器具全方位、多角度的管理和监督。

  

  安全工器具管理系统可应用与小浪底、西霞院两站生产现场工器具管理,将常用工具设置电子标签,进行定制化管理,有效提高生产现场管理水平,同时也可系统推广于仓库管理,配合工业电视系统及一体化传感器,进行自动采集登记。

  2.临时接地线管理系统

  临时接地线管理系统用于管理电站临时接地线的智能综合管理系统,系统引入短距微功耗无线网络、智能地线管理、地线状态实时跟踪等创新概念及先进技术,可实现临时接地线的智能管理、地线状态实时跟踪、全程在线监测等的功能,解决临时接地线的存储管理问题,实时查询地线是否正在指定位置,做到按章使用,规范管理,有记录可查询,防止出现临时接地线混乱使用的情況,为电力安全生产提供有力的保障。

  临时接地线管理系统可以与微机防误闭锁装置联机使用,有效解决目前微机防误闭锁装置对临时接地线无法识别管理的问题,还能实时查询地线是否在指定存放位置,实时跟踪和检测当前各组临时地线在现场所挂接的位置及状态,做到地线按章使用,规范管理,记录清晰,防止随意的混乱使用。

  3.智能钥匙管理系统(一匙通)

  智能钥匙管理系统(一匙通)针对各行各业、各种各样的钥匙进行全方位多维度的存放与管理,从技术层面解决了钥匙使用随意、记录不完善等问题。从设计层面上充分考虑了严格的权限管理、使用的灵活方便,记录的完整详实,彻底预防和杜绝了因钥匙管理带来的诸多问题,做到了对钥匙的24小时/365天无人值守管理。智能钥匙管理机通过 RFID无线射频监测闭锁技术,将智能钥匙栓与需要管理的钥匙进行一对一捆绑,赋予钥匙唯一身份信息。对钥匙申请、归还、使用的全过程进行跟踪监管。

  针对目前小浪底、西霞院两站厂房内柜门、房门和设备较多,其对应的钥匙总数较多,悬挂在柜子里显得比较混乱,借用时找钥匙比较费时;有些钥匙被钥匙盘串在一起,需要使用时往往将整个钥匙盘取走,影响了工作效率。

  使用智能钥匙管理系统(一匙通),通过更换锁具、锁芯等方式,可解决钥匙申请、归还、使用等存在的问题。该系统也可通过手机APP功能远方授权,远方解锁,用于突发状况时的应急处理,有效实现对钥匙和锁具全过程监管,使用多种凭证方式进行授权,实现解闭锁操作流程的信息化和电子化。

  4.智能安全帽

  无线4G智能安全帽是一款集高清微型摄像机、照明灯、激光灯、北斗/GPS定位、本地存储、无线4G网络传输、WiFi传输、电池供电等于一体的穿戴式智能安全帽,具有高清视频监控、语音对讲、位置定位、本地录像、远程录像等功能。无线4G智能安全帽以第一视角实时展现现场情況、位置信息,便于远程实时视频监控、调度指挥。广泛应用于现场巡检、检修、工地作业、突发事件应急指挥等。

  智能安全帽可根据小浪底、西霞院现场工作需要,将一系列功能集成到安全帽内,如灯光、拍摄、上传、定位等,使现场工作人员实现高清视频监控、语音对讲、位置定位等功能。使用前应综合考虑其它配套系统,避免出现后期应功能缺失或兼容性问题而出现反复购买。

  5.二次压板防误综合操作系统

  二次压板防误综合操作系统采用智能检测技术、可靠的硬件平台及通信技术,基于WINDOWS/LINUX跨平台的上位机操作系统,实现厂站全站压板投退状态的监视、压板操作的防误管理、压板状态采集和上送等功能。本系统的运行将在很大程度上减少压板的误操作率,极大提升压板的管理水平,有效提高电网安全水平和供电可靠性。

  

  该系统可作为一个子系统嵌入到防误系统中,形成从一次到二次完整的防误解决方案。压板状态传感器在原有压板的基础上通过卡装和粘贴的方式安装,不用更换原有压板,压板状态检测传感器与二次线路完全隔离,没有任何电的联系,保证二次线路的安全。

  6. UWB室内定位技术

  UWB高精度定位技术与物联网技术,并与卫星定位、视频分析、RFID识别、WIFI定位等技术多源融合,实现室内室外一体化高精度定位。系统可达10cm级定位精度,可满足系统集成商、终端用户实现不同的定位业务需求。

  还可利用有关技术软件,划定电子围栏,对进入围栏的工作人员进行有效的警示提醒,避免发生误入带电间隔的恶性事件。

  人员定位系统功能强大,定位误差小,实时显示人员位置。可结合工业电视系统,通过软件划定电子围栏,当现场人员进入电子围栏范围内,自动进行报警,有效防止走错间隔。此外通过数据分析系统,根据定位区域热点分析,人员轨迹比对与风险评估,结合行业特点、周围设备、人员岗位职责与任务分配等数据进行合理性预判。

  7.智能视频分析

  智能视频分析的技术原理是接入各种摄像机以及DVR、DVS及流媒体服务器等各种视频设备,并且通过智能化图像识别处理技术,对各种安全事件主动预警,通过实时分析,将报警信息传导综合监控平台及客户端。智能视频分析系统通过摄像机实时"发现敌情"并"看到"视野中的监视目标,同时通过自身的智能化识别算法判断出这些被监视目标的行为是否存在安全威胁,对已经出现或将要出现的威胁,及时向综合监控平台或后台管理人员通过声音、视频等类型发出报警。

  (三)ABB高、中压开关

  1.220kV系列组合开关

  GIS(gas-insulated metal-enclosed swith gear) 气体绝缘金属封闭开关设备(组合电器) ,由断路器、隔离开关、接地开关、避雷器、PT、CT、套管和母线等元件直接联到一起,并全部封闭在接地的金属外壳内,壳内充以一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质 。 ELK-14 C可用于245 kV系统,结构紧密,可靠性高,能适应室内外任何安装环境,操作和维护方便。

  2.10kV系列系列开关

  ABB公司10kV系列开关,保护可选择ABB厂家自带的保护装置,也可自行选择。特色之处在开关本体安全防护装置的设计,开关柜门采用连锁、挂锁、电磁锁相结合方式,杜绝误操作现象。目前小浪底、西霞院10kV开关,防误闭锁方式仍然采取机械钥匙,安全防护方面仍有很大的提升空间。

  开关柜按耐受其最大短路电流引起的内部电弧设计并通过内部燃弧试验。开关柜的金属外壳能防止内部电弧窜出,避免开关柜附近的操作人员受伤。此外对内部故障电弧进行适当的控制,避免发生机械伤害(冲击波,飞出的物件和门被冲开)和烧伤等(热气体),开关柜门仍然保持关闭甚至在相当高压力时也没有隔室被冲开,没有火焰和热气体喷出,所有的接地回路仍然有效,确保在故障后维修开关柜人员的安全。

  五、调研建议

  通过对以上三家单位的调研学习,针对开发公司设备现状,提出以下几点建议:

  1. 建议增加五防系统

  根据国家能源局《防止电力生产事故的二十五项重点要求》和《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》等行业规定和制度要求,对已投产尚未装设防误闭锁装置的发、变电设备,要制定切实可行的防范措施和整改计划,必须尽快装设放闭锁装置。小浪底220kV开关站自投运以来,缺少系统的电气五防装置,虽然依靠多年积累的运行管理经验和较高的人员素质,未发生过任何安全生产事件,但也存在着误入带电间隔和带电挂接地线的风险。同样,国家相关制度不执行,存在监督管理风险。建议小浪底站根据日常工作实际,尽快采用符合现场设备状况的电气五防装置,用技术措施筑起防线,从根本上杜绝电气误操作的发生,保证安全生产。

  2. 建议加快实施门禁管理系统

  目前公司正在推进门禁管理系统,智能一匙通可以很好地解决生产现场的门禁管理问题。智能一通匙、安全工器具管理装置以及地线管理系统作为电气五防系统的配套设备,便与实施,效果明显,建议在生产现场应用,可弥补目前现场五防系统不完善的问题,满足现场安全生产需要。

  3. 建议购置少量智能安全帽

  智能安全帽,运行人员可以在巡检、操作、事故处理时通过4G信号即时传输现场视频,便于值班负责人第一时间了解现场情况,满足运控值班需要。智能安全帽成本低、实施简单,建议在小浪底、西霞院两站各购置几顶满足现场实际需求。

  4. 建议在工业电视上增加视频分析软件

  生产现场的工业电视经过改造后图像清晰、无死角,但没有智能视频分析技术,缺乏异物侵入识别、自动跟踪、自动推送异常画面等多种智能化的功能。建议在现有工业电视基础增加视频分析软件,完善智能监控功能。

  5. 研究UWB室内定位技术的可行性

  UWB室内定位技术集人员管理、电子围栏、巡检过程实时显示、移动轨迹追溯、应急救援等功能为一体,助力电力行业实现安全生产可控制、安全建设可控制、日常人员管理可控制,全面落实安全生产责任,确保实现安全生产的工作目标。UWB定位因投资较大,建议全面权衡再决定是否实施。

  6. 主动了解前沿技术,做好智慧小浪底建设规划

  逆水行舟,不进则退,时刻关注行业发展动态,了解发展趋势。建议到已投入智能设备使用的水电厂或发电企业进行调研学习,详细了解设备的运行情况和使用情况。在以后的培训学习过程中,除了必要的理论学习外,可根据实际安排到一些高新技术和科技前沿的厂家进行培训,使职工了解科技前沿技术,关注行业发展动态,开拓眼界思路,为推进智慧绿色美丽小浪底建设提供借鉴。

  六、调研总结

  此次智能五防系统调研是一次难得的学习机会,开阔了运行人员的眼界,提高了对安全生产智能化水平的认识,拓展了对智慧小浪底规划的思路,为以后电力安全智能化设备的应用积累了经验,达到了调研的目的。

  由于调研学习时间的限制,学习到的也只是众多智能化设备中的冰山一角,报告中难免存在不详尽的部分,敬请谅解。

  调研人员:陈伟、鲁锋、郑炜、翟冬毅、兰大伟

  

  运行部

  2019年5月7日