变电站高压设备区作业人员安全预警系统

王玉峰　余俊松　李为明

摘要：我国的用电量正处于一个高峰期。特别是随着互联网和智能手机的普及，以及高铁的兴建，对用电的需求也越来越高。而变电站在电力系统当中有着很重要的地位。变电站的高压设备区的安全，直接决定着设备区作业人员的人身安全。而要想确保变电站高压设备区作业人员的人身安全，就需要设计出可靠的安全预警系统。本文主要阐述了一种设计方案--关于5000kv的超高压的换流站的高压设备区作业人员安全预警系统的设计方案。

关键词：变电站;高压设备区;作业人员;安全预警系统

一、引言

我国一直属于用电大国，变电站在我国的电力系统当中有着不可替代的作用。为了有效地确保变电站的正常使用，加快高压设备的安全运行进程，确保变电站高压设备区作业人员安全的人身安全，我们应当着手开发出性能可靠的变电站高压设备区作业人员安全预警系统。事实上，从过去在变电站作业人员当中发生的安全事故来看，很多事故都发生在高压设备区。所以，当务之急就是加强高压设备区的安全性。

下面，我们就围绕着这个课题进行探究。

二、系统的标准和范围

根据系统的标准，分别针对超、特高压工程检修作业安全预警系统组成、分类及型号、要求、试验方法、检验规则、包装、运输及贮存。

本标准适用于超、特高压输变电设备检修过程中用于保障检修作业人员、设备安全的预警系统，其它电压等级可参照采用。保障了设备的安全稳定运行。

三、系统的基本概况

由位置定位基准站、位置定位终端、接地线挂接状态指示终端、通信模块和服务器等组成。具备作业人员、安全围栏及接地线等定位数据收集、分析、显示与危险告警功能的系统。

四、系统的构成、分类

（一）系统的构成

由位置定位基准站、位置定位终端、接地线挂接状态指示终端、通信模块和服务器等组成。具备作业人员、安全围栏及接地线等位置定位数据、图像数据的收集、分析、显示与异常告警功能。

（二）系统的分类

1.线路型

由位置定位基准站、位置定位终端、服务器、接地线挂接状态指示终端组成。其特点是：位置定位基准站、服务器部署在站内。位置定位终端、接地线挂接状态指示终端部署在现场。

2.变电型

由位置定位基准站、位置定位终端、服务器、接地线挂接状态指示终端、安全围栏组成。其特点是：位置定位基准站、服务器部署在站内，位置定位终端、接地线挂接状态指示终端、安全围栏部署在现场。

五、系统的基本要求

第一，应具有线路/站内作业区域的三维场景模型或预留三维场景模型数据接入安全接口和功能扩展接口。

第二，应具备安全区域、临近危险区域、危险区域规划功能，安全区域用绿色标记、临近危险区域用黄色标记、危险区域。

第三，在规划的区域作业时，作业人员与带电体之间的距离应满足电业安全工作规程（电力线路部分）和电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）规定。

第四，系统网络及数据传输应符合国家电网公司系统安全设计框架技术规范要求。

第五，应具备检修作业工作票导入功能和安全电子围栏功能。

六、关于系统数据的储存、查询和交互

（一）关于数据的储存和查询

1.历史数据存储功能

应能存储检修作业计划、作业人员记录、工器具使用记录、作业过程记录及告警记录。数据库应至少保存近3年的历史数据，并具备数据自动备份功能。

2.报表和查询功能

应具备历史检修数据查询，报表生成、保存、打印、输出等功能。

（二）关于数据的交互

可通过WEB服务等方式与其它系统进行数据互联。

六、告警功能

1、临近危险区域告警

检修作业人员从作业区域任一位置进入临近危险区域时服务器端及作业区域应发出声、光告警指示，且响应时间小于2s。

2、安全围栏告警

检修作业人员在作业区域内任一位置移动或跨越安全围栏时服务器端及作业区域应发出声、光告警指示，且响应时间小于2s。

3、接地线挂接状态告警

接地线挂接状态良好时应在服务器端通过文字或符号方式指示。

接地线未挂接在指定相线、挂点脱落时服务器端及作业区域应发出声、光告警指示，且响应时间小于2s。

七、系统试验的方案

（一）数据处理试验

1、数据存储、查询试验

调用历史检修作业内容，依次进行数据查询及报表功能试验，试验结果应满足5.4.1.1的要求。

2、数据交互试验

通过Web网络连接检修作业安全预警系统，完成必要的网络配置后，检查检修作业安全预警系统能否正常接收Web网络对端发送的数据，也可将检修作业安全预警系统数据发送到Web网络端。

（二）告警试验

1、临近危险区域告警试验

试验方案见图1

利用差分定位规划20m*20m危险区域A，临近危险区域B，以及安全区域C。

试验过程：

1.试验人员携带位置定位终端在安全区域C沿顺时针运动，运动过程中随机选择三个点进入临近危险区域B，记录试验人员从安全区域进入临近危险区域开始至现场发出告警提醒的时间t1，停留5s后回到安全区域;

2.试验人员携带位置定位终端在安全区域C沿逆时针运动，重复步骤a）。

试验结果：

重复以上步骤三次，若试验过程中均有声、光告警提醒，且t1小于2s，则试验通过。

2.安全围栏告警

试验布置：

1.在20m*20m区域内布置安全围栏;

2.在安全围栏转角处布置位置定位终端，编号分别为1、2、3、4、5、6。见图2

试验过程：

1.试验人员携带位置定位终端在作业区域内任意3个位置向外跨越安全围栏，记录试验人员从跨越安全围栏开始至现场发出告警提醒的时间t2;

2.试验人员在作业区域内分别向外移动1-2段、2-3段、4-5段及5-6段安全围栏，记录试验人员从移动安全围栏开始至现场发出告警提醒的时间t3。

试验结果：

重复以上步骤三次，若试验过程中均有声、光告警提醒，且t2、t3均小于2s，则试验通过。

结束语

变电站在我国的电力系统当中有着不可替代的作用。为了有效地确保变电站的正常使用，需要确保高压设备区的安全。这直接决定着设备区作业人员的人身安全。而要想确保变电站高压设备区作业人员的人身安全，就需要设计出可靠的安全预警系统。

参考文献

[1]吴裕锋，周鑫陽.浅析变电站高压设备在线监测系统设计[J].中国新技术新产品，2019，10（10）：89-91.

[2]骆东升.变电站高压设备在线监测系统的设计与应用[J].内蒙古电力技术，2016，12（29）：102-103.

作者简介：

王玉峰，1997.11-，男，贵州毕节人，本科学历，学士学位，初级工程师，电网自动化与电力系统智能技术方向，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，邮编510530。

余俊松 1996.12-，男，江西宜春人，本科学历，学士学位，初级工程师，电网自动化与电力系统智能技术方向，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，邮编510530。

李为明 1994.7-，男，四川省成都市，研究生学历，硕士学位，助理工程师，电网自动化与电力系统智能技术方向，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，邮编510530。