新型攝像裝置在遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)中的應(yīng)用

引言

目前,廣東電網(wǎng)數(shù)字化變電站的一次設(shè)備與智能二次裝置均按照全站統(tǒng)一的IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)平臺進行數(shù)據(jù)建模及通信,并在此平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息共享和互操作性。這為貫徹落實廣東電網(wǎng)"調(diào)控一體化"工作要求,推進刀閘調(diào)度端常態(tài)化遙控操作,提高操作安全和效率提供了基礎(chǔ)。根據(jù)廣東電網(wǎng)刀閘調(diào)度端遙控操作指導(dǎo)意見,通過修編調(diào)度端遙控操作相關(guān)制度、實施刀閘調(diào)度端遙控操作綜合評價管理、組織開展調(diào)度端遙控功能改造等方法,逐步實現(xiàn)調(diào)度端遙控功能全覆蓋,即線路運行狀態(tài)與冷備用狀態(tài)、熱備用狀態(tài)與冷備用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作,由調(diào)度端遙控操作完成。

1調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)的優(yōu)勢與缺點

1.1調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)模式下的線路停、送電工作,需要運維人員在變電站高壓設(shè)備區(qū)現(xiàn)場進行操作,操作完成后回到主控室,這需要運維人員頻繁進出高壓場區(qū),將會影響設(shè)備停送電時間。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大,運維人員的工作量持續(xù)上升,增加了誤入帶電間隔、擅自解鎖、野蠻操作等問題出現(xiàn)的風(fēng)險。另外,在高壓設(shè)備區(qū)的就地操作,會有因為操作失誤、刀閘支持瓷瓶斷裂等事故而引發(fā)人身傷亡事故的風(fēng)險。通過調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān),可以大大減少上述問題的出現(xiàn),增加線路停送電操作的安全性,是打造安全電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。

日漸增多的檢修工作不僅增加了變電站運維人員的操作風(fēng)險,也對調(diào)度工作提出了更高的要求。按照傳統(tǒng)的調(diào)度電話下令模式,會浪費大量的時間在溝通、確認(rèn)過程中。如果能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度端遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān),那么就可以利用計算機系統(tǒng)程序化操作線路狀態(tài)轉(zhuǎn)換。想象一下,以往需要調(diào)度反復(fù)電話下令給變電站運維人員的停電工作,可以轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)度人員輕松點擊系統(tǒng),由計算機系統(tǒng)智能操作線路停電,這種程序化操作,勢必可以減少停送電的操作時間,是打造智能電網(wǎng)的必經(jīng)之路。

電力已經(jīng)成為千家萬戶不可或缺的資源,隨著社會的發(fā)展,人們對電網(wǎng)的要求日益提高,很難接受長時間的停電,這就需要提高線路停、送電工作的效率。根據(jù)實踐,調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)能將線路由熱備用轉(zhuǎn)冷備用的操作時間由過去的30min減少到15min左右?？梢哉f,調(diào)度遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)是打造高效電網(wǎng)的重要手段。

1.2調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)的缺點

在實際運行過程中,如果變電站隔離開關(guān)所處環(huán)境較惡劣,傳動機構(gòu)的密封出現(xiàn)問題,或者齒輪之間存在間隙,就很容易導(dǎo)致隔離開關(guān)出現(xiàn)分合閘不到位的情況。某電力局就出現(xiàn)過變電站的隔離開關(guān)在春查、秋查停電時,其母線側(cè)的隔離開關(guān)基本上不能斷開,否則在送電時就合不上,必須通過改變運行方式將故障設(shè)備所在母線停運,進行檢修處理完畢后方可送電。這種運行和檢修方式既影響設(shè)備的安全運行和供電的可靠性,又延長了停電時間。

當(dāng)出現(xiàn)隔離開關(guān)合閘不到位的時候,例如陽江局在操作主變由檢修轉(zhuǎn)運行時,就出現(xiàn)過運維人員在端子箱按下合閘按鈕后,隔離開關(guān)開始合閘,當(dāng)合閘到三相動觸頭與靜觸頭產(chǎn)生電弧時,隔離開關(guān)電動機突然停止,隔離開關(guān)懸空且其三相動靜觸頭電弧一直存在,電弧發(fā)出巨響。

當(dāng)隔離開關(guān)合閘不到位時,因為接觸面積不夠影響了導(dǎo)電性能,在設(shè)備運行時候容易產(chǎn)生發(fā)熱等現(xiàn)象:當(dāng)動觸頭連接片處于未接觸的狀態(tài)時,在設(shè)備導(dǎo)通時連接片之間會產(chǎn)生電弧,因為隔離開關(guān)不具備滅弧功能,無法快速切斷電弧,會導(dǎo)致運行中設(shè)備跳閘,影響較大。對于調(diào)度端遠(yuǎn)程遙控操作的隔離開關(guān),由于無法在調(diào)度臺直接觀察到變電站的實際情況,極其容易出現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘不到位而調(diào)度人員一無所知的情況,這是調(diào)度端遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)無法回避的缺點。

2調(diào)度遠(yuǎn)程遙控隔離開關(guān)缺點的解決辦法

2.1人工判別

實際上,對于線路停送電的計劃操作,由于要遵循"安全第一、遙控優(yōu)先"的原則,只有線路冷備用和熱備用之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作由調(diào)度端遠(yuǎn)程遙控操作完成,線路地刀一般采用"調(diào)度下令,變電運行人員執(zhí)行"的方式操作。也就是說,為了防止出現(xiàn)帶電合地刀的惡性誤操作事件,在線路的停送電操作中,仍然需要運維人員到達(dá)變電站進行操作。

在操作過程中,當(dāng)調(diào)度端利用計算機系統(tǒng)完成程序化操作后,都需要向變電站運行人員下達(dá)確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)的命令。運行人員接收到調(diào)度發(fā)布的指令后,需要從主控室到高壓場地通過肉眼觀察隔離開關(guān)分合閘情況,確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)后匯報調(diào)度。顯而易見,該種方法十分繁瑣,也不利于減少線路停送電時間。

在調(diào)度遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)的流程下,如果需要保留人工現(xiàn)場觀察判斷設(shè)備狀態(tài)的環(huán)節(jié),就沒有辦法達(dá)成調(diào)控一體化中節(jié)省人力資源的初衷,因此,電網(wǎng)公司一直在尋求更適應(yīng)新操作模式的判別方法。對于線路停、送電需要線路兩端變電站都確認(rèn)過設(shè)備狀態(tài)后才能執(zhí)行下一步操作,由于變電站布局、運維人員素質(zhì)不統(tǒng)一等問題,很容易出現(xiàn)一側(cè)已經(jīng)確認(rèn)完畢,另外一側(cè)剛剛到達(dá)場地進行巡視的問題,增加了等待時間,降低了操作效率。

2.2攝像頭監(jiān)控模式

根據(jù)建設(shè)智能電網(wǎng)的要求,要逐步實現(xiàn)站內(nèi)測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化,那么可以在變電站智能改造工程中增加攝像頭監(jiān)控內(nèi)容,利用攝像頭拍攝隔離開關(guān)分合閘位置,讓在遠(yuǎn)方操作的調(diào)度員能通過視頻看到現(xiàn)場的狀況。

由于要觀測到隔離開關(guān)操作情況,那么對監(jiān)控攝像頭的成像質(zhì)量和使用環(huán)境就有較高的要求。首先要合理配置攝像頭數(shù)量和角度,這樣就能夠方便調(diào)度員全角度觀測操作情況。其次,變電站操作的時間并不確定,這就要求在黑夜、濃霧、暴雨等特定環(huán)境下依然能夠穩(wěn)定工作。而且監(jiān)控攝像頭安裝在變電站后遭受風(fēng)吹日曬,這就需要攝像頭能夠適應(yīng)外部惡劣的環(huán)境。

3新型攝像裝置介紹

3.1項目簡介

目前,在許多重要的工業(yè)、消防、交通、電力等行業(yè),采用攝像裝置對整個過程進行監(jiān)控已經(jīng)非常普遍。然而,戶外安裝的用來垂直觀察向上物體的攝像機,一方面所使用的攝像機垂直朝上,攝像元件護罩容易長時間積灰塵,導(dǎo)致攝像機圖像質(zhì)量下降,影響視頻圖像的觀察效果:另一方面,攝像機在長時間待機狀態(tài)時,雨水可能從頂蓋順下到攝像機球形護罩表面,久而久之?dāng)z像機球形護罩可能會有污水漬,難以清抹。這些攝像裝置無法滿足監(jiān)控變電站隔離開關(guān)操作情況的任務(wù),為了解決這種問題,江門局特意成立創(chuàng)新項目小組,設(shè)計了一種可旋轉(zhuǎn)的防塵防雨攝像裝置,該裝置能夠適應(yīng)變電站的工作環(huán)境,實現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.2新型攝像裝置介紹

由于攝像裝置安裝在變電站室外環(huán)境下,可能長時間處于待機狀態(tài),如果不能防止雨水和灰塵,那么在需要使用攝像裝置監(jiān)控隔離開關(guān)狀態(tài)時,就很難獲得清晰的圖像質(zhì)量,無法準(zhǔn)確判隔離開關(guān)是否分合閘到位。針對這種情況,特意設(shè)計新型可旋轉(zhuǎn)的防塵防雨攝像裝置。當(dāng)處于非工作狀態(tài)時,可通過攝像裝置中的旋轉(zhuǎn)電機控制攝像元件和半球形護罩朝下,防止淋雨和積灰塵對攝像圖像質(zhì)量造成影響。而且在待機狀態(tài)時,還可以通過移動終端控制裝置控制旋轉(zhuǎn)裝置工作,在旋轉(zhuǎn)過程中,清潔片與攝像機半球形護罩保持軟接觸,起到自清潔的作用?？尚D(zhuǎn)的防塵防雨攝像裝置非工作狀態(tài)時如圖1所示。

當(dāng)調(diào)度端遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)后,需要確認(rèn)操作完成的情況,可以通過基座與頂蓋連接處的旋轉(zhuǎn)裝置帶動攝像元件翻轉(zhuǎn),使得攝像元件垂直朝上,拍攝隔離開關(guān)狀態(tài)?？尚D(zhuǎn)的防塵防雨攝像裝置工作狀態(tài)時如圖2所示。

創(chuàng)新項目小組設(shè)計的新型可旋轉(zhuǎn)防塵防雨攝像裝置,在攝像裝置處于工作狀態(tài)時,攝像元件垂直朝上,拍攝與攝像:在攝像裝置非工作狀態(tài)時,旋轉(zhuǎn)裝置帶動攝像元件翻轉(zhuǎn),攝像元件朝下,可以免受垂直方向外物的撞擊,同時起到防塵防雨的作用,避免攝像元件半球形護罩長時間積灰塵對視頻圖像觀察效果造成影響。

4結(jié)語

綜上所述,本文介紹了一種用于判別隔離開關(guān)位置的新型攝像裝置,在該設(shè)備的配合下,能實現(xiàn)遠(yuǎn)程觀測隔離開關(guān)位置的目的。這種可旋轉(zhuǎn)的防塵防雨攝像裝置,為調(diào)度遠(yuǎn)程操作隔離開關(guān)提供了堅實的基礎(chǔ),是打造安全、智能、高效電網(wǎng)的有力手段。