一种可带电检修开关设备的检修系统和方法

摘要

本发明涉及一种可带电检修开关设备的检修系统和方法，在对被检开关设备进行检修时，利用电气闭锁单元模拟被检开关设备的正常运行工况，防止电力系统保护误动作，而且，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，由于被检开关设备正在检修，无法实现保护动作，那么，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，保护测控设备利用其他的开关设备，比如上一级保护进行保护动作，实现电力系统后备保护。因此，该系统不会造成在检修过程中被检开关设备的误动作，那么，通过该系统就能够实现带电情况下的故障检测以及抢修，因而省去了办理设备停电手续的麻烦。特别是对于高电压等级电力系统，能够减少计划及非计划停电时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可带电检修开关设备的检修系统和方法。

背景技术

目前在电力系统中，带电检测在电力系统中得到普遍应用，可以发现设备潜伏性故障，但由于无法解决带电检修过程中开关设备误操作、保证人员设备安全、机械故障情况下的设备稳定运行等问题，无论是事后检修/故障检修、预防性检修、状态检修以及可靠性检修哪种检修方式，开关设备都必须在电力系统停电的情况下排除故障。在需要停电维修设备时，需要办理设备停电手续，过程比较繁琐，而且，也会增加非计划停电时间，降低开关设备运维、检修效率，降低供电可靠性，增加因停电维修产生的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种可带电检修开关设备的检修系统，用以解决传统的设备检修方法只能停电检修的问题。本发明同时提供一种可带电检修开关设备的检修方法。

为实现上述目的，本发明包括以下方案：

方案一：本方案提供一种可带电检修开关设备的检修系统，包括电气闭锁单元和二次信号综合处理单元，所述电气闭锁单元用于在对被检开关设备进行检修时模拟被检开关设备的正常运行工况，所述电气闭锁单元连接二次信号综合处理单元，二次信号综合处理单元具有用于通讯连接电力系统中的保护测控设备的通讯接口，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，利用其他的开关设备实现后备保护。

在对被检开关设备进行检修时，利用电气闭锁单元模拟被检开关设备的正常运行工况，防止电力系统因对被检开关设备进行检修时造成电力系统的状态参数发生变化而造成误动作，利用电气闭锁单元模拟正常运行工况之后，电力系统接收到的被检开关设备的运行状态始终为正常运行工况，不会引起其他保护误动作，也不会控制被检开关设备动作；而且，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，由于被检开关设备正在检修，无法实现保护动作，那么，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，保护测控设备利用其他的开关设备，比如上一级保护进行保护动作，实现电力系统后备保护。因此，该系统不会造成在检修过程中被检开关设备的误动作，那么，通过该系统就能够实现带电情况下的故障检测以及抢修，即在电力系统不停电的情况下就可以完成故障开关设备的检修及更换，因而省去了办理设备停电手续的麻烦。特别是对于高电压等级电力系统，既然能够实现带电检修，那么，就能够减少计划及非计划停电时间，提高开关设备利用率、运维、检修效率、以及供电可靠性等方面，用户减少了停电检修产生的经济损失，经济社会效益显著。而且，由于不受停电的影响，那么，不用专门等到停电检修周期才能够对开关设备进行检修，随时根据开关设备的运行状况开展故障排查检修，周期灵活，节约成本。另外，带电检修比停电检修节省人力和物力，有效减少常规预试重复试验对开关设备绝缘造成的损伤；并且，该系统结构简单，可以做成便携式设备，携带搬运方便。

方案二：在方案一的基础上，实现所述当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，利用其他的开关设备实现后备保护的具体过程为：

电力系统中的保护测控设备进行电力系统的故障检测，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，保护测控设备给二次信号综合处理单元发出动作指令，由于被检开关设备无法动作，则二次信号综合处理单元给保护测控设备相应的反馈信号，以使保护测控设备控制其他的开关设备动作实现后备保护；和/或所述二次信号综合处理单元具有电力系统故障判断功能，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元直接给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，以使保护测控设备控制其他的开关设备动作实现后备保护。

方案三：在方案一或二的基础上，所述检修系统还包括机械闭锁单元，在对被检开关设备进行检修之前，利用该机械闭锁单元将被检开关设备分合闸位置锁定，防止在检修过程中引起误动作。

方案四：在方案二的基础上，二次信号综合处理单元采集被检开关设备一次回路的电压和电流信号，以进行电力系统的故障判断。

方案五：在方案一或二的基础上，所述检修系统还包括防触电保护单元，在对被检开关设备进行检修之前，将所述防触电保护单元接到被检开关设备上，以保护检修人员的人身安全。

方案六：在方案一或二的基础上，所述检修系统还包括检修单元，用于对被检开关设备进行检修或者更换。

方案七：在方案一或二的基础上，所述检修系统还包括机械特性复核单元，在被检开关设备检修完成之后对被检开关设备的机械特性进行复核，以满足现场运行要求。

方案八：在方案一或二的基础上，在检修完成时，二次信号综合处理单元将模拟的被检开关设备的正常运行工况切换到被检开关设备实际的运行工况。

方案九：本方案提供一种可带电检修开关设备的检修方法，在对被检开关设备进行检修时，模拟被检开关设备的正常运行工况，当在检修过程中电力系统出现故障需要保护时，向电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，利用其他的开关设备实现后备保护。

方案十：在方案九的基础上，在对被检开关设备进行检修之前，将被检开关设备分合闸位置锁定，防止在检修过程中引起误动作。

方案十一：在方案九的基础上，在对被检开关设备进行检修之前，将被检开关设备接入防触电保护，以保护检修人员的人身安全。

方案十二：在方案九的基础上，在被检开关设备检修完成之后对被检开关设备的机械特性进行复核，以满足现场运行要求。

方案十三：在方案九的基础上，在检修完成时，将模拟的被检开关设备的正常运行工况切换到被检开关设备实际的运行工况。

附图说明

图1是可带电检修开关设备的检修系统的原理示意图；

图2是可带电检修开关设备的检修系统的工作流程示意图。

具体实施方式

可带电检修开关设备的检修系统实施例

本实施例提供的可带电检修开关设备的检修系统的作用对象是开关设备，具体是被检开关设备的操动机构，当被检开关设备的操动机构出现故障时，利用该检修系统进行设备检修和更换。

检修系统包括电气闭锁单元和二次信号综合处理单元。其中，电气闭锁单元用于在对被检开关设备的操动机构进行检修时，模拟被检开关设备的正常运行工况，具体为：电气闭锁单元监测SF₆气体状态、开关设备位置状态等间隔内、外联闭锁信息，还可以设定开关设备的储能状态，来实现开关设备的正常运行工况模拟，通俗点讲就是，开关设备在正常运行时怎么样，电气闭锁单元就模拟怎样的运行状态，对于开关设备在正常运行时输出的各种状态信息，电气闭锁单元均能够相应输出。

电气闭锁单元与二次信号综合处理单元相连，并且，二次信号综合处理单元具有用于通讯连接电力系统中的保护测控设备的通讯接口，利用该通讯接口与保护测控设备实现通讯。当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，也就是说，本间隔将故障上报，保护测控设备利用其他的开关设备，比如利用上一级保护实现后备保护。而且，由于保护测控设备的基本功能就是电力系统的故障检测，并且，二次信号综合处理单元也可以具有电力系统故障判断功能，那么，在上述动作保护时，就有以下两种具体的实现过程：第一，电力系统中的保护测控设备进行电力系统的故障检测，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，保护测控设备给二次信号综合处理单元发出动作指令，但是，由于被检开关设备正在检修，无法动作，那么，二次信号综合处理单元就反过来给保护测控设备一个相应的反馈信号，保护测控设备接收到该反馈信号后，就控制其他的开关设备动作，比如启动上一级保护，实现后备保护；第二，二次信号综合处理单元具有电力系统故障判断功能，那么，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元在判断得到电力系统出现故障后，直接给保护测控设备发出相应的信号，保护测控设备接收到该信号后，就控制其他的开关设备动作，比如启动上一级保护，实现后备保护。其中，二次信号综合处理单元采集和接收被检开关设备一次回路的电压和电流信号，实时分析电力系统负荷状态，实现电力系统故障判断的功能，进一步地，二次信号综合处理单元还可与保护测控设备进行一次回路信息校验，提高系统突发故障处理能力，并自动生成系统检修报告。由于上述两个实现过程均可以电力系统故障动作，因此，可以选取这两个实现过程中的任意一个作为动作判断过程，当然，也可以同时选择这两个，实现冗余设置，只要有一个判断出故障即可进行动作。还有就是，二次信号综合处理单元还具有以下功能：在检修完成时，将模拟的被检开关设备的正常运行状态无缝切换到检修后的被检开关设备实际的正常运行工况，即切换到正常运行操动机构控制回路的功能。具体为：在被检修开关设备机构拆掉之前，二次信号综合处理单元模拟当前开关设备的运行工况，并向保护测控设备报告；当检修完成时，二次信号综合处理单元退出模拟状态，接入新的开关设备机构，将实际的运行工况上传。比如：若电力系统相关控制系统为数字化系统时，则二次信号综合处理单元发送相应的指令信号即可实现切换，若为传统的模拟化系统，则将电气闭锁单元与被检开关设备并联设置，通过切换开关实现两路切换。

进一步地，检修系统还包括机械闭锁单元，通过机械锁扣将被检开关设备绝缘拉杆固定，实现开关设备分合闸位置锁定。那么，在对被检开关设备操动机构进行检修之前，通过该机械闭锁单元实现被检开关设备分合闸位置锁定，防止因现场检查设备故障、拆装操动机构引起开关设备误动作。

检修系统还包括防触电保护单元，采用屏蔽保护原理，保护现场检修人员人身安全，防止高压伤害；同时也可保护现场仪器设备，防止高压损害。那么，在对被检开关设备操动机构进行检修之前，将防触电保护单元接到被检开关设备操动机构上，如图1所示，保护现场检修人员人身安全，防止高压伤害。

检修系统还包括检修单元，本实施例将其称为操动机构拆装、运输单元，通过该单元直接检修或者更换故障操动机构，实现过程是：首先支撑固定住故障操动机构，然后检修故障机构，或拆卸与开关本体连接部件，之后退出故障机构，再装上新的机构。

检修系统还包括机械特性复核单元，在连接机构与绝缘拉杆前，能够在机构操作时实现机构的慢分或慢合，对检修或更换的操动机构特性进行复核。那么，在被检开关设备检修完成之后能够对被检开关设备操动机构的机械特性进行复核，以满足现场运行要求。

因此，可带电检修开关设备的检修系统中，根据典型开关设备结构，设计出便于携带和拆卸的机械特性复核单元和操动机构拆装、运输单元；根据开关设备二次系统通用结构，设计出电气闭锁单元和二次综合信号处理单元；根据考虑现场设备、人员安全，设计了机械闭锁单元和防触电保护单元。

检修系统的整体操作流程为：在检修之前，通过操作防触电保护单元和机械闭锁单元，保护人身安全，然后接入电气闭锁单元和二次综合信号处理单元，接着利用操动机构拆装、运输单元检修和更换故障操动机构，最后利用机械特性复核单元进行复核，并利用二次综合信号处理单元进行状态切换。

以下给出一种具体的操作过程：

当开关设备操动机构出现异常时，按照图2所示的①-⑩和⑾-⒂流程开展检修工作：①接入防触电保护单元，保护现场检修人员人身安全，防止高压伤害；②将故障操动机构与开关设备本体通过机械闭锁单元进行机械闭锁，防止因现场检查设备故障、拆装操动机构引起开关设备误动作；③接入电气闭锁单元监测开关设备内部的SF₆气体状态、开关设备位置状态等间隔内、外联闭锁信息，通过设定开关设备储能状态，实现开关设备正常运行工况模拟，电气闭锁单元与二次信号综合处理单元相连，实现当设备检修，电力系统发生故障需保护动作时，本间隔故障上报，实现后备保护启动功能；④接入二次信号综合处理单元，收集一次回路电压和电流信号，实时分析电力系统负荷状态，与电气闭锁单元和机械特性复核单元连接，与保护测控装置进行一次回路信息校验，提高系统突发故障处理能力，并自动生成系统检修报告；并且，二次信号综合处理单元还具有在开关设备操动机构检修完毕后，将模拟的开关设备正常运行状态切换到正常运行操动机构控制回路功能；⑤接入电力系统测控保护系统，通过分析二次信号综合处理单元发送信息，综合判断电力系统运行情况，在检修过程中，如果发生故障，将启动其他间隔保护，迅速隔离故障；⑥通过操动机构拆装、运输单元，直接检修或更换故障操动机构；⑦、⑧通过机械特性复核单元可对检修或更换的操动机构进行慢分、慢合操作以及特性进行复核，满足现场运行要求；⑨移除操动机构拆装、运输单元；⑩移除机械特性复核单元；⑾移除电气闭锁单元；⑿移除机械闭锁单元；⒀使用二次信号综合处理单元模拟开关设备正常运行状态无缝切换到检修后的正常运行操动机构控制回路，移除二次信号综合处理单元；⒁移除防触电保护单元，检修完毕。

上述只是给出了利用检修系统进行检修操作的步骤以及各组成单元的接入顺序的一种具体的实施方式，当然，本发明并不局限于该具体的实施方式，本发明重点在于检修系统的组成结构，以及各组成部分的功能，只要能够实现开关设备的检修，基于系统结构的任何操作顺序以及操作方式均在本发明的保护范围之内。而且，本发明的发明点在于检修系统包括电气闭锁单元和二次信号综合处理单元，电气闭锁单元用于在对被检开关设备进行检修时模拟被检开关设备的正常运行工况，电气闭锁单元连接二次信号综合处理单元，当检修过程中电力系统出现故障需要保护时，二次信号综合处理单元给电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，利用其他的开关设备实现后备保护。而机械闭锁单元、防触电保护单元和机械特性复核单元均属于为了进一步优化实现开关设备的检修而添加的技术特征，因此，这些技术特征可以根据实际需要选择性加入到检修系统中。而且，操动机构拆装、运输单元用于开关设备的检修，可以是常规的检修设备，因此，操动机构拆装、运输单元可以不作为检修系统的一部分。

可带电检修开关设备的检修方法实施例

本实施例提供一种可带电检修开关设备的检修方法，基本方案为：在对被检开关设备进行检修时，模拟被检开关设备的正常运行工况，当在检修过程中电力系统出现故障需要保护时，向电力系统中的保护测控设备发出相应的信号，利用其他的开关设备实现后备保护。上述系统实施例中，以各组成单元实现功能的形式对该检修方法做出了详细地描述，因此，上述系统实施例已对该方法做出了详细地描述，本实施例就不再具体说明。