浅谈水电站防误操作系统的思考与实践

刘明仿

摘 要：中大型水电站用电系统接线中电气设备的交叉部分是很多的，而且各部分相关性较强，所以水电站的运行需要综合考虑运行情况。但是在实际工作中由于设备类型多、操作范围大，导致操作难度升级，再加上操作工人数量较少、人员流动大，得到正规培训的机会少，实践经验短缺，增加了操作工人发生失误的可能性。本文对导致水电站出现操作失误情况下讨论诱发安全事故的原因，并对防止水电站出现操作失误的方法进行了探索和分析。

关键词：水电站;防误操作系统;思考与实践

0 引言

水电站出现失误操作的原因主要来自两方面，一是水电站的电力系统操作复杂、交叉重叠部分多，导致操作难度大;二是操作人员的专业能力不足，而且由于高频率的调动和培训的不完善导致操作人员出现失误。为了减少失误，提高电力生产的安全性，智能操作开始逐渐投入到水电站中，完善智能操作系统，建立独立且功能完善的防误操作系统就更有必要。

1 防误操作电力系统“五防”形式及特点

防误闭锁装置关系到水电站工人的生命健康和电力生产的安全，为了达到生产要求防误闭锁多个阶段变化，每个阶段技术都具备各自特点，从机械闭锁、电磁锁、电气闭锁到机械程序锁、科技技术一直在影响防误闭锁设置的发展。

1.1 机械闭锁

机械闭锁的优点就是操作较为简单、成本低廉，而且可以长时间使用，不需要操作工人掌握要求较高的技术，所以在很多水电站都有使用。机械闭锁的缺点在于机械闭锁只适合物理隔离，例如在开关、隔离刀闸等机械设备使用时效果良好，但是如果电气元件的同一机械部件分布在不同平面、错开或者是部件之间距离过长那机械闭锁就无法正常工作。而且如果水电站的电力系统过多，需要操作的电力装置过多，机械闭锁的配置就会很多，很容易出现钥匙管理丢失、管理不善、工作人员相互推诿责任的情况，导致水电站的工作效率降低，增加水电站的工作失误率[1]。

1.2 电磁锁

电磁锁虽然进行了功能上的升级，但是对于现在的现地操作电气设备来说，虽然其具备强制闭锁功能，在使用上也有着无法规避的缺点：（1）对现地操作缺乏强制闭锁手段，就使得技术工人在操作时候很容易出现失误;（2）电磁锁的安装程序较为复杂，而且使用上对技術要求也比较高，所以无论是在使用上还是在维护上所花费的精力和物力代价都很高，并不适配所有水电站的实际经济投入;（3）电磁锁闭锁逻辑设计复杂，对技术要求过高;（4）不适合复杂接线方式水电站，但是实际水电站工作时，由于系统庞大，接线复杂已经成为不可避免的事实，所以电磁锁不能完好适配水电站工作需要。

1.3 电气闭锁

电气闭锁是通过程序逻辑或者辅助继电器等装置来实现设备的闭锁功能，其优点就是结构较为简单，在实际操作时可完成性较高，出错率较低，操作便捷是电气闭锁使用较为广泛的主因。但是电气闭锁也有其缺点：（1）电气闭锁设备操作频次很高，水电站的运行环境对电气闭锁设备的损害程度很高，对质量有所影响;（2）电气闭锁的逻辑设计是非常复杂的，普通的技术工人很难在短时间内掌握使用方法，所以在日常工作中反而增加了事故发生的概率;（3）电气闭锁对现地装设的接地线、电气设备和变压器柜门缺乏有效的闭锁手段，所以在水电站工作程序中很难做到对所有设备实施闭锁，功能受到限制[2]。

1.4 微机“五防”系统

微机“五防”系统也就是经过智能化改造后的系统，加入更先进的技术后，使用也就更加灵活且简便，相对之前的操作系统功能更加健全、质量更高。微机“五防”系统只需要一把钥匙即可实现对全系统的操作，即便是特殊操作也可以统一解决。而且还具备语音报警、提示和数字显示等一系列功能，即便出现问题，工作人员也能在第一时间发现，降低经济损失。一旦出现操作失误，微机“五防”系统可以强制闭锁，有效降低了操作失误后的事故产生。

2 水电站主系统“五防”系统建设历程

水电站智能防误操作系统自出现以来在不断变革中实现技术精进，到现在已经形成了较为完善的智能防误系统，具备的几个特点如下：

2.1 系统覆盖全面

为了保障闭锁作用发挥不受限制，新型的智能闭锁软件分别适应windows和ios等不同系统，虽在不同操作平台，但是主要硬件包含范围广泛，智能锁具、电脑钥匙、智能锁具柜和防误系统主机等。为了提高工作效率，提高联动性，操作平台和多种管理系统联合，例如操作票管理、智能地线管理等功能，提高了工作效率。

2.2 无纸化管理更普遍

现在的防误操作系统已经实现了无纸化管理，操作人员工作时使用的移动操作模块由PDA和电脑钥匙组成，并且两者分开管理，监护人管理PDA，实际操作人员管理电脑钥匙。PDA和“五防”网通过WIFI连接，电脑钥匙和PDA通过无线蓝牙连接，而且在闭锁过程中如果出现跳项操作、不按顺序操作，就会触发强制闭锁功能，减少工作失误。而且操作设置必须在进行实际操作前阅读和执行风险预控提示卡，监护人有权利在发现状态不对时申请增加备注或者不执行操作，强制关闭整个闭锁程序。

2.3 智能防误闭锁完全取代传统防误闭锁设备

智能防误闭锁取代的传统防误闭锁设备包括现场所有开关、阀门和重要设备柜门。为了实现更安全操作，锁码和被加锁的设备名称和编号是绑定的，智能锁具通过蓝牙和电脑钥匙连接，电脑钥匙会通过PDA将数据上传到防误闭锁管理系统中，这样操作人员可以实时了解哪个设备是处于被锁状态。如果要进行加锁或者解锁操作也要通过正规流程，在锁码和设备编号名称都匹配成功后才能进行操作，如果出现不一致，系统会发出警告，这样极大降低操作人员失误行为。

2.4 流程更加细化

为了保证流程严谨，不出错误，新增了检修人员挂牌和拆牌功能。为了降低事故发生可能性，首先工作人员要在办理手续时要在需要做措施的开关和阀门系统中挂牌，智能防误操作会在工作人员挂牌后组织错误挂牌设备工作，只有系统确认设备正确后才能通过办理手续使设备闭锁。如果后续需要恢复被挂牌的开关和阀门，工作人员要先拆牌，经过许可后才能解锁操作，这样形成了一个全过程闭环管理。如果跳过任一程序，被挂牌的设备就会一直处于闭锁状态，整个过程都无法进行，也无法进行操作[3]。

3 优化智能防误系统功能

3.1 明确设备和编号对应关系

由于水电站内部设备众多，在早期编号时候可能出现部分开关和阀门名称存在相同的编号名称，导致智能锁具可能和多个设备匹配，在解锁时可能会出现一定操作风险。为了实现智能锁具和设备的一一对应，水电站工作人员要全面检查智能防误闭锁目录树，把现场开关、阀门按照标准进行双重编号和命名，而且要根据其特性分类，保证一一对应的管理，保证闭锁管理质量。

3.2 实现智能地线管理

水电站在给设备装设地线时开始使用的是便捷式地线，但是智能房屋地线需要降低线准确接到短路容量相同电气设备上，否则很难达到管理要求。运行人员要做的就是严格排查地线的每个接线点，把短路容量和电压等级登记在册，对水电站便捷式接地线尺寸重新校对。根据校对的结果调整接地线类型，把改造后接地线系统组件成智能地线管理系统，方便运行人员操作，减少失误操作发生[4]。

3.3 完善操作票数统计

水电站对防误操作考核里包括每个人的个人民主考核和安全月报的当月总操作票数，但是个人的总操作项数是不进行统计的。为了完善个人考核，要综合MAXXIMO模板和升级投票模块，防误系统中的操作票模块要求在规定时间内对特定对象进行一键式统计，要包含制定操作人、监护人、值长的操作票和操作项数等信息。这样既能保留原有的投票制度，还能节省原有的统计时间。将个人总操作数进行统计可以方便運行人员通过数据直观了解各设备运行情况，了解操作人员工作状态，在后期有针对性的调整，达到增值增效的目的，改善闭锁设备的使用，延长使用寿命，增强使用质量。

3.4 改造耗能低设备闭锁装置

耗能低设备在使用时容易被操作人员忽略，所以为了提高防误操作效果要对耗能低设备闭锁进行改造。例如在高压侧静触头挡板上增加智能防误闭锁，如果未解锁，小车无法推送到工作位置，同时静出头挡板也不能打开;其次要在地刀解锁孔安装智能闭锁，只有进行解锁操作后，地刀锁孔才能打开，否则不能进入工作状态;最后在开关柜上增加一个智能带电的显示装置，方便工作人员随时了解工作状态[5]。

3.5 完善智能防误系统和MAXIMO适配

智能防误系统和MAXIMO不适配导致一些管理和闭锁功能要依靠人为被动完成，例如在挂牌操作时需要操作人员手动完成，这就增加了操作误触可能性，所以水电站要和技术人员多沟通，增强智能防误系统和MAXIMO适配性，增加智能操作在系统中的占比。

4 结语

综上所述，水电站的防误操作是一项关乎电力安全生产的系统，自我国科技技术改革以来，防误操作已经取得了很显著的成效，智能防误操作系统的完善和使用使得设备操作更加便捷、运行更良好、安全防护更有效，使得操作人员的生命健康得到了更好的保障。不过防误操作中的工作人员同样重要，所以要保证防误系统良好工作，提高工作人员技术水平和安全意识同样重要，这需要企业和工作人员一起努力，不断探索更新方法和技术，从不同方向出发加强安全把控，要增强防控意识，为安全生产奠定坚实基础。

参考文献

[1] 李程煌，宋远超.水电站临时接地线防误操作方案设计及应用探讨[J].水电站机电技术，2011（3）：99-101.

[2] 李建辉，王桂平，刘晓鹏，等.龙羊峡水电厂计算机监控系统现地控制单元改造和系统功能升级[Z].中国水利水电科学研究院北京中水科水电科技开发有限公司，2010.

[3] 张秀平，单文坤.微功耗无线网在线防误操作系统在那兰水电厂的应用[J].水电站机电技术，2011（3）：117-118+124.

[4] 许义群，夏大勇，任成功，等.龙开口水电工程缆机与门塔机防碰撞预警系统的开发与应用[Z].华能龙开口水电有限公司龙开口水电工程建设管理局，2013.

[5] 彭家友.水电站分散电气控制系统组态中的防误操作设计研究[J].中国高新技术企业，2016（6）：119-120.