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摘要:在电力行业中,误操作是严重影响安全生产的重大隐患,文章首先从以往的事故案例分析出人工操作的弊端,并罗列出其造成误操作的几大要点,然后从介绍程序化操作的简单流程入手,引入风险管理体系的思想,将人工操作与程序化操作的进行风险对比,从风险评估的角度剖析程序化操作的安全性。最后,论文针对人工误操作的弊端,分若干方面一一阐述程序化操作的优势,展示了其防误操作的实现手段及控制措施。
关键词:误操作;程序化操作;风险评估;防误控制
中图分类号:TM734
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0146-04
一、概述
随着我国电力行业的飞速发展,逐渐扩大的负荷容量、越来越复杂化的电网结构使得相应的倒闸操作与日俱增,作为驻守电力阵地第一前线的变电运行在确保安全、准确的操作上,肩负着更严峻的责任。目前对于变电站的倒闸操作,往往是结合了防误闭锁装置比如说微机五防系统等等来起到规范控制的作用,主要还是依靠人去控制操作的流程,将本该机械化、流水型的严密操作肢解成一块块可以拼接的环节,让每个环节都存在了产生风险的可能。
随着电力科技改革的日新月异,变电综合自动化系统的运用也日趋广泛,它可以采集到比较齐全的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断能力,可方便地监视和控制变电所内各种设备的运行和操作。通过变电站综合自动化系统的平台,可以引入程序化操作,让固化的、可靠的程序指令代替人工操作,降低失误概率,极大的提高变电站整体运行的安全性,从而真正实现变电站自动化系统的功能综合化、运行管理智能化等特征。
二、误操作事故的回顾
常规的倒闸操作依靠人工填写、人工审核操作票,再按照票面上一步步执行,包括对整个操作过程的把握、对闭锁逻辑的理解、对设备状态的识别判断等等都由操作人员来完成,这就要求操作人员要具备过硬的技能素质,并保持清晰冷静的精神状态,但尽管如此,人总有疲惫失误的可能,繁重、复杂的操作任务会影响人的思维,使其警惕力度下降,最终可能导致事故的发生。
人工操作有其主观能控性,但面对当今变电网络构造以及操作程序复杂多变的状况,从风险评估的角度,无疑给安全生产造成了一定的隐患,下面我举出三个事故案例加以说明:
2008年12月份,广东揭阳供电局发生了一起带电合接地刀闸的恶性误操作事故,操作人员在微机五防电脑上模拟操作时,电脑屏幕黑屏,就误以为五防电脑损坏,就跳项执行下一项,在没有认真核对设备名称位置的情况下,误将线路地刀当做CT侧地刀,并进行违规解锁操作,造成一条110kV线路带电合接地刀闸的恶性事故。从这起事故可以看出人工操作的几点弊端:第一,防误闭锁装置的解锁功能让操作人员在操作受阻时有了某种“依靠”,忽视了解锁的危害,将操作的重点由流程的准确性转移到了对防误闭锁装置的“不屑一顾”;第二,跳项操作让操作票的执行令和完整性毫无严谨而言,混乱的操作步骤直接干扰了正常的操作过程,也为以后风险的爆发埋下了祸根;第三,每一步的操作均要认真核对设备的位置及双重编号,哪怕是只有一次没有核对,就将造成严重的后果。
还有一起事故,是2007年茂名供电局误拉一条110kV空载线路刀闸的误操作事故,由于在检查开关时的不到位,结果在开关合闸的情况下,误拉了空载线路刀闸。在操作过程中,每一项操作完成后,检查设备分合闸的到位程度是执行下一项操作的前提,没有确定设备当前的状态就冒然继续操作也会导致事故的发生。
最后一起是2006年汕头供电局发生的带负荷拉隔离刀闸的误操作事故,操作人员由于过度紧张,按错了按钮,导致电动遥控带负荷分隔离刀闸,引起该站全站失压。倒闸操作属于高风险、高压力的工作,需要时时刻刻集中精力,即使拥有良好的心理素质,但在操作时能否保持最佳状态也成为了影响操作质量的一种重要因素。
据统计,广东电网公司2006年共发生4起典型恶性电气误操作事故,而07年共发生7起,08年也发生了7起,也就是说,在最近的3年里恶性电气误操作事故共发生了18起,其中误操作的类型整理如下图1:

图表统计误操作的数据:
随意解锁,没核对设备的双重编号——4起;
跳项、漏项——2起;
人自身的状态因素——3起;
设备状态检查不到位——6起;
种种事故都是跟人的失误有关,不论是细节的疏忽,还是一时的麻痹,均严重影响了操作的过程,一味的强调提高人自身的严谨态度和警惕心理不能长久的控制误操作的发生,反而会加重操作人员的心理负担,导致更严重的后果,于是,一种全新的操作模式——程序化操作开始了它的道路。
三、程序化操作的分析
程序化操作是结合变电综合自动化系统的远控功能,将操作票的执行由传统的人工操作转变为程序自动操作。通过对变电站的设备实现程序化控制,运用程序来自动控制、操作设备,可减少不必要的人为工作,降低可能的失误概率。作为深圳供电局梅林巡维中心的安全监督,我全程参与验收并启动了我局的第一座程序化变电站,从调试到成功投产,切实感受到了程序化操作在防误控制上的巨大突破。
(一)程序化操作的流程
现以深圳供电局110kV莲花山程序化变电站为例,选取其10kVF01馈线间隔来展示程序化操作的整个过程。进入主接线图相应操作间隔界面后,图中显示间隔的保护信息光字牌、遥测数据、保护功能软压板以外,还显示了一次设备的运行状态,当前状态用红色表示,本图中表示lOkVF01馈线处于运热备用状态,在此图中即可以进行该间隔各种状态问的程序化转换操作,界面如下图2所示:

现在假设执行“lOkVF01线路由热备用状态转为检修状态”的操作任务,则由操作人员确定线路当前所处的状态后,用鼠标选择目标状态——线路检修,点击“线路检修”方框,弹出操作人权限密码输入窗口,见图3:

选择操作人姓名并输入密码后,就弹出程序化操作票窗口,该窗口显示出了当前的操作任务以及程序化操作票的每一条执行项目,由于程序化操作票是从数据库读取,所以如果调用成功则会在窗口底部显示读取成功,反之会出现读取失败,见图4:

由操作人员确认操作任务及操作票无误后,点击“确认”按钮,该窗口底部会显示“确认成功”。见图5:

确认完操作内容以后,点击“执行”按钮,就开始执行程序化操作,每操作一步就将操作成功与否的信息上送后台,后台在相应的操作步骤上打勾或打叉,打勾表示操作成功,打叉表示操作失败。待每个项目均打勾完成,则该操作的流程也进行完毕,系统会弹出“程序化操作执行成功”的对话框,点击确认后,“10kVF01线路由热备用状态转为检修状态”的操作任务就成功完成。见图6:

(二)人工操作与程序化操作的风险对比
风险评估是应用规范、动态、系统的方法去识别 及评估企业安全生产过程中的风险,通过辨识危害引发特定事件的可能性、暴露和结果的严重度,再应用风险评估公式(公式1)计算出风险值,并将现有风险水平与规定标准、目标风险水平进行比较,根据其值的大小,确定风险是否可以容忍,然后制定风险控制措施,实现风险的超前控制,把风险降低到可接受程度。
风险评估公式:风险值=后果(s)×暴露(E)×可能性。
同样以110kV莲花山程序化站为参考,选取110kV线路及开关停电程序化操作为例,分别从传统GIS站的操作以及程序化操作两方面对操作整个过程进行风险评估,评估后的结果见表1和图7:

由图7可以看出,传统GIS站的操作危害数量为25个,而程序化站的操作危害数仅为9个,降低了大概60%多。传统GIS站的操作风险值最高达到了150,而且有7项的风险值超过了70,成为了中等以上的风险,按照《深圳供电局作业危害辨识与风险评估技术标准》的要求,风险值超过70的就必须采取措施加以控制,而在程序化站操作的风险评估中,风险值最高仅为45,这就将倒闸操作的风险控制进一步的加深,让人员及设备的安全性得到了大大的提升。

表1传统操作与程序化操作风险评估对照表(110kV线路(三)程序化操作的防误控制针对前面提过的种种导致误操作的因素,程序化操作均能起到有效的节制或避免。现在我们分为三个部分来探讨程序化操作防误控制的优势所在。
1.过程的控制。从操作的流程上分析,程序化操作执行的是早已调试验证过的典型操作票,其准确性已经过投产前反复的测试,且一经通过就长期贮存于电脑程序中,不存在被修改的风险,也不会出现操作票项目误写、漏写的情况。当操作任务执行时,直接调用程序里的原始操作票,减少了人工写票的环节。
操作执行时,将执行间隔闭锁逻辑关系与程序化操作操作条件相结合,共同作用于控制出口,也就是说必须程序化操作操作条件满足而且该执行间隔闭锁逻辑关系,程序化操作中的某一步骤才能真正被执行,否则被程序自动闭锁;反之,当操作到某一步时如果满足程序化操作的执行条件,但是联锁逻辑不允许,执行间隔的设备也会闭锁操作并向操作人员发出操作失败的原因,提醒操作人员注意。

2.人的控制。一旦操作指令发出,所有步骤都严格按照操作票开始执行,从操作开始到结束,除了依照操作任务上启动设备从原始态到目标态的转换以外,其它过程都基本避免了操作人员对正确流程的干扰,充分体现了逻辑程序的严密,使人都无法影响到整个操作的完整执行。

3.设备的控制。程序化操作执行每一步均采用多重化判据采集量,大大提升设备准确操作的可靠性。操作过程中通过程序自动进行操作前条件的检查以及操作后的设备状态检查,同时辅以联锁逻辑进行防误操作验证,除此之外,考虑到一次设备辅助接点不可靠,采用双位置信号判断一次设备辅助接点,增加回路内电流检查、母线侧电压、线路侧电压以及带电显示器状态等辅助判据,充分防止一次设备不可靠造成程序化操作的误操作发生。
(四)程序化操作的缺点
程序化操作固然能降低人工操作的风险,但是由于其整个流程均依靠变电站综合自动化系统的数据采集以及程序化执行指令的信息交换,这就不仅要求一次设备有非常高的电动遥控可靠性,而且对操作条件以及设备状态的检查必须做到精确无误,所以任何一处的辅助接点不到位都将导致程序化操作的失败。
其次,程序化系统在特殊操作中缺少了人工操作的灵活性,特别是在事故处理中,有很多非常规的应急操作方式,但是程序化操作只会遵循以往固化的原始操作票,所以当出现非正常方式的操作时,就不能只依靠程序化来执行,而且电脑虽然比人失误的概率小,但是一旦系统瘫痪或者感染病毒,所有的程序化操作都不能正常实现。
四、结语
本文从风险控制的角度分析了程序化操作与人工操作的区别,用程序化操作的各环节针对历史误操作事故解释了自动化控制的可靠性优点。随着电力生产与科技的结合更加紧密,我们用知识、用科学的力量来确保安全生产,用开拓、用革新的眼光去实践探索,程序化操作为倒闸操作开创了一条更安全的斑斓大道,解放了操作中由人来判断的传统思想,用可靠性强、精确度高的一、二次设备降低了操作风险,将倒闸操作对人的伤害提升到了一个更安全的层次。误操作是融合了违章、麻痹、不负责任而产生的恶果,是变电运行最大的敌人,对敌迎战,我们决不手软,程序化操作就是我们新的“利剑”,剑锋所至,所向披靡!
参考文献
[1]中国南方电网有限责任公司.2006-2008年度典型生产
安全事故汇编,2009.
[2]张冲.深圳供电局作业危害辨识与风险评估技术标准
[s].2008.
[31南京南瑞继保电气公司.RCS-9700综合自动化61850系
统——程序化操作技术实现方案说明书[S].2007.
[4]南京南瑞继保电气公司.变电站程序化操作[s].2009.
责任编辑 文森
关键词:误操作;程序化操作;风险评估;防误控制
中图分类号:TM734
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0146-04
一、概述
随着我国电力行业的飞速发展,逐渐扩大的负荷容量、越来越复杂化的电网结构使得相应的倒闸操作与日俱增,作为驻守电力阵地第一前线的变电运行在确保安全、准确的操作上,肩负着更严峻的责任。目前对于变电站的倒闸操作,往往是结合了防误闭锁装置比如说微机五防系统等等来起到规范控制的作用,主要还是依靠人去控制操作的流程,将本该机械化、流水型的严密操作肢解成一块块可以拼接的环节,让每个环节都存在了产生风险的可能。
随着电力科技改革的日新月异,变电综合自动化系统的运用也日趋广泛,它可以采集到比较齐全的数据和信息,利用计算机的高速计算能力和逻辑判断能力,可方便地监视和控制变电所内各种设备的运行和操作。通过变电站综合自动化系统的平台,可以引入程序化操作,让固化的、可靠的程序指令代替人工操作,降低失误概率,极大的提高变电站整体运行的安全性,从而真正实现变电站自动化系统的功能综合化、运行管理智能化等特征。
二、误操作事故的回顾
常规的倒闸操作依靠人工填写、人工审核操作票,再按照票面上一步步执行,包括对整个操作过程的把握、对闭锁逻辑的理解、对设备状态的识别判断等等都由操作人员来完成,这就要求操作人员要具备过硬的技能素质,并保持清晰冷静的精神状态,但尽管如此,人总有疲惫失误的可能,繁重、复杂的操作任务会影响人的思维,使其警惕力度下降,最终可能导致事故的发生。
人工操作有其主观能控性,但面对当今变电网络构造以及操作程序复杂多变的状况,从风险评估的角度,无疑给安全生产造成了一定的隐患,下面我举出三个事故案例加以说明:
2008年12月份,广东揭阳供电局发生了一起带电合接地刀闸的恶性误操作事故,操作人员在微机五防电脑上模拟操作时,电脑屏幕黑屏,就误以为五防电脑损坏,就跳项执行下一项,在没有认真核对设备名称位置的情况下,误将线路地刀当做CT侧地刀,并进行违规解锁操作,造成一条110kV线路带电合接地刀闸的恶性事故。从这起事故可以看出人工操作的几点弊端:第一,防误闭锁装置的解锁功能让操作人员在操作受阻时有了某种“依靠”,忽视了解锁的危害,将操作的重点由流程的准确性转移到了对防误闭锁装置的“不屑一顾”;第二,跳项操作让操作票的执行令和完整性毫无严谨而言,混乱的操作步骤直接干扰了正常的操作过程,也为以后风险的爆发埋下了祸根;第三,每一步的操作均要认真核对设备的位置及双重编号,哪怕是只有一次没有核对,就将造成严重的后果。
还有一起事故,是2007年茂名供电局误拉一条110kV空载线路刀闸的误操作事故,由于在检查开关时的不到位,结果在开关合闸的情况下,误拉了空载线路刀闸。在操作过程中,每一项操作完成后,检查设备分合闸的到位程度是执行下一项操作的前提,没有确定设备当前的状态就冒然继续操作也会导致事故的发生。
最后一起是2006年汕头供电局发生的带负荷拉隔离刀闸的误操作事故,操作人员由于过度紧张,按错了按钮,导致电动遥控带负荷分隔离刀闸,引起该站全站失压。倒闸操作属于高风险、高压力的工作,需要时时刻刻集中精力,即使拥有良好的心理素质,但在操作时能否保持最佳状态也成为了影响操作质量的一种重要因素。
据统计,广东电网公司2006年共发生4起典型恶性电气误操作事故,而07年共发生7起,08年也发生了7起,也就是说,在最近的3年里恶性电气误操作事故共发生了18起,其中误操作的类型整理如下图1:

图表统计误操作的数据:
随意解锁,没核对设备的双重编号——4起;
跳项、漏项——2起;
人自身的状态因素——3起;
设备状态检查不到位——6起;
种种事故都是跟人的失误有关,不论是细节的疏忽,还是一时的麻痹,均严重影响了操作的过程,一味的强调提高人自身的严谨态度和警惕心理不能长久的控制误操作的发生,反而会加重操作人员的心理负担,导致更严重的后果,于是,一种全新的操作模式——程序化操作开始了它的道路。
三、程序化操作的分析
程序化操作是结合变电综合自动化系统的远控功能,将操作票的执行由传统的人工操作转变为程序自动操作。通过对变电站的设备实现程序化控制,运用程序来自动控制、操作设备,可减少不必要的人为工作,降低可能的失误概率。作为深圳供电局梅林巡维中心的安全监督,我全程参与验收并启动了我局的第一座程序化变电站,从调试到成功投产,切实感受到了程序化操作在防误控制上的巨大突破。
(一)程序化操作的流程
现以深圳供电局110kV莲花山程序化变电站为例,选取其10kVF01馈线间隔来展示程序化操作的整个过程。进入主接线图相应操作间隔界面后,图中显示间隔的保护信息光字牌、遥测数据、保护功能软压板以外,还显示了一次设备的运行状态,当前状态用红色表示,本图中表示lOkVF01馈线处于运热备用状态,在此图中即可以进行该间隔各种状态问的程序化转换操作,界面如下图2所示:

现在假设执行“lOkVF01线路由热备用状态转为检修状态”的操作任务,则由操作人员确定线路当前所处的状态后,用鼠标选择目标状态——线路检修,点击“线路检修”方框,弹出操作人权限密码输入窗口,见图3:

选择操作人姓名并输入密码后,就弹出程序化操作票窗口,该窗口显示出了当前的操作任务以及程序化操作票的每一条执行项目,由于程序化操作票是从数据库读取,所以如果调用成功则会在窗口底部显示读取成功,反之会出现读取失败,见图4:

由操作人员确认操作任务及操作票无误后,点击“确认”按钮,该窗口底部会显示“确认成功”。见图5:

确认完操作内容以后,点击“执行”按钮,就开始执行程序化操作,每操作一步就将操作成功与否的信息上送后台,后台在相应的操作步骤上打勾或打叉,打勾表示操作成功,打叉表示操作失败。待每个项目均打勾完成,则该操作的流程也进行完毕,系统会弹出“程序化操作执行成功”的对话框,点击确认后,“10kVF01线路由热备用状态转为检修状态”的操作任务就成功完成。见图6:

(二)人工操作与程序化操作的风险对比
风险评估是应用规范、动态、系统的方法去识别 及评估企业安全生产过程中的风险,通过辨识危害引发特定事件的可能性、暴露和结果的严重度,再应用风险评估公式(公式1)计算出风险值,并将现有风险水平与规定标准、目标风险水平进行比较,根据其值的大小,确定风险是否可以容忍,然后制定风险控制措施,实现风险的超前控制,把风险降低到可接受程度。
风险评估公式:风险值=后果(s)×暴露(E)×可能性。
同样以110kV莲花山程序化站为参考,选取110kV线路及开关停电程序化操作为例,分别从传统GIS站的操作以及程序化操作两方面对操作整个过程进行风险评估,评估后的结果见表1和图7:

由图7可以看出,传统GIS站的操作危害数量为25个,而程序化站的操作危害数仅为9个,降低了大概60%多。传统GIS站的操作风险值最高达到了150,而且有7项的风险值超过了70,成为了中等以上的风险,按照《深圳供电局作业危害辨识与风险评估技术标准》的要求,风险值超过70的就必须采取措施加以控制,而在程序化站操作的风险评估中,风险值最高仅为45,这就将倒闸操作的风险控制进一步的加深,让人员及设备的安全性得到了大大的提升。

表1传统操作与程序化操作风险评估对照表(110kV线路(三)程序化操作的防误控制针对前面提过的种种导致误操作的因素,程序化操作均能起到有效的节制或避免。现在我们分为三个部分来探讨程序化操作防误控制的优势所在。
1.过程的控制。从操作的流程上分析,程序化操作执行的是早已调试验证过的典型操作票,其准确性已经过投产前反复的测试,且一经通过就长期贮存于电脑程序中,不存在被修改的风险,也不会出现操作票项目误写、漏写的情况。当操作任务执行时,直接调用程序里的原始操作票,减少了人工写票的环节。
操作执行时,将执行间隔闭锁逻辑关系与程序化操作操作条件相结合,共同作用于控制出口,也就是说必须程序化操作操作条件满足而且该执行间隔闭锁逻辑关系,程序化操作中的某一步骤才能真正被执行,否则被程序自动闭锁;反之,当操作到某一步时如果满足程序化操作的执行条件,但是联锁逻辑不允许,执行间隔的设备也会闭锁操作并向操作人员发出操作失败的原因,提醒操作人员注意。

2.人的控制。一旦操作指令发出,所有步骤都严格按照操作票开始执行,从操作开始到结束,除了依照操作任务上启动设备从原始态到目标态的转换以外,其它过程都基本避免了操作人员对正确流程的干扰,充分体现了逻辑程序的严密,使人都无法影响到整个操作的完整执行。

3.设备的控制。程序化操作执行每一步均采用多重化判据采集量,大大提升设备准确操作的可靠性。操作过程中通过程序自动进行操作前条件的检查以及操作后的设备状态检查,同时辅以联锁逻辑进行防误操作验证,除此之外,考虑到一次设备辅助接点不可靠,采用双位置信号判断一次设备辅助接点,增加回路内电流检查、母线侧电压、线路侧电压以及带电显示器状态等辅助判据,充分防止一次设备不可靠造成程序化操作的误操作发生。
(四)程序化操作的缺点
程序化操作固然能降低人工操作的风险,但是由于其整个流程均依靠变电站综合自动化系统的数据采集以及程序化执行指令的信息交换,这就不仅要求一次设备有非常高的电动遥控可靠性,而且对操作条件以及设备状态的检查必须做到精确无误,所以任何一处的辅助接点不到位都将导致程序化操作的失败。
其次,程序化系统在特殊操作中缺少了人工操作的灵活性,特别是在事故处理中,有很多非常规的应急操作方式,但是程序化操作只会遵循以往固化的原始操作票,所以当出现非正常方式的操作时,就不能只依靠程序化来执行,而且电脑虽然比人失误的概率小,但是一旦系统瘫痪或者感染病毒,所有的程序化操作都不能正常实现。
四、结语
本文从风险控制的角度分析了程序化操作与人工操作的区别,用程序化操作的各环节针对历史误操作事故解释了自动化控制的可靠性优点。随着电力生产与科技的结合更加紧密,我们用知识、用科学的力量来确保安全生产,用开拓、用革新的眼光去实践探索,程序化操作为倒闸操作开创了一条更安全的斑斓大道,解放了操作中由人来判断的传统思想,用可靠性强、精确度高的一、二次设备降低了操作风险,将倒闸操作对人的伤害提升到了一个更安全的层次。误操作是融合了违章、麻痹、不负责任而产生的恶果,是变电运行最大的敌人,对敌迎战,我们决不手软,程序化操作就是我们新的“利剑”,剑锋所至,所向披靡!
参考文献
[1]中国南方电网有限责任公司.2006-2008年度典型生产
安全事故汇编,2009.
[2]张冲.深圳供电局作业危害辨识与风险评估技术标准
[s].2008.
[31南京南瑞继保电气公司.RCS-9700综合自动化61850系
统——程序化操作技术实现方案说明书[S].2007.
[4]南京南瑞继保电气公司.变电站程序化操作[s].2009.
责任编辑 文森