秦福興,肖俊豪
(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司,四川 成都 610051)
水力發(fā)電站電氣自動化技術的發(fā)展使得發(fā)電站的運行更加高效和安全,但是誤操作依然是導致事故發(fā)生的重要原因之一。誤操作不僅會給發(fā)電站帶來經(jīng)濟損失,還可能造成人員傷亡和環(huán)境污染等嚴重后果。因此,對水力發(fā)電站電氣自動化技術的誤操作進行深入的分析和研究,有助于預防和減少事故的發(fā)生,提升發(fā)電站的安全性和穩(wěn)定性。文章將從誤操作的原因、危害和預防措施等方面進行探討和總結。
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)組成。其中,最重要的子系統(tǒng)是水輪機發(fā)電機控制系統(tǒng)、電網(wǎng)聯(lián)絡系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和調度控制系統(tǒng)。
1.1.1 水輪機發(fā)電機控制系統(tǒng)
水輪機發(fā)電機控制系統(tǒng)是水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)用于控制水輪機的啟動、停止、調速和負荷控制等操作,并確保發(fā)電機的安全運行。
控制系統(tǒng)的主要部件包括控制器:用于實現(xiàn)水輪機的自動化控制。控制器一般采用PLC(可編程邏輯控制器),可以根據(jù)要求實現(xiàn)各種控制策略。
傳感器和執(zhí)行器:傳感器用于監(jiān)測水輪機的運行狀態(tài),包括水位、油位、發(fā)電機輸出電壓和電流等;執(zhí)行器用于控制水輪機的啟動、停止、調速和負荷控制等操作。
1.1.2 電網(wǎng)聯(lián)絡系統(tǒng)
電網(wǎng)聯(lián)絡系統(tǒng)用于連接水力發(fā)電機與電網(wǎng)。電網(wǎng)聯(lián)絡系統(tǒng)主要包括斷路器、接觸器、電流、電壓、頻率等測量和控制設備。
該系統(tǒng)的主要功能是確保水力發(fā)電機穩(wěn)定地接入電網(wǎng),達到穩(wěn)定的輸出功率。
1.1.3 保護系統(tǒng)
保護系統(tǒng)用于監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),實時地發(fā)現(xiàn)并處理電力系統(tǒng)中的故障,以確保系統(tǒng)安全運行。該系統(tǒng)的主要功能包括過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護、失步保護、差動保護等。
1.1.4 監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)用于對水力發(fā)電站的各個子系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)包括控制中心、顯示屏、報警裝置等。通過監(jiān)控系統(tǒng),可以實時監(jiān)測水輪機、發(fā)電機、電網(wǎng)等設備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)故障,防止事故發(fā)生。
1.1.5 調度控制系統(tǒng)
調度控制系統(tǒng)用于對水力發(fā)電站進行調度管理。該系統(tǒng)主要包括調度中心、調度控制臺等。通過調度控制系統(tǒng),可以實現(xiàn)對水力發(fā)電站的運行計劃、負荷控制、故障處理等操作。
水力發(fā)電站電氣自動化技術具有以下特點:
1.2.1 穩(wěn)定性高
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性。通過對水輪機、發(fā)電機、電網(wǎng)等設備的監(jiān)測和控制,可以實現(xiàn)不間斷的電力供應。
1.2.2 精度高
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)具有高度的精度。系統(tǒng)采用PLC等先進控制技術,能夠對水輪機的啟動、停止、調速和負荷控制等操作進行精確控制。
1.2.3 可靠性高
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)具有高度的可靠性。系統(tǒng)采用多重保護措施,能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時及時發(fā)現(xiàn)并處理,防止事故的發(fā)生。
1.2.4 自主性強
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)具有高度的自主性。
通過系統(tǒng)中的智能控制器和人機界面等設備,可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自主控制和智能管理。
1.2.5 維護方便
水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)維護方便。系統(tǒng)采用模塊化設計,設備之間的連接簡單,易于維護和升級。同時,系統(tǒng)具有完善的故障診斷和自動檢測功能,可以準確地分析故障原因,提高維護效率。總之,水力發(fā)電站電氣自動化技術在提高水力發(fā)電站運行效率、保障電力系統(tǒng)安全等方面具有重要作用。
水力發(fā)電站是利用水能轉換成電能的重要設施(詳見圖1),電氣自動化技術被廣泛應用于水力發(fā)電站的控制和保護中。但是,由于操作人員的疏忽或誤操作,以及設備的故障等原因,水力發(fā)電站電氣自動化系統(tǒng)可能會出現(xiàn)誤操作,導致設備損壞、安全事故和生產(chǎn)中斷等問題。
圖1 水力發(fā)電能量轉換過程示意圖
操作手誤是水力發(fā)電站電氣自動化誤操作的主要原因之一。操作人員在操作電氣自動化系統(tǒng)時可能由于以下原因而出現(xiàn)誤操作。
2.1.1 操作流程不正確
操作人員需要按照規(guī)范流程進行操作,但是在操作過程中,可能會由于壓力或緊急情況而違反流程。此時,操作人員可能會出現(xiàn)不當?shù)闹噶睿瑢е略O備運轉異?;蛲C,進而影響水力發(fā)電站的正常運行。例如,操作人員在張緊輪調整時可能會將張緊力調整過大,導致發(fā)電機繞組變形甚至引發(fā)火災。
2.1.2 操作人員疲勞、心情不佳等影響
操作人員在長時間工作后容易出現(xiàn)疲勞,此時可能會影響其操作的準確性和及時性。同時,操作人員如果心情不佳,可能會對工作產(chǎn)生負面影響。例如,操作人員在感到疲勞時可能會忘記關閉設備,導致設備損壞和安全事故的發(fā)生;在情緒波動時可能會做出沖動的決策,使得水力發(fā)電站的運行受到影響。
設備故障是水力發(fā)電站電氣自動化誤操作的另一個重要原因,可能由于以下原因而出現(xiàn)設備故障。
2.2.1 設備硬件故障
設備硬件故障可能是由于設計制造、安裝調試或者維護不當?shù)仍蛞鸬?。例如,由于設備的設計缺陷或者工藝不良,可能會導致設備過載、短路等故障;安裝調試時如果沒有進行嚴格的檢查和測試,可能會導致設備的誤差或者未達到設計要求的參數(shù);在設備的維護過程中如果沒有按照規(guī)范要求進行維護,可能會導致設備的壽命縮短,甚至出現(xiàn)故障。
2.2.2 設備軟件故障
設備軟件故障是由于設備控制系統(tǒng)軟件出現(xiàn)異?;蛘咤e誤等原因引起的。例如,控制系統(tǒng)軟件可能會出現(xiàn)代碼錯誤、邏輯不當?shù)葐栴},導致設備無法正常運行;或者控制系統(tǒng)軟件被病毒攻擊、網(wǎng)絡攻擊等,導致設備運轉異常或者停站。
除了操作手誤和設備故障,水力發(fā)電站電氣自動化誤操作還可能由于以下其他原因。
2.3.1 培訓不足
如果操作人員沒有接受到充分的培訓和訓練,可能會導致其對設備的操作和維護不當,從而導致設備的損壞和安全事故的發(fā)生。
2.3.2 緊急情況處理不當
在出現(xiàn)緊急情況時,如果操作人員沒有按照規(guī)范程序進行處理,可能會導致事態(tài)的進一步惡化,導致設備的損壞和安全事故的發(fā)生。綜上,水力發(fā)電站電氣自動化誤操作的類型和原因分析是一個復雜的問題,需要從多個角度進行考慮。為了避免誤操作的發(fā)生,必須加強操作人員的培訓和訓練,規(guī)范操作流程,并且對設備進行定期的維護和檢查,以保障水力發(fā)電站的安全運行。
隨著科技的不斷發(fā)展,水力發(fā)電廠的電氣自動化技術越來越成熟,其系統(tǒng)的自動化程度越來越高。但同時也隨之帶來了誤操作的風險,這些誤操作可能會對生產(chǎn)過程、設備和經(jīng)濟造成嚴重的危害。因此,必須采取一系列有效的措施來防止電氣自動化誤操作發(fā)生。
電氣自動化誤操作對生產(chǎn)安全造成的危害主要表現(xiàn)在以下方面:
首先,誤操作可能導致發(fā)電機組失去控制,造成水平移動或旋轉過快,嚴重情況下會導致機組發(fā)生爆炸、斷裂等事故,直接危及職工生命安全。其次,誤操作可能導致水力發(fā)電站的水位控制失控,從而導致水位波動,對水利工程和附近居民的生命財產(chǎn)造成嚴重威脅。此外,誤操作還可能導致電器設備短路或起火,從而引發(fā)火災和爆炸等事故,嚴重危及職工和設備的安全。因此,在進行電氣自動化操作時,必須嚴格遵守操作規(guī)程,確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和安全。
誤操作還會直接給電氣自動化設備造成損壞,嚴重破壞設備正常運行。
首先,誤操作可能導致電器設備過載,燒壞電纜、變壓器等電氣元器件,嚴重影響電氣設備的壽命。其次,誤操作可能導致電路短路,造成電源和電器設備損壞,嚴重危及電氣設備的性能和正常運行。此外,如果誤操作導致電器設備異常振動、噪聲變大,甚至引起設備運轉不平衡,會導致設備零部件的磨損加劇,降低設備的性能和壽命。
電氣自動化誤操作會造成嚴重的經(jīng)濟損失,表現(xiàn)在以下方面:
首先,誤操作可能導致生產(chǎn)停滯,產(chǎn)生的損失包括停產(chǎn)費用、設備維修費用、維修所需的人力物力等費用,給企業(yè)造成沉重的經(jīng)濟損失。其次,誤操作可能導致電氣設備的損壞,需要更換或修理,這將涉及到材料和人力的成本。此外,誤操作可能會導致水利工程的生態(tài)環(huán)境遭受破壞,從而導致環(huán)境惡化,對當?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展帶來嚴重的隱患。
針對水力發(fā)電站電氣自動化技術的誤操作問題,需要采取一系列措施來提高其預防能力。
完善操作規(guī)程和標準是減少誤操作風險的關鍵措施。在水力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)操作中,需要考慮到不同的設備、不同的操作流程和各種安全措施。通過制定完善的操作規(guī)程和標準,可以降低操作人員的誤操作風險,從而提高整個水力發(fā)電站電氣自動化技術的穩(wěn)定性和可靠性。
從培訓的角度來看,應該根據(jù)操作人員的不同等級和職責進行不同的培訓。對于新手操作人員,應該開展系統(tǒng)性和全面性的培訓,使他們能夠掌握專業(yè)知識和技能,從而熟練地操作電氣自動化設備。對于有經(jīng)驗的操作人員,應該開展專業(yè)技能和安全知識方面的培訓,加強他們的安全意識,提升專業(yè)能力。
此外,為了使培訓效果更加明顯和有成效,應該不斷加強培訓的質量和實效性,制定專門的考核標準和考核機制,對完成培訓并取得相應成果的操作人員進行獎勵和激勵,以激發(fā)操作人員自主學習的積極性和主動性。
水力發(fā)電站電氣自動化技術的誤操作問題與設備的維護和檢修有直接關系。因此,必須注重對設備的維護和檢修,確保水電設備的正常運行和及時發(fā)現(xiàn)問題。
在設備的維護和檢修過程中,應該對設備進行全面、深入、詳細的檢查和維護,力求將設備保持在良好的工作狀態(tài)中。同時,還應該注重設備的保養(yǎng)和養(yǎng)護工作,制定相應的規(guī)程和標準,定期進行設備的保養(yǎng)和養(yǎng)護工作。
無論如何預防誤操作問題,意外的事情總是有可能發(fā)生。因此,必須制定相應的應急預案,以防萬一。
應急預案的制定應該考慮到各種異常情況和可能發(fā)生的危險。對于可能發(fā)生的異常情況,應該制定相應的預案,如設備故障處理預案、緊急停止預案、停電預案等。對于設備故障等問題,需要根據(jù)實際情況進行相應的修理和維護,避免其對整個水力發(fā)電站電氣自動化技術的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生影響。
誤操作是水力發(fā)電站電氣自動化技術運行中最常見的失誤。誤操作的主要原因是人員不熟悉操作流程,或者是未經(jīng)授權的人員在沒有得到許可的情況下進行操作。誤操作的影響十分巨大,可能會引起設備的故障或短路,導致電力系統(tǒng)的癱瘓,嚴重的可能會引發(fā)事故。針對誤操作的問題,文章提出了多種解決方法,包括完善操作手冊、加強崗位培訓、安裝安全警示系統(tǒng)等。這些措施可以有效降低誤操作的發(fā)生率,提高設備的穩(wěn)定性和可靠性,保障電力系統(tǒng)的安全運行。