巨型水电站防误操作分析与探讨

薛锋 周向东 张志强

摘要：随着水电技术的不断发展，水轮发电机组单机容量也在不断增大，截止目前国内已投产的水轮发电机组单机容量已达到100万千瓦。随着单机容量的不断增大，系统稳定性问题也进一步突出，如何确保巨型水电机组安全可靠运行对电力系统安全至关重要。本文主要从防范人为误操作等方面进行分析，并提出运行建议及预控措施。

关键词：可靠性;稳定性;水电站;误操作

引言

某巨型水电站是金沙江下游河段第一个梯级电站，该水电站分为左岸地下电站和右岸地下电站，各安装 6 台单机额定容量为85万千瓦的混流式水轮发电机组，总装机容量 1020 万千瓦。该电站单机额定容量大，全厂装机容量在云南电网占比高。云南电网和南方电网主网交直流解耦后频率问题异常突出，若该电站机组出现故障甩负荷，会造成云南电网频率大幅波动，因此确保机组安全可靠运行显得至关重要[1-3]。

1 风险因素分析

1.1 启停机、负荷调整频繁

该电站作为西电东送的骨干电源点承担着电网部分基础性负荷。同时，由于云南电力资源的构成特性（水电装机占比高、总量大）、南方电网峰谷负荷差距较大等客观因素，该电站还承担着大量的调峰调频任务。根据设备操作统计显示该电站2021年6月开停机达到636次，日均超过21次。2021年单个班次开停机最高达到了20次。如果一旦出现误操作、开停机不及时或负荷偏差过大将造成电网频率大幅波动，对电力系统的稳定运行造成极大的影响。

1.2 新投产设备隐藏缺陷暴露不充分

新电站投运后在一定程度上均会面临缺陷暴露不充分的问题。比如一次设备制造安装缺陷、二次回路设计原理不当、施工接线错误等问题。此类问题在正式投运前若未彻底解决将极大的影响设备可靠性，严重影响电站的安全运行。

1.3 值班员思想状态波动

水电站往往都坐落在远离城市的偏远山区，值班员长期脱离城市生活容易与社会脱节，逐步形成一种封闭向内的生活状态，极易出现消极的思想情绪。该电站所在区域为典型的干热河谷气候，天气炎热、空气干燥、植被稀少，自然环境相较于大部分水电站更加恶劣，这种极端环境极易给人员造成压抑感。同时运行工作种类繁杂、工作量极大，在这种高压、重复的工作状态下值班员易产生麻痹、缺乏敬畏的思想，从而给安全生产埋下巨大的隐患。

1.4 倒闸操作频繁

该电站电气一次设备数量多、分布广、检修操作任务重。全年操作任务百余次，操作项数万条，且倒闸操作时间主要集中在枯水期几个月内。如果因组织管理不当、方式安排不合理、人力资源分配不满足要求、值班员精神状态不佳等原因造成电气误操作，可能造成电气设备的严重损坏，影响电力系统安全稳定运行。

1.5 对新设备运行规律掌握不够充分

新投产的发电设备虽然都会在正式并网发电前进行全面的试验，以验证设备的性能、指标是否符合相关要求，并根据试验情况确定最优的的参数。但这些通用的试验并不能全面反映设备的运行特性或运行规律。值班员可能会因为对新设备的运行规律掌握不充分造成误判，在出现异常、故障时做出不恰当的决策，造成故障范围扩大并影响设备安全或电网稳定运行。

2 应对措施探索

2.1 优化开机流程、提高开机成功率

通过对流域已投产电站的运行情况总结和分析，该电站对开机流程进行了适当的优化，以确保更高的开机成功率。在开机流程中增加了开机至“辅助设备运行态”顺控流程，在正式开机并网前可以将机组提前开机至辅助設备运行态，便于及时发现各辅助设备异常情况，为紧急消缺争取时间，同时也可以在很大程度上提高开机成功率。

2.2 岁修期间开展计划性功能验证

通过运行数据统计发现各类设计性缺陷在投运1年后基本能充分暴露出来。可以通过对初期运行时暴露的各种问题进行分析，在岁修时开展各类有针对性的验证试验，以此缩短设计性、家族性缺陷的暴露周期，以保障电气设备的运行安全。

2.3 关注值班员思想动态重视心理健康疏导

针对水电站运行值班员生活、工作环境的特点定期组织专业的心理辅导机构进行心理辅导，让值班员能够很好地管理自己的情绪与心理健康。成立各种业余协会，以协会为依托开展丰富多彩的业余活动，以此扩大值班员交友范围为情绪的宣泄提供契机和途径，以此确保能以积极平和的心态参与到工作中。积极探索运行倒班模式，选取恰当的倒班周期，避免值班员长期在高压状态下工作产生疲劳与麻痹从而增加人为误操作的风险[4]。

2.4 加强新投产设备趋势分析

现在水电站一般都配置了具有数据储存、故障追忆、数据分析等功能的趋势分析系统。对新投运设备的重要运行参数每日应进行趋势分析，分析其趋势变化，以此快速掌握新设备运行规律。

2.5 设置监控系统操作口令

该电站结合流域其他电站运行经验，在监控系统中设置了设备的操作口令。在监控上对于不同的设备进行操作时必须输入相应的操作口令，只有当输入的口令与预设口令一致时指令才能下发，否则监控系统拒绝执行该条操作指令。该措施可以有效避免运行值班员在频繁的监控系统操作出现人为误操作，为设备安全运行和电力系统稳定提供了极大保障。

2.6 在生产现场张贴必要的操作提示标语

结合生产实际和运行值班员操作习惯，在生产现场的重要设备、关键设备处张贴简要的操作注意事项、风险点，对值班员进行提示和警醒。以此降低值班员对设备操作风险把控不全面、不到位带来的负面影响，切实保障操作的可靠性和合理性。

2.7 重要操作实行双重监护

遇到重要操作除了常规的操作监护制，该站在一定程度上还实行了远方监护，即集控中心下达操作命令后在远方的监控系统上对电站的倒闸操作进行必要的监护，遇到异常情况或出现不正常操作及时提醒。由此可以极大地减小人为电气误操作对系统的不利影响。

3 现状与效果

一年多时间里该电站面对边接机边检修、频繁开停机和负荷调整、繁重的倒闸操作、值班员思想状态波动等一系列难题，积极探索防范人为误操作和提高设备可靠性的措施，至今未发生恶性人为误操作事件，保持着零非停的优良记录。

4 结语

水电装机容量在云南网比例较大，故水电站的安全稳定运行是保障云南网安全稳定的基石。本文以该水电站面临的特殊自然、技术、人员因素为着手点进行风险分析，并以此为基础制定防范措施，目前效果良好。水电站安全稳定运行是水电运行人员一直不断探索的问题，希望本文能够为此提供思路、贡献绵力。

参考文献：

[1]贺曾良 . 流域梯级电站群集控防误操作探索及实践 [J]. 水电站机电技术，2020，43（4）：18-20.

[2]彭俊春，周懋文 . 异步联网后电网频率稳定影响因素研究 [J]. 云南电力技术，2017，45（2）：107-109.

[3]张坤，王坚 . 基于云南异步联网的大扰动下风电场脱网问题研究 [J]. 云南电力技术，2020，48（6）：1-6.

[4]张永胜，王艳东 . 发电厂电气误操作影响因素与安全管理思路解析 [J]. 科技创新与应用，2016，3：178.

作者简介：薛锋（1990-），男，重庆永川，大学本科，工程师，目前从事水电厂运行维护相关工作。