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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展使得發(fā)電站的運(yùn)行更加高效和安全，但是誤操作依然是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因之一。誤操作不僅會(huì)給發(fā)電站帶來經(jīng)濟(jì)損失，還可能造成人員傷亡和環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。因此，對(duì)水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的誤操作進(jìn)行深入的分析和研究，有助于預(yù)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(yù)防措施等方面進(jìn)行探討和總結(jié)。

1 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

1.1 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與功能

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成。其中，最重要的子系統(tǒng)是水輪機(jī)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)、電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度控制系統(tǒng)。

1.1.1 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)

水輪機(jī)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)是水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)用于控制水輪機(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速和負(fù)荷控制等操作，并確保發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

控制系統(tǒng)的主要部件包括控制器：用于實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)的自動(dòng)化控制?？刂破饕话悴捎肞LC（可編程邏輯控制器），可以根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)各種控制策略。

傳感器和執(zhí)行器：傳感器用于監(jiān)測(cè)水輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括水位、油位、發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流等；執(zhí)行器用于控制水輪機(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速和負(fù)荷控制等操作。

1.1.2 電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)

電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)用于連接水力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)。電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)主要包括斷路器、接觸器、電流、電壓、頻率等測(cè)量和控制設(shè)備。

該系統(tǒng)的主要功能是確保水力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定地接入電網(wǎng)，達(dá)到穩(wěn)定的輸出功率。

1.1.3 保護(hù)系統(tǒng)

保護(hù)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)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(yùn)行。該系統(tǒng)的主要功能包括過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、失步保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。

1.1.4 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)用于對(duì)水力發(fā)電站的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)包括控制中心、顯示屏、報(bào)警裝置等。通過監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，防止事故發(fā)生。

1.1.5 調(diào)度控制系統(tǒng)

調(diào)度控制系統(tǒng)用于對(duì)水力發(fā)電站進(jìn)行調(diào)度管理。該系統(tǒng)主要包括調(diào)度中心、調(diào)度控制臺(tái)等。通過調(diào)度控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水力發(fā)電站的運(yùn)行計(jì)劃、負(fù)荷控制、故障處理等操作。

1.2 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1.2.1 穩(wěn)定性高

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性。通過對(duì)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)等設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制，可以實(shí)現(xiàn)不間斷的電力供應(yīng)。

1.2.2 精度高

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具有高度的精度。系統(tǒng)采用PLC等先進(jìn)控制技術(shù)，能夠?qū)λ啓C(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速和負(fù)荷控制等操作進(jìn)行精確控制。

1.2.3 可靠性高

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具有高度的可靠性。系統(tǒng)采用多重保護(hù)措施，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，防止事故的發(fā)生。

1.2.4 自主性強(qiáng)

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)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(jī)界面等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的自主控制和智能管理。

1.2.5 維護(hù)方便

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)方便。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)備之間的連接簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和升級(jí)。同時(shí)，系統(tǒng)具有完善的故障診斷和自動(dòng)檢測(cè)功能，可以準(zhǔn)確地分析故障原因，提高維護(hù)效率。總之，水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)在提高水力發(fā)電站運(yùn)行效率、保障電力系統(tǒng)安全等方面具有重要作用。

2 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化誤操作類型及原因分析

水力發(fā)電站是利用水能轉(zhuǎn)換成電能的重要設(shè)施（詳見圖1），電氣自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水力發(fā)電站的控制和保護(hù)中。但是，由于操作人員的疏忽或誤操作，以及設(shè)備的故障等原因，水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)誤操作，導(dǎo)致設(shè)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(zhuǎn)換過程示意圖

2.1 操作手誤

操作手誤是水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化誤操作的主要原因之一。操作人員在操作電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)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(jìn)行操作，但是在操作過程中，可能會(huì)由于壓力或緊急情況而違反流程。此時(shí)，操作人員可能會(huì)出現(xiàn)不當(dāng)?shù)闹噶睿瑢?dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異?；蛲C(jī)，進(jìn)而影響水力發(fā)電站的正常運(yùn)行。例如，操作人員在張緊輪調(diào)整時(shí)可能會(huì)將張緊力調(diào)整過大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)繞組變形甚至引發(fā)火災(zāi)。

2.1.2 操作人員疲勞、心情不佳等影響

操作人員在長(zhǎng)時(shí)間工作后容易出現(xiàn)疲勞，此時(shí)可能會(huì)影響其操作的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。同時(shí)，操作人員如果心情不佳，可能會(huì)對(duì)工作產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，操作人員在感到疲勞時(shí)可能會(huì)忘記關(guān)閉設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備損壞和安全事故的發(fā)生；在情緒波動(dòng)時(shí)可能會(huì)做出沖動(dòng)的決策，使得水力發(fā)電站的運(yùn)行受到影響。

2.2 設(shè)備故障

設(shè)備故障是水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化誤操作的另一個(gè)重要原因，可能由于以下原因而出現(xiàn)設(shè)備故障。

2.2.1 設(shè)備硬件故障

設(shè)備硬件故障可能是由于設(shè)計(jì)制造、安裝調(diào)試或者維護(hù)不當(dāng)?shù)仍蛞鸬?。例如，由于設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷或者工藝不良，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過載、短路等故障；安裝調(diào)試時(shí)如果沒有進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和測(cè)試，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的誤差或者未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的參數(shù)；在設(shè)備的維護(hù)過程中如果沒有按照規(guī)范要求進(jìn)行維護(hù)，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的壽命縮短，甚至出現(xiàn)故障。

2.2.2 設(shè)備軟件故障

設(shè)備軟件故障是由于設(shè)備控制系統(tǒng)軟件出現(xiàn)異?；蛘咤e(cuò)誤等原因引起的。例如，控制系統(tǒng)軟件可能會(huì)出現(xiàn)代碼錯(cuò)誤、邏輯不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行；或者控制系統(tǒng)軟件被病毒攻擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊等，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常或者停站。

2.3 其他原因

除了操作手誤和設(shè)備故障，水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化誤操作還可能由于以下其他原因。

2.3.1 培訓(xùn)不足

如果操作人員沒有接受到充分的培訓(xùn)和訓(xùn)練，可能會(huì)導(dǎo)致其對(duì)設(shè)備的操作和維護(hù)不當(dāng)，從而導(dǎo)致設(shè)備的損壞和安全事故的發(fā)生。

2.3.2 緊急情況處理不當(dāng)

在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如果操作人員沒有按照規(guī)范程序進(jìn)行處理，可能會(huì)導(dǎo)致事態(tài)的進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致設(shè)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(dòng)化誤操作的類型和原因分析是一個(gè)復(fù)雜的問題，需要從多個(gè)角度進(jìn)行考慮。為了避免誤操作的發(fā)生，必須加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)和訓(xùn)練，規(guī)范操作流程，并且對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，以保障水力發(fā)電站的安全運(yùn)行。

3 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化誤操作的危害

隨著科技的不斷發(fā)展，水力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化技術(shù)越來越成熟，其系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越來越高。但同時(shí)也隨之帶來了誤操作的風(fēng)險(xiǎn)，這些誤操作可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程、設(shè)備和經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)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(dòng)化誤操作發(fā)生。

3.1 生產(chǎn)安全危害

電氣自動(dòng)化誤操作對(duì)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(dǎo)致發(fā)電機(jī)組失去控制，造成水平移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)過快，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致機(jī)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(dǎo)致水力發(fā)電站的水位控制失控，從而導(dǎo)致水位波動(dòng)，對(duì)水利工程和附近居民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。此外，誤操作還可能導(dǎo)致電器設(shè)備短路或起火，從而引發(fā)火災(zāi)和爆炸等事故，嚴(yán)重危及職工和設(shè)備的安全。因此，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和安全。

3.2 設(shè)備損壞危害

誤操作還會(huì)直接給電氣自動(dòng)化設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重破壞設(shè)備正常運(yùn)行。

首先，誤操作可能導(dǎo)致電器設(shè)備過載，燒壞電纜、變壓器等電氣元器件，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的壽命。其次，誤操作可能導(dǎo)致電路短路，造成電源和電器設(shè)備損壞，嚴(yán)重危及電氣設(shè)備的性能和正常運(yùn)行。此外，如果誤操作導(dǎo)致電器設(shè)備異常振動(dòng)、噪聲變大，甚至引起設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備零部件的磨損加劇，降低設(shè)備的性能和壽命。

3.3 經(jīng)濟(jì)損失危害

電氣自動(dòng)化誤操作會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，表現(xiàn)在以下方面：

首先，誤操作可能導(dǎo)致生產(chǎn)停滯，產(chǎn)生的損失包括停產(chǎn)費(fèi)用、設(shè)備維修費(fèi)用、維修所需的人力物力等費(fèi)用，給企業(yè)造成沉重的經(jīng)濟(jì)損失。其次，誤操作可能導(dǎo)致電氣設(shè)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(huì)導(dǎo)致水利工程的生態(tài)環(huán)境遭受破壞，從而導(dǎo)致環(huán)境惡化，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的隱患。

4 水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)誤操作的解決策略

針對(duì)水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的誤操作問題，需要采取一系列措施來提高其預(yù)防能力。

4.1 完善操作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)

完善操作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)是減少誤操作風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵措施。在水力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)操作中，需要考慮到不同的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，可以降低操作人員的誤操作風(fēng)險(xiǎn)，從而提高整個(gè)水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。

4.2 工作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)

從培訓(xùn)的角度來看，應(yīng)該根據(jù)操作人員的不同等級(jí)和職責(zé)進(jìn)行不同的培訓(xùn)。對(duì)于新手操作人員，應(yīng)該開展系統(tǒng)性和全面性的培訓(xùn)，使他們能夠掌握專業(yè)知識(shí)和技能，從而熟練地操作電氣自動(dòng)化設(shè)備。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的操作人員，應(yīng)該開展專業(yè)技能和安全知識(shí)方面的培訓(xùn)，加強(qiáng)他們的安全意識(shí)，提升專業(yè)能力。

此外，為了使培訓(xùn)效果更加明顯和有成效，應(yīng)該不斷加強(qiáng)培訓(xùn)的質(zhì)量和實(shí)效性，制定專門的考核標(biāo)準(zhǔn)和考核機(jī)制，對(duì)完成培訓(xùn)并取得相應(yīng)成果的操作人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)和激勵(lì)，以激發(fā)操作人員自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

4.3 設(shè)備維護(hù)和檢修

水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的誤操作問題與設(shè)備的維護(hù)和檢修有直接關(guān)系。因此，必須注重對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢修，確保水電設(shè)備的正常運(yùn)行和及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

在設(shè)備的維護(hù)和檢修過程中，應(yīng)該對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面、深入、詳細(xì)的檢查和維護(hù)，力求將設(shè)備保持在良好的工作狀態(tài)中。同時(shí)，還應(yīng)該注重設(shè)備的保養(yǎng)和養(yǎng)護(hù)工作，制定相應(yīng)的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)和養(yǎng)護(hù)工作。

4.4 做好應(yīng)急處理措施

無論如何預(yù)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(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，以防萬一。

應(yīng)急預(yù)案的制定應(yīng)該考慮到各種異常情況和可能發(fā)生的危險(xiǎn)。對(duì)于可能發(fā)生的異常情況，應(yīng)該制定相應(yīng)的預(yù)案，如設(shè)備故障處理預(yù)案、緊急停止預(yù)案、停電預(yù)案等。對(duì)于設(shè)備故障等問題，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的修理和維護(hù)，避免其對(duì)整個(gè)水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生影響。

5 結(jié)語

誤操作是水力發(fā)電站電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)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(quán)的人員在沒有得到許可的情況下進(jìn)行操作。誤操作的影響十分巨大，可能會(huì)引起設(shè)備的故障或短路，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重的可能會(huì)引發(fā)事故。針對(duì)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(cè)、加強(qiáng)崗位培訓(xùn)、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(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。