大型水電站運行安全管理模式研究

曾令森

(廣東梅雁吉祥水電股份有限公司,廣東 梅州 514000)

安全管理問題是水電站運行管理中重點關注的問題，雖然當前大部分水電站在運行過程中已經將安全作為第一任務，但其管理過程中仍然存在許多方面的問題。水電站的規模逐漸擴大，當前大規模水電站的建設不斷增加。大型水電站與傳統規模水電站相比，自動化程度與機械化程度都更高，同時大型設備的應用也更多[1]。因此，針對大型水電站中的設備安全運行管理工作必須得到進一步地加強。通過對當前大型水電站安全管理方面的調查得出，當前大型水電站的發展速度遠不及其建設速度，因此需要進行更加深入的優化和改造[2]。對于大型水電站的管理人員而言，其當前注意力主要集中在對各類安全管理方案以及對應措施的制定與完善方面，實現對安全管理水平的提升，從而達到更高的安全目標。但在實際應用中，由于安全管理的成本支出無法為水電站帶來更直接的經濟效益，因此大多數水電站在運行安全管理方面沒有投入過多的資金，造成研究的管理方案與措施無法得到有效的開展[3]。同時，更進一步影響到整個水電站行業的發展，使其逐漸呈現出滯后的現象。本文基于上述問題，開展大型水電站運行安全管理模式的研究。

1 大型水電站運行安全管理現狀

1.1 大型水電站現行運行安全管理模式

當前大型水電站最常見的運行安全管理模式包括兩種，一種是自運行管理模式，一種是委托型管理模式。前者是較為傳統的一種管理模式，在進行管理的過程中，水電站中所有的設備運行、維護與管理都是由水電站內部人員負責；這種管理方法需要的管理人員人數較多，并且管理流程相對復雜，因此極易出現人員失誤或操作失誤的問題，影響管理的最終質量[4]。后者是當前較為先進的一種管理模式，水電站內部人員主要負責運行過程中的技術工作，將管理方面的工作交由專業的第三方管理機構完成，水電站中的內部人員可將更多的精力集中在對技術的研究上，避免了日常瑣事對人員精力的分散，從而在技術上獲得更大的優勢。無論是采用上述哪種運行安全管理模式，其主要的管理內容均包含管理、設備檢查、設備維修、人員培訓以及相應的激勵機制。當前一些大型水電站的自動化程度較高，經常會采用智能化的無人值班管理模式，但大多數大型水電站由于經濟與技術方面的原因，均選擇了分散倒班的方式進行管理。

1.2 管理過程中普遍存在問題分析

通過對當前大型水電站的運行情況進行調查，發現在現行管理模式下，管理過程中普遍存在以下幾點問題。第一，大部分管理人員在管理過程中以經驗和直覺為主，依靠行政命令完成管理任務，管理人員的自覺性和主動性均有待提升。第二，當前大型水電站運行安全管理的主體仍然以專職部門和人員為主，并配備了大量的安全監察人員，尤其是負責對各層級單位的安全生產進行定期或不定期監察[5]。第三，員工在大型水電站安全生產方面仍然處于被動的地位，建立了相關監督檢查方案，違章、違規行為均得到了有效緩解，但生產人員的地位仍然處于被動位置，被動地接受管理人員的監督和檢查。第四，當前管理模式下設備的運行與維護管理處于長期分離狀態，設備在出現故障問題時，無法得到及時地解決，進一步造成管理效率低下。除此之外，受到建筑行業本身特點的影響，人員的年齡出現不斷升高的趨勢，尤其是管理人員，思想意識較為落后，因此無法實現對安全隱患的提前預測。

2 大型水電站運行安全管理模式設計

2.1 構建大型水電站運行設備臺賬

大型水電站的運行安全管理主要涉及對人員的管理和對設備的管理兩方面，其運行的最終目的是將水能更有效地轉換為電能，實現對資源的高效利用。由于設備的運行管理與管理質量之間有著更為直接的聯系，并且設備是維持水電站正常運行的根本，因此本文主要針對大型水電站中的運行設備進行安全管理模式設計。表1為大型水電站運行設備臺賬體系。

表1 大型水電站運行設備臺賬體系

在構建大型水電站運行設備臺賬體系過程中，應當保證各項信息記錄的完整性以及準確性，結合計算機管理軟件，實現對臺賬體系中各項信息的實時更新，并確保在管理中心數據庫中存儲的內容與實際情況相符。

2.2 運行設備巡視點檢查

對大型水電站運行設備進行巡視點檢查是管理的基本手段，能夠有效幫助管理人員更加及時地獲取到運行過程中各項設備的實際運行情況以及性能，從而為后期對設備的維修與檢修提供有力依據，確保水電站的安全運行。運行設備巡視點檢查應當做到定期和不定期檢查兩種模式，在點檢過程中，應當將結果統一記錄在點檢表中[6]。同時，結合計算機技術，實現對點檢記錄的實時更新，數據庫中存儲近三年運行內容即可，避免計算機負荷量過大，影響記錄信息存儲的準確性。大型水電站運行設備的巡視點檢查具體可劃分為五步。第一步，以板的形式對設備在運行過程中的安全與技術規程進行標示，用于提醒、檢查、監督設備在實際運行時是否正常。第二步，對設備在運行過程中涉及的周期、速度值以及運轉方向進行標示，觀察設備在運行時的周期、速度以及轉向是否正常。第三步，對設備的防護罩和蓋板等結構透明性和可視性進行標示，保證設備在運行過程中驅使部位和運轉部位清晰可見，方便后續檢修人員觀察。第四步，利用不同顏色的記號筆，標出設備在運行過程中的具體范圍和界限，用以保證與計量設備相類似的設備在正常運行或異常運行的直觀可視。第五步，在設備當中增加相互連通的玻璃管、下風車等裝置，對設備是否能夠正常的運轉可以更加清晰、直觀的觀察。在巡視點檢查的過程中，可按照式(1)對運行設備的故障概率進行計算：

(1)

式中：D為運行設備出現故障概率；Lk為第k根輸入導線出現故障問題時設備的具體參數；Xk為預先設定的參數輸出量,ti為持續運行時間；θ為與運行狀態相關的常量。

在計算前，首先設置一個概率閾值，若輸出數據超出閾值，則表示為一個設備故障即將發生，以此對設備的故障概率進行計算，從而將其作為依據，對運行設備進行巡視點檢查。

2.3 運行設備定期維護與保養

除構建大型水電站運行設備臺賬體系和運行設備巡視點檢查以外，還可通過對設備進行維護與定期保養的方式減少設備產生缺陷問題的可能，以此進一步提升設備運行的可靠性，并實現大型水電站的智能化管理[7]。根據大型水電站日常生產特點可以得出，由于不同水電站的生產技術較為相似，因此完全可將普遍生產技術進行標準化和規范化處理，從而在人力相對有限的基礎上，實現通過低投入的方式獲取到更多的收益目標[8]。在進行運行設備維護與定期保養時，引入“自主保全”機制，引導技術人員自己發現運行問題、自己解決問題并自己制定安全運行標準，最終形成一套完整的設備維護保養標準。通過建立的標準，可以有效促進水電站內部員工進行經驗共享，規范設備操作，并在發現設備問題時，及時對設備進行維護。圖1為運行設備維護與定期保養標準建立過程示意圖。

圖1 運行設備維護與定期保養標準建立過程示意圖

根據大型水電站的實際規模，設定維護與定期保養時間，在管理中心對大型水電站運行周期進行調整，利用檢測設備與相應的儀表裝置，根據管理中心發出的相應指令對其設備運行參數進行自動提取，實現對運行設備的智能化維護與保養。

3 試驗論證分析

以某大型水電站為試驗對象，該水電站含有8個水泵裝置，兩組電機設備，以及一些其他電氣設備，該水電站部分硬件設備存在老化現象，使用時間較長，利用此次設計的管理模式與傳統模式對該大型水電站運行安全管理。試驗中兩種管理模式所有管理程序均在Windows2010操作系統上操作，管理周期設置為30 min，以一個管理周期作為一次試驗，試驗次數為8次，利用式(1)計算出試驗中該大型水電站故障概率，將其作為試驗數據，具體如表2所示。

表2 大型水電站故障概率

試驗中該水電站共發生6次故障，記錄兩種模式在實際操作過程中對水電站運行故障進行搶修的時間，將其作為試驗結果，對兩種管理模式進行對比分析，表3為兩種模式對水電站運行故障的搶修時間對比。

表3 兩種模式對水電站運行故障搶修時間對比 s

從表3可以看出，此次設計管理模式從檢測到故障再到搶修故障所用時間較短，且均比較快，最短搶修時間僅為1.42 s，并且無論是電路故障、溫度過高，還是零件磨損等水電站運行故障，搶修的都比較及時；而傳統模式從水電站運行故障檢測到搶修所用時間比較長，最長時間達到52.44 s，在該方面設計模式優于傳統模式。

4 結 論

本文針對傳統大型水電站運行安全管理模式的不足之處，以及大型水電站運行安全管理實際需求，提出一種新的管理模式，并通過試驗證實了此次設計的管理模式具有較高有效性和實用性，對大型水電站運行安全管理具有重要的參考價值。