基于風險辨析的變電操作票規范及風險辨識系統研究

戴 昊 薛志成 邵心元 李 杰

(中國南方電網深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

基于風險辨析的變電操作票規范及風險辨識系統研究

戴 昊 薛志成 邵心元 李 杰

(中國南方電網深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

根據電力行業對基層班組、基本能力等變電運行管理的要求，以逐步提升基層班組的基本能力為目標，針對變電類操作票填寫和執行上的標準缺乏、危害辨識不足的現狀，重點研究了如何實現變電類操作票填寫標準、規程依據、理論依據及危險點分析的一站式呈現載體——變電操作票規范及風險辨識系統。系統采用圖片、動畫等呈現方式對操作票的標準步驟進行生動的描述，并通過呈現每個操作步驟存在的風險，讓電力員工對每個操作步驟存在的風險有更清醒的認識，在以后的操作中更重視和關注，從而更有效地控制風險。

風險辨識；變電；操作票；規范

0 引言

變電類操作票是電力行業基本規范“兩票三制”的重要組成部分。長久以來，在變電類操作票的填寫上，基本停留于師帶徒、口述式的傳承和教導，存在較大的隨意性，缺乏系統性、規范化、可視化的操作票填寫和應用標準，導致填寫的操作票五花八門，不利于變電類操作票的規范填寫，也使現場倒閘操作的規范性和安全性大打折扣。因此，對一種新的變電操作票規范及風險辨識系統進行研究具有較大的意義。

該系統基于《電力安全工作規程》及相關規章制度，繼承變電運行崗位操作票填寫和現場應用經驗，規范變電設備的變電類操作票，從操作規程和技術要求兩方面分別講解操作票每步填寫規范；依從《安全風險管理體系》標準，從人身、設備、電網等方面對每步變電操作進行風險辨析，呈現漏項、跳步等違規操作風險的后果。通過項目實施，可將變電類操作票填寫技能和應用技能的傳承從經驗式轉變為系統性、規范化、可視化的技能傳承，可將變電操作規范和操作過程中各種危害導致的后果直觀地呈現，達到對操作人員警示的效果，有利于變電類操作票的規范和統一，有利于變電倒閘操作現場的危險點分析和控制。

1 操作票庫的模板化探索

1.1 操作票的分類

該系統根據變電運行崗位所有使用的操作票建立模板化票庫，按照不用的分類方式歸檔劃分，保證每張操作票均有據可依。

按電壓等級進行分類，如圖1、圖2所示。

圖1 10 kV設備操作類型分類

圖2 110 kV設備操作類型分類

按主接線圖進行分類，分為110 kV雙母分段主接線、110 kV單母帶旁路主接線、110 kV線變串主接線、10 kV小車式接線圖(接地變壓器)、10 kV刀閘式接線圖(消弧線圈)。

根據以上原則劃分完畢后，該系統票庫有包含如下類別的典型操作票：

(1) 10 kV上下隔離刀結構開關柜的饋線線路及開關停送電；

(2) 10 kV開關小車結構開關柜的饋線線路及開關停送電；

(3) 110 kV單母分段接線方式的110 kV封閉式組合電器(GIS)、插接式六氟化硫封閉式組合電器(PASS MO DBB)線路及開關停送電；

(4) 110 kV單母分段帶旁路接線方式電動操作(刀閘)敞開式設備的線路及開關停送電；

(5) 110 kV單母分段接線方式(開關小車)敞開式設備的線路及開關停送電；

(6) 110 kV雙母雙分段接線方式的110 kV封閉式組合電器(GIS)、插接式六氟化硫封閉式組合電器(PASS MO DBB)線路及開關停送電；

(7) 110 kV雙母帶旁路接線方式敞開式設備的線路及開關停送電；

(8) 110 kV線變接線方式的110 kV封閉式組合電器(GIS)線路停送電；

(9) 110 kV雙卷變壓器(變高為GIS、變低為小車柜)的停送電；

(10) 110 kV雙卷變壓器(變高為GIS、變低為刀閘柜)的停送電；

(11) 110 kV雙卷變壓器(變高為GIS線變、含外橋，變低為小車柜)的停送電；

(12) 110 kV雙卷變壓器(變高刀閘為戶外電動操作)的停送電；

(13) 110 kV雙卷變壓器(變高為開關小車)的停送電；

(14) 110 kV旁路開關(單母帶旁路接線方式，刀閘為戶外電動操作)的停送電；

(15) 110 kV旁路開關(雙母帶旁路接線方式)的停送電；

(16) 110 kV旁路開關(單母分段帶旁路方式，刀閘為戶外電動操作)代線路的停送電；

(17) 110 kV旁路開關(雙母帶旁路接線方式)代線路的停送電；

(18) 110 kV旁路開關(單母分段帶旁路方式，刀閘為戶外電動操作)代主變的停送電；

(19) 110 kV旁路開關(雙母帶旁路接線方式)代主變的停送電。

1.2 操作票庫的模板

完成操作票分類后，系統對每一類操作票均制作一份典型操作票，同時配以相應的主接線圖構成操作票庫的模板。系統的每一份操作票均依據各類規章制度及運行經驗，保證100%的正確率。以某帶路操作為例，票庫內包含如下內容：

1.2.1 接線圖

旁路代主變變中開關接線圖如圖3所示。

圖3 旁路代主變變中開關接線圖

1.2.2 典型操作票票樣展示

典型操作票票樣如表1所示。

表1 操作票票樣

2 系統功能模塊

完成110 kV及以下類型設備的所有操作方式的典型操作票庫的建立后，本系統開發了典型操作票的講解模塊、操作票練習及評價模塊、操作票練習結果導出等功能，對全票進行關鍵步驟講解及測評。在實例講解模塊重點是作講解及注意事項提醒，在練習評價模塊重點則是全票測評。為強化異常處理能力，該系統還加入了常見異常分析模塊，講述常見的異常現象及對應的查找處理過程。

2.1 實例講解模塊

該系統的講解模塊針對操作票的每一步操作(包括操作任務)做出講解，重點是結合現行的規章制度對操作中出現的風險點進行深入解讀，以語音配合動畫的方式進行展示。

以某主變變中代路停電操作票中某一項操作為例，其操作票描述如下：“5.檢查110 kV旁路1M側10301刀閘在合上位置。”它對應的講解模塊(圖4)為：在正常的雙母并列運行方式下，根據運行方式單要求，旁路接110 kV 1M在熱備用狀態。對于雙母并列運行方式，若被代線路開關與旁路開關接于同一母線時，可直接檢查110 kV旁路開關在熱備用狀態；若被代線路開關與旁路開關接于不同母線時，則應采用冷倒的方式，將旁路倒至與被代線路接于同一母線后，才能代線路運行(講解內容語音朗讀，同時配以主接線圖中操作設備動畫閃爍)。

圖4 講解模塊

2.2 練習評價模塊

系統會自動關聯到操作票庫內的操作票模板，當練習票提交后，系統會自動與模板票比對，判斷練習操作票是否合格，在比對操作票內容的同時，還要對操作票規范、格式、編號等進行比較，保證給出的評價具有系統性，如圖5所示。

圖5 練習評價模塊

2.3 常見異常分析模塊

處理異常是運行人員的重要技能之一。為強化異常處理的經驗和技能，該系統設計了常見異常分析模塊，列舉了操作中可能出現的4類異常：

(1) 斷路器無法正常合閘；

(2) 斷路器無法正常分閘；

(3) 隔離開關、地刀無法正常合閘；

(4) 隔離開關、地刀無法正常分閘。

對每類異常，該系統根據日常運行工作經驗及常用斷路器、隔離開關、地刀二次控制圖進行了故障分析，并提示了可能的處理方法以供參考，如圖6所示。

圖6 常見異常分析模塊

3 軟件平臺搭建

3.1 軟件總體設計思路

軟件作為此項目的主要載體，需要為用戶提供一種人性化的操作界面，同時滿足設計的各項要求，即覆蓋不同種類的變電操作票講解內容、操作中可能出現的危險點分析、關聯到規章制度的深度講解、操作事故及常見異常的處理方法、結合二次圖紙的故障查找、操作票自行錄入及比對等功能。同時作為一款學習軟件，系統還要具備個人信息存檔功能，建立個人成長庫，記錄下學員的學習軌跡。最后配以現場圖片及動畫輔助說明，達到最終設計效果。總體設計思路如圖7所示。

圖7 軟件設計框架

如圖7所示，整個軟件以操作票庫為中心，我們首先要利用生產中的典型操作票進行匯總，并結合現行規章制度，整理出規范的操作票流程，納入操作票庫中。操作票庫不但包含種類繁多的操作票，還包含操作票步驟講解以及操作票配圖等內容，只有這樣操作票庫才能滿足學習、練習兩大模塊的要求。

3.2 軟件架構和模式

變電操作票規范及風險辨識系統采用現代化的MVC(Model-View-Controller)架構。MVC模式把軟件系統分為3個基本部分：模型(Model)、視圖(View)和控制器(Controller)。

3.3 開發技術

變電操作票規范及風險辨識系統采用的開發技術有：C/C++、Python、HTML5、JavaScript、CSS、SVG。HTML5、JavaScript、CSS、SVG幾者的共同配合，為實現豐富的動畫效果和界面效果提供了基礎；C/C++則實現了重要的核心功能，如瀏覽器技術和語音文本識別技術。Python為后臺的數據處理提供了便利的接口。

3.4 語音朗讀

系統采用了TTS技術作為朗讀的引擎。TTS即Text-To-Speech，是將文字轉為語音的一種典型語音合成技術。在內置芯片的支持之下，通過神經網絡的設計，系統把文字智能地轉化為自然語音流。TTS技術對文本文件進行實時轉換，轉換時間之短可以秒計算。

3.5 動畫展現

系統動畫講解部分采用了矢量的方式，滿足了高清的需要以及無損的放大和縮小，配合優秀的動畫展現算法，切換過程生動而且具體。

3.6 智能匹配

操作票填寫過程中會產生一定量的文本數據，針對這些文本進行分析和打分，并給出票據正確性和錯誤率的判斷。系統所使用的智能匹配技術是一種文本分析技術，把從文本中抽取出的特征詞進行量化來表示文本信息，將它們從一個無結構的原始文本轉化為結構化的計算機可以識別處理的信息。

4 結語

本文通過基于風險辨析的變電操作規范及危險點分析研究，建立了變電運行操作中填寫票技能、規程依據、理論依據、危險點分析及操作行為規范的一站式呈現和自主培訓應用系統，可實現變電運行變電類操作票填寫標準、操作票每個操作項及其先后順序的規程依據和理論依據、操作票每個操作項及其先后順序的危險點和控制措施、常見異常分析及處理、操作票練習及評價等功能。

[1]Q/CSG10006—2004 電氣操作導則[S]

[2]Q/CSG 2 1002—2008 110 kV及以上變電站運行管理標準[S]

[3]丁穎.變電設備及運行處理[M].中國電力出版社，2007

[4]周德仿.基于J2EE和MVC的Web技術[J].交通與計算機，2004(3)

[5]黃平牧.中文TTS系統中若干關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2008

2014-06-20

戴昊(1976—)，男，廣西玉林人，高級工程師，主要從事電力安全生產現場管理及設備的運維管理工作。