基于风险辨析的变电操作票规范及风险辨识系统研究

戴 昊 薛志成 邵心元 李 杰

(中国南方电网深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000)

基于风险辨析的变电操作票规范及风险辨识系统研究

戴 昊 薛志成 邵心元 李 杰

(中国南方电网深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000)

根据电力行业对基层班组、基本能力等变电运行管理的要求，以逐步提升基层班组的基本能力为目标，针对变电类操作票填写和执行上的标准缺乏、危害辨识不足的现状，重点研究了如何实现变电类操作票填写标准、规程依据、理论依据及危险点分析的一站式呈现载体——变电操作票规范及风险辨识系统。系统采用图片、动画等呈现方式对操作票的标准步骤进行生动的描述，并通过呈现每个操作步骤存在的风险，让电力员工对每个操作步骤存在的风险有更清醒的认识，在以后的操作中更重视和关注，从而更有效地控制风险。

风险辨识；变电；操作票；规范

0 引言

变电类操作票是电力行业基本规范“两票三制”的重要组成部分。长久以来，在变电类操作票的填写上，基本停留于师带徒、口述式的传承和教导，存在较大的随意性，缺乏系统性、规范化、可视化的操作票填写和应用标准，导致填写的操作票五花八门，不利于变电类操作票的规范填写，也使现场倒闸操作的规范性和安全性大打折扣。因此，对一种新的变电操作票规范及风险辨识系统进行研究具有较大的意义。

该系统基于《电力安全工作规程》及相关规章制度，继承变电运行岗位操作票填写和现场应用经验，规范变电设备的变电类操作票，从操作规程和技术要求两方面分别讲解操作票每步填写规范；依从《安全风险管理体系》标准，从人身、设备、电网等方面对每步变电操作进行风险辨析，呈现漏项、跳步等违规操作风险的后果。通过项目实施，可将变电类操作票填写技能和应用技能的传承从经验式转变为系统性、规范化、可视化的技能传承，可将变电操作规范和操作过程中各种危害导致的后果直观地呈现，达到对操作人员警示的效果，有利于变电类操作票的规范和统一，有利于变电倒闸操作现场的危险点分析和控制。

1 操作票库的模板化探索

1.1 操作票的分类

该系统根据变电运行岗位所有使用的操作票建立模板化票库，按照不用的分类方式归档划分，保证每张操作票均有据可依。

按电压等级进行分类，如图1、图2所示。

图1 10 kV设备操作类型分类

图2 110 kV设备操作类型分类

按主接线图进行分类，分为110 kV双母分段主接线、110 kV单母带旁路主接线、110 kV线变串主接线、10 kV小车式接线图(接地变压器)、10 kV刀闸式接线图(消弧线圈)。

根据以上原则划分完毕后，该系统票库有包含如下类别的典型操作票：

(1) 10 kV上下隔离刀结构开关柜的馈线线路及开关停送电；

(2) 10 kV开关小车结构开关柜的馈线线路及开关停送电；

(3) 110 kV单母分段接线方式的110 kV封闭式组合电器(GIS)、插接式六氟化硫封闭式组合电器(PASS MO DBB)线路及开关停送电；

(4) 110 kV单母分段带旁路接线方式电动操作(刀闸)敞开式设备的线路及开关停送电；

(5) 110 kV单母分段接线方式(开关小车)敞开式设备的线路及开关停送电；

(6) 110 kV双母双分段接线方式的110 kV封闭式组合电器(GIS)、插接式六氟化硫封闭式组合电器(PASS MO DBB)线路及开关停送电；

(7) 110 kV双母带旁路接线方式敞开式设备的线路及开关停送电；

(8) 110 kV线变接线方式的110 kV封闭式组合电器(GIS)线路停送电；

(9) 110 kV双卷变压器(变高为GIS、变低为小车柜)的停送电；

(10) 110 kV双卷变压器(变高为GIS、变低为刀闸柜)的停送电；

(11) 110 kV双卷变压器(变高为GIS线变、含外桥，变低为小车柜)的停送电；

(12) 110 kV双卷变压器(变高刀闸为户外电动操作)的停送电；

(13) 110 kV双卷变压器(变高为开关小车)的停送电；

(14) 110 kV旁路开关(单母带旁路接线方式，刀闸为户外电动操作)的停送电；

(15) 110 kV旁路开关(双母带旁路接线方式)的停送电；

(16) 110 kV旁路开关(单母分段带旁路方式，刀闸为户外电动操作)代线路的停送电；

(17) 110 kV旁路开关(双母带旁路接线方式)代线路的停送电；

(18) 110 kV旁路开关(单母分段带旁路方式，刀闸为户外电动操作)代主变的停送电；

(19) 110 kV旁路开关(双母带旁路接线方式)代主变的停送电。

1.2 操作票库的模板

完成操作票分类后，系统对每一类操作票均制作一份典型操作票，同时配以相应的主接线图构成操作票库的模板。系统的每一份操作票均依据各类规章制度及运行经验，保证100%的正确率。以某带路操作为例，票库内包含如下内容：

1.2.1 接线图

旁路代主变变中开关接线图如图3所示。

图3 旁路代主变变中开关接线图

1.2.2 典型操作票票样展示

典型操作票票样如表1所示。

表1 操作票票样

2 系统功能模块

完成110 kV及以下类型设备的所有操作方式的典型操作票库的建立后，本系统开发了典型操作票的讲解模块、操作票练习及评价模块、操作票练习结果导出等功能，对全票进行关键步骤讲解及测评。在实例讲解模块重点是作讲解及注意事项提醒，在练习评价模块重点则是全票测评。为强化异常处理能力，该系统还加入了常见异常分析模块，讲述常见的异常现象及对应的查找处理过程。

2.1 实例讲解模块

该系统的讲解模块针对操作票的每一步操作(包括操作任务)做出讲解，重点是结合现行的规章制度对操作中出现的风险点进行深入解读，以语音配合动画的方式进行展示。

以某主变变中代路停电操作票中某一项操作为例，其操作票描述如下：“5.检查110 kV旁路1M侧10301刀闸在合上位置。”它对应的讲解模块(图4)为：在正常的双母并列运行方式下，根据运行方式单要求，旁路接110 kV 1M在热备用状态。对于双母并列运行方式，若被代线路开关与旁路开关接于同一母线时，可直接检查110 kV旁路开关在热备用状态；若被代线路开关与旁路开关接于不同母线时，则应采用冷倒的方式，将旁路倒至与被代线路接于同一母线后，才能代线路运行(讲解内容语音朗读，同时配以主接线图中操作设备动画闪烁)。

图4 讲解模块

2.2 练习评价模块

系统会自动关联到操作票库内的操作票模板，当练习票提交后，系统会自动与模板票比对，判断练习操作票是否合格，在比对操作票内容的同时，还要对操作票规范、格式、编号等进行比较，保证给出的评价具有系统性，如图5所示。

图5 练习评价模块

2.3 常见异常分析模块

处理异常是运行人员的重要技能之一。为强化异常处理的经验和技能，该系统设计了常见异常分析模块，列举了操作中可能出现的4类异常：

(1) 断路器无法正常合闸；

(2) 断路器无法正常分闸；

(3) 隔离开关、地刀无法正常合闸；

(4) 隔离开关、地刀无法正常分闸。

对每类异常，该系统根据日常运行工作经验及常用断路器、隔离开关、地刀二次控制图进行了故障分析，并提示了可能的处理方法以供参考，如图6所示。

图6 常见异常分析模块

3 软件平台搭建

3.1 软件总体设计思路

软件作为此项目的主要载体，需要为用户提供一种人性化的操作界面，同时满足设计的各项要求，即覆盖不同种类的变电操作票讲解内容、操作中可能出现的危险点分析、关联到规章制度的深度讲解、操作事故及常见异常的处理方法、结合二次图纸的故障查找、操作票自行录入及比对等功能。同时作为一款学习软件，系统还要具备个人信息存档功能，建立个人成长库，记录下学员的学习轨迹。最后配以现场图片及动画辅助说明，达到最终设计效果。总体设计思路如图7所示。

图7 软件设计框架

如图7所示，整个软件以操作票库为中心，我们首先要利用生产中的典型操作票进行汇总，并结合现行规章制度，整理出规范的操作票流程，纳入操作票库中。操作票库不但包含种类繁多的操作票，还包含操作票步骤讲解以及操作票配图等内容，只有这样操作票库才能满足学习、练习两大模块的要求。

3.2 软件架构和模式

变电操作票规范及风险辨识系统采用现代化的MVC(Model-View-Controller)架构。MVC模式把软件系统分为3个基本部分：模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)。

3.3 开发技术

变电操作票规范及风险辨识系统采用的开发技术有：C/C++、Python、HTML5、JavaScript、CSS、SVG。HTML5、JavaScript、CSS、SVG几者的共同配合，为实现丰富的动画效果和界面效果提供了基础；C/C++则实现了重要的核心功能，如浏览器技术和语音文本识别技术。Python为后台的数据处理提供了便利的接口。

3.4 语音朗读

系统采用了TTS技术作为朗读的引擎。TTS即Text-To-Speech，是将文字转为语音的一种典型语音合成技术。在内置芯片的支持之下，通过神经网络的设计，系统把文字智能地转化为自然语音流。TTS技术对文本文件进行实时转换，转换时间之短可以秒计算。

3.5 动画展现

系统动画讲解部分采用了矢量的方式，满足了高清的需要以及无损的放大和缩小，配合优秀的动画展现算法，切换过程生动而且具体。

3.6 智能匹配

操作票填写过程中会产生一定量的文本数据，针对这些文本进行分析和打分，并给出票据正确性和错误率的判断。系统所使用的智能匹配技术是一种文本分析技术，把从文本中抽取出的特征词进行量化来表示文本信息，将它们从一个无结构的原始文本转化为结构化的计算机可以识别处理的信息。

4 结语

本文通过基于风险辨析的变电操作规范及危险点分析研究，建立了变电运行操作中填写票技能、规程依据、理论依据、危险点分析及操作行为规范的一站式呈现和自主培训应用系统，可实现变电运行变电类操作票填写标准、操作票每个操作项及其先后顺序的规程依据和理论依据、操作票每个操作项及其先后顺序的危险点和控制措施、常见异常分析及处理、操作票练习及评价等功能。

[1]Q/CSG10006—2004 电气操作导则[S]

[2]Q/CSG 2 1002—2008 110 kV及以上变电站运行管理标准[S]

[3]丁颖.变电设备及运行处理[M].中国电力出版社，2007

[4]周德仿.基于J2EE和MVC的Web技术[J].交通与计算机，2004(3)

[5]黄平牧.中文TTS系统中若干关键技术研究[D].北京邮电大学，2008

2014-06-20

戴昊(1976—)，男，广西玉林人，高级工程师，主要从事电力安全生产现场管理及设备的运维管理工作。