基于设备监控大数据的变电站运行风险评估

孙敬安，荆利娜， 张辉

国网巩义市供电公司，河南省巩义市， 451200

摘要:我国社会经济快速发展对电网的安全供电提出新的要求，而变电站的安全稳定运行对于国家电力的正常发展具有重要意义。对当前常规变电站运行风险评估范围狭窄、所评估结果精准度低下的问题，提出并设计电力设备监控大数据挖掘的变电站运行风险评估研究。利用大数据挖掘技术，采集数据信息，监测并统计变电站设备状态。通过控制中心执行命令，完成数据预处理。在此基础上寻找数据中的隐藏信息，依据相关判别规则，并通过有效手段保证预处理的可靠性，全面评估变电站风险情况。利用变量交换时间序列数据，确定其置信区间，结合实际情况完成风险识别，根据识别结果，建立风险评估模型。设计仿真实验验证其有效性，实验结果表明，与常规风险评估模型相比较，将电力设备监控大数据挖掘技术应用于变电站运行风险评估后，其评估范围更广泛，所得结果更为精准。

关键词:电力设备;大数据挖掘;变电站;风险评估

引言

变电站是电力系统重要组成部分，是改变电压的场所，负责将发电厂发出来的电能输送出去。变电站运行是否稳定直接关系着整个电网正常运行，这就要求电力部门必须做好变电站运行维护，通过有效的手段控制变电站运行风险，从根本上保障变电站运行的安全性和可靠性，进而推动我国电力事业可持续发展。本篇文章主要对变电站运行维护风险进行分析和探讨，并且提供了相应的运行风险控制对策，希望对变电站维护工作有所启发。电网在运行工程中，积累了大量数据，单个设备所记录的信息量虽小，但是电力设备种类繁多，智能机器已经逐渐代替了人力工作，为此对变电站运行的保护及监控要求也随之提高，对电力系统的运行、维护、检修、调度以及监控等日常工作带来了困难，对此提出基于电力设备监控大数据挖掘的变电站运行风险评估方法研究。计算机技术的发展，大数据时代已经来临，利用大数据挖掘技术，对电力设备监控数据分析研究，应用于变电站的运行风险评估当中。信息化工作的进步，大数据手段已经逐渐成为电力企业日常工作中必不可少的手段。利用大数据挖掘技术，加强对变电站运行的整体把控。

1变电站运行维护内容概述

变电站的运行涉及到多个设备系统的运行，对其日常运行维护包含了多个方面的内容。这需要结合各地方的气象环境、设备情况、运行规律来制定变电站运行的月、季、年维护计划以及按月份安排的维护周期表，以及各变电站根据相关规定储备品备件、消耗材料进行定期的检查与试验。与此同时，各变电站要根据实际的工作需要，以及发展的具体情况对各种合格的安全用具、仪表、防护用具、急救医药箱进行定期试验检查，并根据现场的实际情况，配置必要的消防工具，掌握规范化的使用方法进行定期检查、演习。根据我国变电站的运行维护内容，以及当前变电站较强的运行强度，在日常运行中难免会出现一定的安全风险，甚至导致较大的安全事故。

2变电站运行维护潜在风险

变电站运行维护比较复杂，存在着潜在安全风险多，主要包括人为因素、电力设备自身问题、自然环境因素、管理工作等，只有对这些影响变电站正常运行风险因素进行深入分析，找到控制风险的有效对策，才能保证变电站稳定运行。变电站运行维护实行的是倒班制，这就牵扯到了交接班的问题，部分工作人员在交接班的时候没有将需要交代的问题告知对方，或者是未按照相关要求对电力设备进行安全排查，交接班资料不是很完整等，接班的人员对变电站的实际情况不能做出客观的判断，这些都会威胁到变电站运行的安全性。电力工作人员对交接班在思想上不重视，认识上具有一定的偏差，片面的认为交接班就是一个人换另外一个人工作，在交接班的时候比较懈怠，很少会对接班人员交代变电站运行情况和可能出现意外事故应该采取哪种方法进行应对，以及变电站设备运行故障如何排查和解决等，接班人员不能全面掌握变电站的运行状况，为运行维护埋下潜在安全隐患，同时还会对变电站运行数据记录准确性和可靠性造成消极影响。值班人员缺乏管理意识，在值班的过程中没有做好照明情况检查和记录工作，值班交接手续不是很完善，这样就会出现责任不明的问题，在出现事故的时候会相互推卸责任，不利于变电站的正常运行和管理。变电站设备自身具有安全风险，比如设备故障、电线老化或者断裂、设备绝缘性不好等，都会为变电站运行带来风险，还有就是电力工作人员专业素质不高，在操作的时候未按照相关要求规范操作，从而引起电力安全事故，不但会让变电站面临巨大经济损失，出现大面积的停电事故，还会对电力人员生命安全造成威胁。另外，变电站运行管理不规范也存在风险，比如消防管理、防汛管理、器具管理等。

在变电站的运行维护中，事故发生的可能性用概率来表示，将绝对不可能发生的事故记为0，一定发生的事故记为1，将介于这两种情况之间发生的事故概率记为0到1之间的数值。对于人员暴露于危险环境中的频繁程度按照一定的时间进行评估，当工作人员暴露于危险环境中的时间较长时，工作人员受到的伤害的程度越大。当工作人员长期出现在危险环境中时被视为10，而极少出现在危险环境的情况视为0．5，介于这两种之间的情况取若干中间值。对于发生事故可能会造成的后果评估时，将事故可能造成的人员伤害、财产损失规定在特定的范围内，按照可能出现的事故进行定量评估，设置具体风险分值。

3风险类型

变电站的运行和维护是一项比较繁琐的工作，需要完善的维护管理机制做支撑，这样就可以避免发生因为某一环节疏漏而引发安全风险，所以，必须要对变电站风险的类型进行分析和研究。1)自然灾害风险。这主要表现在自然环境对变电站运行的影响，毕竟其属于露天设备，如果发生地震、雷击、大雪、大雨、冰雹、洪涝、台风等自然灾害时，肯定会严重影响设备的正常运行，进而造成电力系统崩溃，并且此时工作人员是无能为力的。2)外力破坏风险。即人为破坏或者是动物破坏电力设备，前者而言涉及违法，不但使变电站的工作愈发困难，为工作人员的人身安全带来风险，而且更是会对变电站的运行维护造成极大损失。人为破坏分两种，其一是恶意破坏，其二是无意破坏，为避免人为破坏的风险发生，可以加强巡视，也可以通过立法来约束。对于动物破坏而言，主要是指动物撕咬线路，破坏设备运行，这种情况是变电站维护工作的难点，因为不易发现，也不容易控制。3)人力管理风险。首先，电力企业没有完善相关的运行管理制度，使得工作存在纰漏;其次是相关工作人员的责任和安全意识比较薄弱，管理制度没有做到位，进而引发安全风险。1．3风险评价对于变电站的风险评价通常采取作业条件危险性评价法，该方法主要是分析变电站工作中的危险源，然后针对危险源作出相应的风险评估。利用作业条件危险性评价法要基于四大要素，即危险程度、事故发生可能性、人体暴露频繁度、事故引发的后果，其中，事故危险程度等于其他因素的成绩。为确保风险评估更加准确，这一方法会量化评估3个要素，比如事故发生可能性分为7种，即实际不可能为0．1分，极不可能为0．2分，完全意外为0．5分，可以设想为1分，不经常为3分，相当可能为6分。

4变电站运行维护风险控制对策

4.1做好交接班管理

交接班管理是控制变电站运行维护风险的一项重要内容，变电站要结合交接班实际需要，对交接班做出详细安排和部署，不但要做好交接班人员安排，还要规范交接班过程，要求工作人员要做好交接班的设备运行状况检查，按照要求进行记录，并且还要打扫干净主控室的卫生，让交接班更加标准化和制度化。在交接班的过程中，交班人员还要向接班人员交代变电站的整体运行状况，以及运行维护需要特别注意事项，以便接班人员全面掌握变电站情况，在遇到突发事件或者设备故障的时候能够快速做出反应，将变电站的损失控制到最小。在交接班的时候不能严禁随意进入主控室，必须在值班长的陪同下才能进入，或者是变电站发布了通知。交接班手续办理十分关键，在交接工作完成之后要确认签字，避免出现问题相互推卸责任，将变电站运行维护责任落实到个人，提高工作人员的责任心和安全意识，为变电站运行维护奠定良好基础

4.2要加强对变电站运行维护中存在的风险进行控制

首先需要对变电站的各项设备进行定级，根据变电站的实际情况，一般将设备状态分为三级。所谓以及设备通常是指有较好的技术性能、没有缺陷及运行状况良好的设备，通常这种设备具有较完整的技术档案，有较为完备的事故处理措施。耳机设备则是指有良好的设备状态，但是在个别的设备组件上存在一定缺陷，一般情况下能够正常运行。三级设备则是指具有重大缺陷的设备，且该类设备在运行、技术方面也存在明显的缺陷，常易出现安全事故，对变电站的正常运行带来风险。通过以上对变电站设备状态的级别划分，进而针对具体的设备状态制定合理的风险控制措施和计划。

4.3完善交接班和值班工作

该工作主要包括以下4方面。第一，交班人员要对交班前的准备工作提高重视程度，对变电站设备着重开展全面检查，并记录和总结检查结果，整理相关资料和卫生，把工具、钥匙等物品收好。接班人员要提前到达值班地方，和交班人员做好交接工作，针对注意事项进行提醒和交流。第二，交代和分析设备运行的具体情况，比如保护变更情况、实际操作情况、运行情况等内容告知接班人员，主要采取口头交接的心事，而接班人对交接事宜要做好详细记录，如果有疑问，要及时问清并解决。第三，班长要组织接班人员检查现场情况，尤其是检查发生故障的设备，同时检验和核对模拟图，查清楚交班人员交接的各项设备和物品，确保现场卫生和照明没问题。第四，办理交接手续，如果没有问题，就签字记录，标记好交接班的时间地点。

4.4强化消防管理

变电站运行的过程中做好消防管理是很有必要的，也是控制风险的关键和要点，变电站要根据消防管理实际需要，制定科学的消防管理制度，加强对工作人员的消防宣传和教育，让他们在运行维护的时候能够严格的按照要求去作业。变电站要张贴防火标志，帮助工作人员树立防火意识，还要配备必要的消防设备，将其放置在工作人员一眼就能看到的地方。做好消防设备的检查，确保设备性能良好，这样在发生火灾时就能正常使用。在变压器由于故障引发火灾的时候，要立即启动灭火设备，并且通知专业消防队灭火。

4.5通过加强对变电站的消防管理，降低变电站运行维护出现的风险造成的危害性

影响变电站的运行维护风险中较为常见的是设备老化、线路短缺造成的火灾，这种风险通常会造成重大的物力、人力、财力损失。为了进一步加强变电站风险控制，需要加强对变电站消防的管理。消防管理建设中最为重要的是对消防器材的日常维护，要确保每一种消防工具都能够正常使用。同时要及时检查和更换有问题的消防器材，在此基础上加强对变电站日常运行的监控，通过日常监控工作，及时发现可能出现风险的工作环节，采取有效的补救措施和防治措施将可能造成风险的隐患和可能性降到最低。由于变电站的运行具有较高的风险性，在对变电站的运行维护风险的控制方面要做好安全监理工作。首先相关的工作人员要树立正确的安全意识，坚持以人为本，在确保安全工作的前提上，加强对工作人员安全的保护。其次，要真正提高安全工作水平，需要工作人员的共同参与，变电站的监管以及安全管理不是万能的，变电站的运行环境的复杂性也需要全体工作人员的自我监管与自我保护能力的提高。为进一步提升变电站风险的控制水平，还需要制定具有科学性、合理性的安全监理计划，通过日常对运行设备的数据监管、机械设备检查和维护，进而促进变电站设备的安全运行，实现安全生产的发展目标。

4.6做好外力破坏风险管理工作

1. 人为方面的破坏要加强立法，通过法律制度来约束违法分子。第二，对于动物破坏要设置防鼠网，尤其是对开关室、机构箱、端子箱等地方进行防护，对所有孔洞进行封死，防止有动物钻进设备间而引发安全事故。第三，加固厂房的门窗，把有缝隙的地方用木条或者是橡皮条塞住。第四，检查的时候着重查看门窗是否关闭严实，特别是配电室和保护室等地方。第五，禁止把任何食物带入生产地方，这样就可以防止有动物闻味进入。

4.7提高工作人员专业素质

变电站要提高工作人员专业素质，定期对他们进行专业培训，根据不同工种提供不同培训内容，为设备的检修和维护人员提供理论和技能培训，还要锻炼他们应对突发事故的能力。此外，要加强对检修人员职业道德教育，让他们能够规范作业，树立安全意识和社会责任感，这样就能减少由于违规操作引发安全事故，确保变电站正常运行。完善人员管理制度，让工作人员明确自己职责，运行管理要实行责任制，让全体工作人员树立安全意识，更好的控制和管理运行风险。另外，做好变电站运行维护监督工作，建立绩效考核制度，根据工作人员表现进行奖惩。

4.8全面提升变电站的安全巡视管理力度

以实现控制变电站运行维护中存在的风险。要想全面提升变电站的安全巡视管理力度，首先需要工作人员做好日常运行设备的巡视工作，及时准确发现存在异常的设备进行记录并做好上报工作。其次，要做好日常巡视人员的工作计划和安排，对变电站的设备巡视人员进行权限划分，非巡视人员以及未被批准的巡视人员进行明确规定。同时在日常巡视过程中，一旦发现变电站的设备运行处于特殊状态，出现负荷明显超标、设备存在巨大缺陷的情况，更要加强对变电站的日常巡视。当变电站出现重大供电任务时，可以根据实际情况加强对变电站的设备巡视次数，全面提升变电站设备的安全运行水平。

结语

综上所述，我国社会经济快速发展的大环境下，对变电站的运行维护以及风险控制工作是十分必要的，通过对运行维护中可能出现的风险进行分析，进而根据具体的情况制定出科学的风险控制措施，为我国电力的安全发展提供重要保障。尤其是在当前我国电力行业大发展、大转型的背景下，通过一定的风险控制措施，实现变电站的安全发展。

参考文献

［1］李帮爱．变电站运行维护风险分析与控制措施［J］．技术与市场，2017(06)．

［2］林威．变电站运行维护现存风险及控制策略［J］．中国新技术新产品，2017(11)．