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以预控防范为先导的水力发电设备检修管理
以预控防范为先导的水力发电设备检修管理
贵州乌江水电开发有限责任公司索风营发电厂
概况
索风营发电厂地处贵州省修文县与黔西县交界处的乌江干流六广河河段，在乌江流域梯开发的第三级水电站，装机容量为 3×200MW 发电机组，保证出力 166.9MW ，年设计发电量 20.11 亿 kw.h 。电站总库容为 2.012 亿 m3 ，属日调节水库，在系统中担负着调频、调峰和事故备用作用，电站于 2002 年 7 月 26 日开工建设， 2005 年 8 月 17 日首台机组投产发电， 2006 年 6 月 3 台机组全部完成投产运行。截止 2011 年 9 月 30 日，连续安全生产 2235 天，累计发电 量 100.3 亿 kW.h 。
安全责任重于泰山，尤其是在我们发电行业，安全管理不单单是领导干部的事情，而是全体员工齐心合力，共同创造的结果。索风营发电厂自 2005 年 6 月 9 日成立电厂以来，上下齐心，坚持把安全贯穿于整个生产始终，按照 “ 安全第一、预防为主，综合治理 ” 的安全生产工作方针，严格执行行业规范，认真落实集团公司、乌江公司安全生产工作指示精神，切合自身实际创新地组织开展安全生产工作，提出 “ 坚持三严三新，创建本质安全 ” 的安全工作理念，始终把 “ 控制风险、预防事故、保证安全 ” 放在安全生产管理工作的首位， 2008 年 6 月开始，提出 “ 以预控防范为先导的水力发电设备检修管理 ” ，营造了良好的安全氛围，真正使安全管理取得实效。检修管理得到了很大的提升，获得华电集团公司 “ 安全生产先进单位 ” 、 “ 文明单位标兵 ” 等荣誉称号。
一、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理提出的背景
安全是电力企业永恒的主题，是生产管理中的头等大事，一旦发生安全事故，不仅会给国家、企业造成重大损失，而且会给职工和家属带来灾难性的伤害。无数的经验、教训证明安全就是生命、安全就是效益、安全就是幸福。有关理论指出，危险点是指在作业中有可能发生危险的地点、部位、场所、设备等。它包括三个方面：一是有可能造成危害的作业环境，二是有可能造成危害的机器设备等物体，三是作业人员在作业中违反安全技术或工艺规定，随心所欲地操作。作业环境中存在的不安全因素，机器设备等物体存在的不安全状态，作业人员在作业中发生的不安全行为，都可能直接或间接导致事故的发生，应把它们看作是作业中存在的危险点，应采取措施加以防范或消除。
（一）认真贯彻集团公司设备安全检修管理要求的需要
近年来，电力生产对危险点预控工作也越来越重视，中国华电集团公司《工作票和操作票管理使用规定》（试行）第三条规定： “ 在电力生产现场、设备、系统上从事检修、维护、安装、改造、调试、试验等工作，必须执行危险点分析预控制度、工作票制度、工作许可制度、工作监护制度以及工作间断、转移和终结制度 ” 。 中国华电集团公司《水电检修管理办法》第二十条（九）款： “ 开展检修风险管理，对风险实施有效控制，降低风险发生概率和风险损失。检修主要风险因素有：安全、质量、进度、费用、环境等方面的风险 ” 。乌江公司《安全生产工作规定》第四十三条规定： “ 各单位应实行危险点分析制度，在实施各项具体的工作任务，如检修维护、施工安装、运行操作等之前，对工作任务全过程进行危险点分析，查找工作任务全过程可能存在的危害，制定切实可行的预防和控制措施，办理工作票、操作票，并严格执行。危险点分析工作应在办理工作票、操作票之前进行 ” 。索风营发电厂在认真执行上级规定的同时，结合本厂实际，逐步开展危险点分析与预控。
（二）克服设备复杂、检修环境差带来风险的需要
1 、设备本身存在不安全状态
任何一台设备既有其先进性，同样也存在不足，世上没有十全十美的东西。由于索风营发电厂是新厂、新设备，在设计、安装、调试中由于考虑不周等原因，设备本身存在这样那样的不足是在所难免的。索风营的机电设备有他的共性，同时有其特殊性。一是主设备的特殊性： 3×200MW 水轮发电机采用单元接线，水轮机 HLF134m1-LJ-590 是天津阿尔斯通公司生产的 , 发电机 SF200-52/13600 是哈尔滨电机厂生产的，三台主变 SSP10-240000/220 是湖南衡阳变压器公司生产的。二是电气主系统操作的复杂性：索风营电气主系统采用的是双母线分段联络运行，三相母线共箱式，三进二出接线正常方式运行，组合电器是西安高压电气股份有限公司生产的，断路器 6 台，隔离刀闸 19 组，接地刀闸 21 组。三是辅助设备分布广：中压气机 2 台、低压气机 4 台，主要排水泵 12 台，大型风机 6 台，桥机门机 5 台，进水口工作门、泄洪闸门、检修门共 10 扇，推力、主变外循环冷却器 27 台等。
2 、检修工作环境条件限制
由于水电厂受地理环境的特殊限制，使水电厂安全生产工作受到一定的制约。索风营发电厂属 Ⅱ 等大（二）型工程，枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、右岸引水系统及地下厂房等组成。地下厂房长 135.50m 、宽 24.0m 、高 58.41m ，机旁盘柜布置紧奏，人员活动空间较狭窄；地下房渗漏水点多难治理，时刻威胁着设备安全运行；地下厂房照明局部不足等都是影响安全生产的因数。
（三）规范员工作业行为的需要
部分人员对 “ 两票三制 ” 认识不足，对两票的严格要求认为是多余，认为执行 “ 两票三制 ” 既浪费时间，又耽误工作开展；班组长、安全员工作前不深入分析现场工作环境、人员配置、设备性能，不开展人员安全思想教育，人员安排不合适；工作许可人不严格审查工作内容、不严格办理工作许可手续，不开展安全技术交底工作，不到工作现场向工作人员交代现场安全措施。检修人员办理工作许可手续马虎了是，无票工作现象时有发生，错误的认为只要能做好工作，完成工作任务就算完事的心态。工作开工前不认真查阅设备台帐、资料，设备使用说明书；部分人员在工作前不开展隐患分析、不采取有效的防范措施，错误的凭借以往经验盲目开展工作。
经过对事故的追查分析，有相当数量的事故原因主要是人为造成的，属责任事故。由于职工安全意识不强，缺乏安全知识，违章指挥、违章操作、违反劳动纪律，造成三违事故。
二、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的内涵和做法
索风营发电厂以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的内涵是：以集团公司、乌江公司关于水电生产、检修管理规定，组织正常安全生产、检修管理，结合索风营发电厂管理机制、设备、环境、人员素质特点，在常规管理的基础上，创新管理举措，编制演练事故预案、规范日、周、月巡视模式、编制检修工作预控措施等，从而把预防事故的各项措施超前设想、超前预防，切实达到控制各种事故的发生。其做法有：
（一）以电力安全生产工作规定组织常规管理。
1 、以 “ 责任制 ” 为抓手 , 强化安全管理。电厂每年初制定全厂各级安全生产责任书 , 各级安全生产第一负责人与部门、班组、个人层层签订安全生产责任书 , 实施上级对下级监督管理。
2 、狠抓 “ 两票 ” 管理 , 推进标准化作业。电厂投产后 , 狠抓 “ 两票 ” 管理 , 建立了标准票库 , 推进了标准化作业，完善了办票的流程，使 “ 两票 ” 管理不断标准化、程序化、制度化，有力地保证了安全生产。
3 、认真开展安全检查 , 保障全厂安全稳定运行。扎实开展季节安全检查、专项安全检查、节假日及重大节日检查、周五安全文明生产检查。
4 、加强安全培训和安全文化建设。电厂从筹建起 , 就高度重视员工的安全培训工作 , 主要采取请进来、走出去的方式和自主培训。为了形成具有特色的企业安全文化 ,2010 年电厂精心策划安全文化蓝图 , 根据本厂的安全工作特色 , 提炼汇编了《安全文化手册》，把员工的思想意识、行为习惯融入安全文化之中。
5 、加强监督体系的建设 , 加大监督力度。安监人员不定期深入生产现场监督各项工作是否严格按照《安规》等有关标准执行；同时开展反违章管理 , 大大减少了违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的发生。
（二）结合日调节水电厂特点，不断推出安全生产管理新举措。
1 、切实做好建管结合。从电站建设开始就执行乌江公司 “ 建管结合，无缝连接，平稳过渡 ” 的要求，建设期间，生产准备人员积极参与设备的选型和优化、监造和出厂验收、安装调试和启动试验，为接管生产作好了组织上、人员上、制度上、技术上和物质上的准备，为顺利接管电厂生产打下良好的基础。
2 、水情调度远程集控管理。索风营水库是在乌江梯级水电站洪水调度管理实行 “ 集中调度、统一管理、协调配合 ” 的原则下进行，电厂主要负责根据集控中心下达的洪水调度命令进行闸门操作。
3 、积极编制演练预案，提高突发事件处置能力。通过开展实际演习和桌面推演方式进行预案培训演练。在 07 年编写的基础上， 09 年进行了修编，共修编收集了 1 个综合预案， 16 个专项预案， 18 个现场处置方案并成册《索风营发电厂典型突发事件应急预案》。电厂在 08 年 8.10 小区暴雨和 11 年 6.17 大暴雨自然灾害中得到了应用检验，大大提高了全厂人员的应急、应变和突发事件的处置能力。
4 、规范日、周、月巡视模式。 2008 年 8 月起实行日巡视、周巡视、月巡视三种巡视检查模式，组织编写了《索风营发电厂设备巡视检查规范》，规范了维护班组和运行班组的巡视检查时间和周期，规范了设备具体的巡视检查内容、检查标准和检查要求，提高了设备巡视检查质量，确保设备安全稳定运行。
5 、切实抓好大修技改，攻克设备技术薄弱环节。自投产以来，主设备出现过一些影响正常发电的缺陷，例如导叶中轴套磨损漏水偏大；转子磁极间 U 型连接板过热发黑；机组大轴中心补气阀弹簧断裂； 220kvⅡ 母 2524 避雷器 C 相异常声响等；通过大修、技改或临时检修都得以解决。提高了主设备的可高性，从而保证了机组 “ 开得出，稳得住，带得满 ” 。
（ 1 ）、１号发电机组机旁动力盘由于安装原因，存在接线错误，随时可能发生双电源同时供电的危险，必须立即对该缺陷进行处理。在处理中还要保证机组的正常运行和检修人员的人身安全，工作危险因素很多，如果安全措施、技术措施、危险点预控措施不到位，就可能发生设备损坏和人身伤亡事故。根据工作需要，索风营发电厂制定了特殊工作危险点预控措施，首先，根据《检修工作预控措施》和现场实际情况提出安措和危险点，将安措和预控措施落实到实际工作中。其次采用定点定员监护和安全员定时检查制，在整个检修工作过程中未发生任何不安全情况，顺利完成了本次安装缺陷技术改造。
（ 2 ）、 220k Ｖ索干Ｉ回 231 线路在检查中发现出线电缆终端接头有放电现象，必须立即进行处理。由于是临时性抢修工作，部分安全措施是由工作人员在工作场所临时装设，此类临时安措的装设，在拆除时容易引起漏项。针对环境、设备、系统运行情况，全面开展事故预想和制订详细的危险点控制措施，主要采取措施：一是现场悬挂临时危险点预控措施标示牌；二是开工前，组织专职安全组到现场检查运行人员所做安全措施和危险点预控措施是否全面；三是工作现场设置专职安全监护组；四是工作结束后，核对安全工器具数目是否与开工前一致；五是核实工作现场设置的安全措施是否全部撤除，检修设备是否具备带电条件。经过连续奋战，使这一危险性大、工期时间短的电缆终端接头更换工作顺利完成，确保了设备和电网安全运行。
（ 3 ）、在大修、小修、设备技改中，由于油管上的表计、阀门等设计安装不合理，需进行改造，在动火作业中，严格执行《检修工作预控措施》，确保了这一危险性大的改造工程未发生火警及其他不安全情况。
（ 4 ）、缺陷率的降低、设备稳定运行
从 2005 年 8 月首台机组发电到 2008 年底，设备缺陷发生率一直处于高位，设备无法稳定运行，先后发生了 1 号机水导油槽漏油、 2 号机接力器漏油、 1 号主变高压侧 CT 极性接反等设备被迫停止运行事件，员工整日忙于处理缺陷和检修设备，始终无法降低缺陷发生率。 2008 年底通过对缺陷的统计、分析和总结，加强缺陷管理，及时组织编写了《检修工作预控措施》，缺陷发生率得到有效控制，从 2007 年 289 项、 2008 年 261 项下降到 2009 年 142 项、 2010 年 137 项，保证了设备的稳定运行，促进安全生产稳步好转。
（ 5 ）、设备管理规范化
为夯实安全生产基层基础，推动管理上水平，对设备检修采取了一系列措施。一是对检修过程进行安全检查并严格执行三级验收制度。二是对检修后的设备进行质量跟踪考核。三是积极与运行人员进行沟通，及时反馈设备运行情况，实现设备缺陷闭环管理。
6 、根据检修环境不足，制定措施治理
（ 1 ）、地下厂房顶拱长期渗漏，给生产造成一定的影响，于 2009 年 6 月开始进行治理，采取上层排水廊道及右岸上坝交通洞打排水孔引排、 Sikafill C 弹性合成防水涂料上铺 Sika Top Seal200 聚合物改性水泥防水涂料保护层等方法，厂房、副厂房、开关站等部位渗漏得到了有效的治理。
（ 2 ）、现场工作照明不足、不完善，经过增加、改造，满足了现场工作的需要。 09 年增加完善了大坝廊道和电梯楼道 1 -15 楼节能光源， 1-3 号主变室和 1-3 号水车室防爆灯共 129 盏；同时在副厂房公用 LCU 室增加了逆变事故照明电源，从而提高了现场任何情况下照明。
（ 3 ）、在主厂房、副厂房、开关站地面安装了 PVC 卷材，其优点是节约投资、美观、防滑。同时在机组检修工作区域铺绝缘胶垫，起到保护地面、和设备，防滑的作用。对一些坑、孔、洞采取封、堵、盖、加装固定遮拦，吊物孔采用中太比雅生产一种新型的围栏式安全省力盖板 , 这样既可以保证机组安全、可靠的运转 , 又给机组大修及日常维护带来极大方便。
（三）结合检修工作，编写预控措施
结合索风营典型检修工作及人员、环境特点，深入分析客观存在的危险源及危险因数， 2010 年组织编写了《索风营发电厂典型检修工作预控措施》，一方面提高了生产人员的业务技术水平，另一方面规范了检修维护管理工作。
1 、成立机构、组织学习规程、规定及二十五项反措
为了做好检修预控措施的编写工作， 2008 年 6 月开始，成立了检修工作预控措施编写小组，由厂长任组长，生产副厂长任副组长，各部门主任为成员的领导小组，成立办公室挂靠安全监察部，在安全监察部主任的统一策划下、由各部门安全专职、班组安全员组成编写小组。具体负责培训、收集、编写、修订、推广应用等工作。
组织所有职工进行安全知识及技术知识培训，安全方面主要培训了《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分）》、《国家电网公司电力安全工作规程（热力机械部分）》、《发电企业安全监督工作手册》（中国华电集团公司）、《一个规定两个办法》（乌江公司）、《二十五项反事故措施（国家电网公司）》、《乌江公司无违章创建管理办法》、《索风营发电厂无违章典型事例》等。技术方面主要培训了《索风营发电厂检修规程》、《索风营发电厂运行规程》及相关设备技术资料。经过安全及技术培训，职工的安全生产意识及专业技术能力有了明显提高，职工对检修工作的流程熟练掌握，全面了解检修工作中的安全措施，知晓检修工作中存在的危险点。
2 、统计检修工作项目
2008 年 9 月，编写小组根据设备检修预试要求及维护特点，要求各班组统计历年来的检修工作项目，重点强调检修工作的典型性、规范性、指导性。从三性出发，确定每个设备的检修项目。先由设备维修部班组提出，再由专职进行每个项目的审查，最后报编写小组长审批。以报告的形式报厂安全监察部确认后索风营发电厂检修工作项目共 63 项。根据班组性质及设备管理分类，共分成四大类：机械及辅助设备、电气一次设备、电气二次设备、工业电视及通信设备，均以 1 号设备为例共统计 64 项。
3 、分析危险因数
根据相关规程、规定及二十五项反措等资料以及电力行业事故、障碍、异常等不安全现象中暴露的问题，确定不安全因数主要是人、设备、环境三个因素。要求第一个项目编写的负责人充分学习检修流程，掌握检修关键点，仔细思考检修前、检修中、检修后各个环节存在的危险点。并重点从人、设备、环境三个方面进行分析。
（ 1 ）人员方面：要求考虑检修人员对设备的熟悉程度、人员身体状态、工作情绪、工作责任心、人员违章现象等方面；
（ 2 ）设备方面：要求考虑设备存在的不足，坠落损坏、设备搬运受损、检修设备损伤、设备伤人等因数；
（ 3 ）环境方面：要求考虑照明不足、工作环境空间不充分、人员滑倒摔伤、走错间隔等因数。
4 、编写预防控制措施
为了让每一个技术人员都能通过编写检修工作预控措施，提高自己的技术能力和安全意识，设备维修部编写小组根据专业技术人员分工，将检修项目进行分解，指定责任人，明确要求落实危险点分析的详细内容和针对措施。编写后经小组审查，不行的打回去重新进行编写。全部审查合格并达到一定质量后，提交到运行发电部由值长对每个检修工作预控措施进行，重点进行安全措施、危险点分析及预防危险点发生的措施方面进行完善。能达到工作票的要求后才算完成了本检修项目措施的编写工作。经过安监部、设备维修部、运行发电部、生产技术部四个部门共同努力，《索风营发电厂检修工作预控措施》于 2009 年 3 月形成试行版投入使用。
5 、实际检修工作应用情况
从 2008 年 9 月开始进行检修工作预控措施编写， 2009 年 3 月试行，索风营的检修工作一直进行危险点分析及措施的落实，经过近一年的实践，证明了《检修工作预控措施》对检修工作非常重要，同时也发现一些不完善的地方，于 2010 年 6 月再一次修订， 2010 年 11 月正式发布实施。
首先，检修工作开展速度明显提高。一是检修人员开工作票的速度明显加快。以前开一张工作票，因为安全措施不全、危险点分析不清楚、预防措施不当等原因重复修改，造成开票慢。经常重复两三次才能办完一张工作票。二是运行值长办票速度明显提高。至从执行《检修工作预控措施》后，填写工作票时直接找到范本。开工作票错项、漏项明显减少，修改的地方减少，工作票合格率明显提升。
其次，检修工作安全和质量得到了保证。
（ 1 ）运行人员及检修人员在落实措施时排除了技术能力不强、责任心不强造成安全措施遗漏或不到位的情况发生。
（ 2 ）从根本上消除环境因素对人员、设备产生的安全隐患，在开展工作前，与工作许可人、工作班成员一同深入生产工作现场，了解掌握现场工作环境，设备位置、设备带电情况、施工环境、照明状况、安全防范措施，并进行现场安全措施交底，结合现场与工作许可人一同组织编制施工方案，现场检查使用的安全工器具配置、布置是否合符现场开展检修工作要求。
6 、检修工作预控措施实例
1 号水轮发电机组大修预控措施：
1. 检修项目名称：
1 号水轮发电机组大修
2 ．检修前应做安全措施：
2.1 1 号水轮发电机组在停机状态；
2.2 断开 1 号水轮发电机组 021 、 211 、 0211 、 011 开关，将 0211 、 011 开关拉至检修位置；
2.3 拉开 1 水轮发电机组 2111 、 2112 、 2113 、 0213 、 0210 刀闸；
2.4 将 1 号机出口 0214 甲、 0214 乙、 0214 丙、 0214 丁 PT 及 1 号主变低压侧 0214PT 拉至检修位置；
2.5 合上 1 号水轮发电机组 21129 、 21139 、 2119 、 0219 、 02119 、 0119 、 2110 接地刀闸；
2.6 在 0211 开关下端至 1 号高厂变 01B 高压侧之间搭接壹组三相短路接地线
2.7 在 211 、 021 、 0211 、 011 开关、 2111 、 2112 、 2113 、 0213 、 0210 刀闸操作把手上悬挂 “ 禁止合闸，有人工作 ” 标示牌；
2.8 在 21139 、 21129 、 2119 、 0219 、 02119 、 2110 、 0119 接地刀闸； 0211 开关至 1 号高厂变 01B 高压侧之间接地线处悬挂 “ 已接地 ” 标示牌。
2.9 落 1 号水轮发电机组进水口快速闸门；
2.10 落 1 号水轮发电机组进水口检修闸门；
2.11 排空 1 号水轮发电机组压力钢管及蜗壳内的积水；
2.12 落 1 号水轮发电机组尾水检修闸门；
2.13 排 1 号水轮发电机组尾水管和蜗壳内积水；
2.14 退出 1 号水轮发电机组推力外循环油泵；
2.15 退出 1 号水轮发电机组技术供水供水；
2.16 退出 1 号水轮发电机组电气和机械保护；
2.17 退出 1 水轮发电机组机励磁系统；
2.18 退出 1 水轮发电机组机压油系统；
2.19 退出 1 水轮发电机组机计算机监控系统；
2.20 退出 1 水轮发电机组机顶盖排水系统。
3. 检修工作存在的危险点：
3.1 人员因素
3.1.1 对设备原理不熟悉；
3.1.2 人员身体不适；
3.1.3 工作情绪低落；
3.1.4 工作责任心不强；
3.1.5 习惯性违章。
3.2 设备因素
3.2.1 设备坠落损坏；
3.2.2 设备焊接防火；
3.2.3 设备挤压受伤；
3.2.4 重物砸伤；
3.2.5 防止触电；
3.2.6 突然来水；
3.2.6 设备固有缺陷。
3.3 环境因素
3.3.1 照明不足；
3.3.2 空间不够；
3.3.3 滑倒摔伤；
3.3.4 走错间隔；
3.2.5 检修现场受限。
4 ．预防危险发生的措施
4.1 人员因素
4.1.1 工作前开检修动员会，熟悉掌握大修工艺、流程技术；
4.1.2 合理安排技术人员搭配；
4.1.3 工作必须保持两个或两个以上人员；
4.1.4 工作前应对工作负责人或工作班成员交代具体工作内容、安全措施布置情况和现场安全注意事项。
4.2 设备因素
4.2.1 坠落损坏 : 吊装绑扎牢固，信号准确，配合良好，加装防护栏，并悬挂 “ 小心坠落 ” 标示牌；
4.2.2 设备焊接防火：办理动火工作许可手续，做好防火措施及事故预想，严格在指定的区域内动火；
4.2.3 设备挤压受伤：设备摆放整齐、有序；
4.2.4 重物砸伤：工器具、备件搬运有序，做好安全防护措施，戴好安全帽；
4.2.5 触电：搭接临时电源时，做好安全措施；
4.2.6 突然来水：落下进水口检修闸门和关闭总尾水排水阀，断开动力电源。
4.3 环境因素
4.3.1 照明不足：保证充足的照明；
4.3.2 空间不够：装坼物件摆放整齐，有序；
4.3.3 滑倒摔伤：及时清理油滑地面；
4.3.4 走错间隔：在指定的区域内工作，装设检修围栏。
三、以预控防范为先导的水力发电设备检修管理的实施效果
安全生产是电力企业各项工作的基础，是电力企业一个永恒不变的主题。特别是在当前电力形势十分严峻的情况下，安全生产确保电网稳定运行显得尤为重要。索风营面对人员少、工作量大，影响安全生产的危险点客观存在或潜伏于各个环节中， 2009 年 3 月，根据自身企业生产的特点，在检修工作预控措施规范和指导下，全面实行安全生产综合预控，并在实践中不断总结、深化和发展，取得了显著的成效。
（一）人员安全技能得到提高
索风营发电厂通过《检修工作预控措施》的培训宣传教育，来提高广大职工的安全素质，从要我安全到我要安全、我会安全的风格转变，体现在实际工作中主要有：
1 、开工前结合《检修工作预控措施》分析作业点、工作内容、人员精神状态中存在的危险因素和安全注意事项。在作业全过程中，全体工作人员严格遵守安规的规定，认真执行各项措施要求。工作结束后能总结危险因素控制措施执行中存在的问题，以便改进工作。
2 、工作票用语、安全措施、危险点预控准确、周密，工作票的执行有力，工作监督认真、仔细，从《检修工作预控措施》实施以来，历经两年多时间，索风营发电厂工作票合格率达到１００ % 。
（二）设备隐患得到有效控制和改进
索风营发电厂自 2009 年３月开始实施《检修工作预控措施》以来。加强缺陷管理处理情况监督，逐步实现设备管理模式由缺陷处理为主到以预防性定检为主的转变。设备缺陷率逐年下降，对设备的维护量降低，设备状况一直保持在健康良好状态，为延长检修周期，缩短检修时间起到了技术保证。
（三）工作环境得到进一步治理
通过预控措施的实施，三年来，生产环境得到不同程度的治理，先后治理了厂房渗漏水、工作照明得到改进、检修采用防滑垫等。
（四）常规管理与创新管理结合，保证了长周期安全生产。索风营发电厂面对人员少、工作量大，影响安全生产的危险点客观存在或潜伏于各个环节中，根据电力安全生产工作要求，强抓基础管理，同时不断推出新的管理举措，特别是应急管理；日、周、月巡检模式；典型检修工作危险点分析及预控措施。全面实行安全生产综合预控，并在实践中不断总结、深化和发展，取得了显著的成效。
截止 2011 年 9 月 30 日，索风营发电厂已连续安全生产 2235 天，累计开、停机 11618 次，完成机组大修 4 台次，机组小修 15 台次，完成各类技术改造 61 项，消除设备缺陷共计 1080 项，从人员、设备、环境三方面做到超前控制，把危险点分析透，把预防措施做到位，为电厂长周期安全生产创造了有利条件。据统计，截止 2011 年 9 月 30 日，索风营发电厂累计发电量 100.3 亿 kW.h ，创工业总产值 20.31 亿元，为企业创造了巨大的经济效益和社会效益。总之，三年来，索风营发电厂 “ 以预控防范为先导的水力发电设备检修管理 ” 应用，从人员、设备、环境三方面做到超前控制，把危险点分析透，把预防事故发生的措施作到位，为提高电厂长周期安全生产创造有利条件，从而创造可观的经济效益。
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配电网无功补偿方案比较
配电网无功补偿方案比较
摘要：无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。配电网规模巨大，负荷情况复杂，使用环境条件差，合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大，补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。本文重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案的特点，由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。
我国配电网的规模巨大，因此配电网无功补偿对降损节能，改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题，重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点。
[ 关键词 ] ：配电网 无功补偿
补偿方案 无功优化
1 配电网无功补偿方案比较
配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。
1 ）
变电站集中补偿
变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步补偿器等，主要目的是平衡输电网的无功功率，改善输电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站 10KV 母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，但这种补偿方案对 10KV 配电网的降损不起作用。
为实现变电站的电压 / 无功综合控制，通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明，投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命，增大运行维护工作量，通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大，因此变电站高压电压 / 无功控制技术仍有待进一步改善和研究。
鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数，维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用，因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量，运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下，尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。
2 ）
配电变低压补偿
配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大，通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿，总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数，实惠无功就地平衡，降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高，降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工程的投资圈套，运行维护工作量大，也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本，提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大 , 影响电容器和接触的使用寿命 ;
用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题，但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗，需要安装风扇和散热器来通风与散热，而散热器会增大装置的体积，风扇则影响装置的可靠性。低压补偿装置安装地点分散、数量大，运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题；另外，配电系统负荷情况复杂，系统可能存在谐波、三相不平衡，以及防止出现过补偿等问题。
3 ）配电线路固定补偿
大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器没有安装低压补偿装置，造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担，大量的无功沿线传输使得配电网损居高难下，这种情况下可考虑配电线路无功补偿，线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站，因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此，线路补偿的补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要是提供线路和公用变压器需要的无功，工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量，线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿，因此存在适合能力差，重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。
4 ）
用电设备随机补偿
在 10KV 以下电网的无功消耗总量中，变压器消耗占 30% 左右，低压用电设备消耗占 65% 以上。由此可见，在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明，低压设备无功补偿的经济效果最佳，综合性能最强，是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备，故对于油田推油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机，应该实施就地无功补偿，即随机补偿。与前三种补偿方式相比，随机补偿更能体现以下优点：
a) 线损率可减少 20% ；
b) 线损率可减少改善电压质量，减小电压损失，进而改善用电设备启动和运行条件；
c) 释放系统能量，提高线路供电能力。
由于随机补偿的投资大，确定补偿容量需要进行计算，以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因，目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此，对随机补偿需加强宣传力度，增强节能意识，同时应针对不同用电设备的特点和需要，开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。
根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论，我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表 1 所示。
表 1 四种无功补偿方法的特点比较
补偿方式
变电站集中补偿
配电变低压补偿
配电线路固定补偿
用电设备随机补偿
补偿对象
变电站无功需求
配电变无功需求
配电线路无功基荷
用电设备无功需求
降损范围
主变压器及输电网
配电变及输配电网
配电线路及输电网
整个输配电系统网
调压效果
较好
较好
较好
最好
单位投资
较大
较大
较小
较大
设备利用率
较高
较高
很高
较低
维护方便性
方便
较方便
方便
不方便
『参考文献』
[1] 赵登福，司哲，杨靖等，新型变电站电压无功综合控制装置的研制 [J] ，电网技术。
[2]刘连光，林峰，姚宝琪，机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用 [J] ，电力自动化设备。
[3]张勇军，任震，廖美英等， 10kV 长线路杆上无功优化补偿 [J] ，中国电力。
[4]曹光祖，应系统地重视分散和终端无功补偿 [J] ，低压电器。
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BIM 在建筑设计中的应用与实践
BIM 在建筑设计中的应用与实践
摘要通过对 BIM 在建筑设计中的应用分析，以及结合自身的一些实践，指出 BIM 在建筑设计行业的应用前景，并总结了设计人员在 BIM 实践过程中所学到的经验。
关键词 BIM 应用 建筑设计 经验
BIM 的概念
所谓 BIM ，英文全称为 Building Information Modeling ，是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息等。实际上， BIM 就是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟建筑，一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。
BIM 的应用
BIM 应用不仅仅局限于设计阶段，而是贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段：设计、施工和运营管理。 BIM 电子文件，能够在参与项目的各建筑行业企业间共享。建筑设计专业可以直接生成三维实体模型；结构专业则可取其中墙材料强度及墙上孔洞大小进行计算；设备专业可以据此进行建筑能量分析、声学分析、光学分析等；施工单位则可取其墙上混凝土类型、配筋等信息进行水泥等材料的备料及下料；开发商则可取其中的造价、门窗类型、工程量等信息进行工程造价总预算、产品定货等；而物业单位也可以用之进行可视化物业管理。 BIM 在整个建筑行业从上游到下游的各个企业间不断完善，从而实现项目全生命周期的信息化管理，最大化地实现 BIM 的意义。
在传统设计中，各个专业的设计协调过程是相对复杂的过程，存在识图理解及重建过程，缺乏真实立体空间的直观性，对于复杂空间来说，各专业间所带来的冲突在二维图纸上很难反映出来，协调设计耗费了大量时间。 BIM 设计平台使三维设计协同成为可能，工作方式由传统的抽象二维图形过渡到具体的三维空间，对应目前的审核体制，二维图形只是三维模型的副产品，可轻松的从模型中得到，而模型的联动性对于设计修改来说极其便捷。 BIM 使建筑、结构、给排水、暖通、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，各专业设计自己的模型，其它专业不需要等待提资，就可以立刻看到其他人的修改，并能直观的看到设计中的问题，及时沟通解决，从而在真正意义上实现三维集成协同设计。
BIM 在概念设计中的应用
BIM 可从概念设计开始，全程参与设计整个过程，直观的体量模型对于推敲建筑与城市环境的关系尤为重要，同时可用于性能分析以得出合适的建筑方案。基于 BIM 技术的高度可视化、协同性和参数化的特性，建筑师在概念设计阶段可实现在设计思路上的快速精确表达的同时实现与各领域工程师无障碍信息交流与传递，从而实现了设计初期的质量、信息管理的可视化和协同化。在业主要求或设计思路改变时，基于参数化操作可快速实现设计成果的更改，从而大大提高了方案阶段的设计进度。 BIM 在概念设计中的应用主要体现在空间形式思考、饰面装饰及材料运用、室内装饰色彩选择等方面。
BIM 在方案设计中的应用
方案设计阶段应用 BIM 技术进行设计方案必选的主要目的是选出最佳的设计方案，为初步设计阶段提供对应的设计方案模型。基于 BIM 技术的方案设计是利用 BIM 软件，通过制作或局部调整的方式，形成多个备选的建筑设计方案模型，进行必选，使建筑项目方案的沟通、讨论、决策在可视化的三维场景下进行，实现项目设计方案决策的直观和高效。
BIM 系列软件具有强大的建模、渲染和动画技术，通过 BIM 可以将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得业主等非专业人员对项目功能性的判断更为明确、高效，决策更为准确。同时基于 BIM 技术和虚拟现实技术对真实建筑及环境进行模拟，并且可出具高度仿真的效果图，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰 “ 虚拟 ” 的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，知道满意为止。这样就使设计者各设计意图能够更加直观、真实、详尽地展现出来，既能为建筑的投资方提供直观的感受也能为后面的施工提供很好的依据。
BIM 在初步设计中的应用
初步设计阶段是介于方案设计阶段和施工图设计阶段之间的过程，是对方案设计进行细化的阶段。在本阶段，推敲完善建筑模型，并配合结构、设备建模进行核查设计。应用 BIM 软件构建建筑模型，对平面、立面、剖面进行一致性检查，将修正后的模型进行剖切，生成平面、立面、剖面，形成初步设计阶段的建筑、结构、设备模型和初步设计二维图。初步设计阶段 BIM 应用主要包括结构分析、性能分析和工程算量。
BIM 在施工图设计中的应用
施工图设计是建筑项目设计的重要阶段，是项目设计和施工的桥梁。本阶段主要通过施工图纸，表达建筑项目的设计意图和设计成果，并作为项目现场施工制作的依据。
施工图上设计阶段的 BIM 应用是各专业模型构建并进行优化设计的复杂过程。各专业信息模型包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业。在此基础上，根据专业设计、施工等知识框架体系，进行节点大样设计、碰撞检查、三维管线综合等基本应用，完成对施工图设计的多次优化。针对某些会影响净高要求的重点部位，进行具体分析，优化机电系统空间走向排布和净空高度。施工图设计阶段 BIM 应用主要包括各协同设计与碰撞检查、结构分析、工程量计算、节点大样深化、三维渲染图出具等。
BIM 在设计中的实践
在推广 BIM 过程中，设计单位时常会遇到这样的矛盾：在该项目组团队中仅有少数建筑师掌握 BIM ，且工作经验丰富的建筑师在掌握新的软件和完成从二维到三维的思维方式转换方面很困难，而年轻建筑师工程经验又不足。经过探索实践我们认识到， BIM 的工作方式将改变传统项目管理的设计人员构成和推进模式。在初期搭建模型的过程中，由一批年轻建筑师（甚至是绘图员）一起工作，他们的脑海中尚没有施工图的图纸概念，其工作是虚拟建造一个三维的全信息模型。而资深建筑师则负责检查已建成的模型，指导修改并亲自绘制其中较复杂的部分，如对某些详图进行二维深化，解决特殊部位的构造难题等。这样的分工协作提高了效率，团队得以快速绘制大量图纸并保证图纸之间的一致性，把建筑师从重复绘图和大量校对中解放出来，并可以方便地体验自己的设计成果，并不断改进，同时 Revit 的运用还帮助年轻建筑师以直观的方式了解建筑设计。
在设计大型综合项目时，不仅在信息管理与统一上存在难度，同时也使 BIM 对硬件和网络方面要求甚高，即使项目组全部采用现在最快的 PC 机，在项目后期模型量达到顶峰时，电脑的运算能力仍处于临界状态。我们采用的应对措施是以中心文件和工作集的方式来组织设计，主服务器上存有中心文件，并根据功能分成多个工作集，单机上打开的是模型副本文件，建筑师定期将自己负责修改的内容上传到中心文件，同时同步下载其他成员修改的内容，保证了所有人的信息一致。
施工图设计一般历时 3 个月完成，建筑专业全部图纸由 Revit 完成，一致性非常好，图面表达方式，制图标准统一控制。 BIM 作为一种新工具在使用初期并不能直接提高绘图效率，甚至会降低效率，但是图纸质量会得到提升。针对大型项目复杂的管线综合，我们将设备专业图纸建造成三维模型，并应用 NavisWorks 软件进行了管线碰撞检查，将设备专业的管线碰撞问题解决在施工之前。利用虚拟建造的方式，不仅提高了传统人工管线综合中的工作效率，而且避免了可能出现的疏漏所引起的施工现场拆装调整。
BIM 在设计实践中的经验分享
相对于目前被房地产开发商压缩至不合理的设计周期， BIM 会要求正常的设计周期。用与传统方式相同的时间， BIM 会越做越快、更详细、高度一致性。 BIM 节约未来的时间，相比传统二维方式， BIM 在设计初期进展会相对较慢，但随着时间的推移，速度会越来越快。
BIM 改变了传统的分工模式，不再以图纸张数计算工作量。基于对模型剖切的出图方式，参加项目人数可以将至 70% 。成员结构的变化：年轻建筑师逐渐成为团队主力。 BIM 直观的方式是对年轻建筑师最好的培训，他们能够随时检验自己的工作，加深对建筑空间、建筑构造的理解。有经验的建筑师只需掌握 BIM 软件的基础部分，他们的工程经验和控制能力将在 BIM 团队中发挥重大作用。
对于培训和投资回报率，经过多次尝试，我们认为最有效的培训方式是实战。经过 2~3 个项目之后，团队的 BIM 技术能力会得到显著提升，每个小的成功都将成为进一步提升的驱动因素。在培训初期，培训外包也是选择之一，这种方式可以将培训成本清晰化，即培训费 + 培训期间员工工资。根据美国研究机构的一份报告，设计企业投资 BIM 转型的第一年的投资回报率在 61% ，这个数字有些过于乐观，根据我们的经验以及国内的行业特性，企业转型 BIM 在最初的两年应做好持续投入的准备。能否达到首年的盈利，重点在于转型 BIM 后生产效率提升的程度，软硬件、培训投入的成本对回报率的影响不大。
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