试议变电站综合自动化改造过程管理问题

李继东 2012-05-10

【论文摘要】2005-2010年全国各地开始大规模的建设电站和电网，投入的人力、物力达到历史之最。同时网架结构得到加强，规模不断扩大，驾驭大电网能力不断提高。在电网建设方面，为了提高电网的输送能力与可靠性，除了新变电站的建设，对老变电站也投入相应的资金进行综合自动化改造。虽然投入的资金比建新站少得多，但变电站综合自动化改造的质量直接影响日后的电网安全，同时也为日后变电站集控管理提供了有力的技术保障。在以往的改造过程中，没有人真正去研究工程的控制过程，人们只是按照口头命令去施工，管理人员也是只拿个笔记本，工程的人员分配、物资供应、各个活动的过程控制等等一切都在脑子里。这种凭记忆施工，常常造成一小部分人干活，大部分人无事做的局面，因此急需规范施工过程的管理。在改造过程中为了追求工期，认为工期短、一次送电成功就是好工程。往往在工程竣工后需要追加投资，还需要进行大量的查疑补漏工作，维护难度大，在经过实际运行后，部分变电站综合自动化系统功能还不能充分发挥出来，存在问题较多，缺陷率很高，不能实现真正的无人值班。通过本文的研究，针对变电站改造工程过程管理的问题，提出一套具有较高参考价值的过程管理方案，对于保证项目工期，降低项目施工成本，提高工程质量和管理水平具有重要意义。可以供同类项目参考借鉴。

【论文关键词】变电站改造；排序；历时估算

工程项目过程管理主要着眼于项目目标的实现，即成本、质量、进度和项目过程的控制，目前的项目过程管理注重数据分析过程和量化管理，以达到预控目的，使得工程项目过程管理处于一种可控状态。在国外各种案例的分析与应用中，都是以一些大型的工程和典型的施工过程为研究对象，项目管理的过程控制也是应用在大型电站建设的项目中。

1.国内外变电站改造过程管理的现状

项目过程控制理论在国内的综合自动化改造过程中的应用也有不少，但过程控制理论与方法在改造过程中还没有形成一个可供人们参考的范本，也就是没有经过系统分析与研究。在国内的一些期刊（如：电力系统及其自动化电工技术等）上也有不少论文，江震勐在 2007年3 月《电世界》中的《变电站自动化改造》一文中提到自动化改造方案和一些二次回路的改进措施，如二次回路的事故音响改为在后台设置延时等技术问题，在 2006.18《电力系统及其自动化》工程应用中的“变电站自动化改造”一文中提到的是在改造中遇到的问题，如生产厂家设备技术标准、不同厂家的接口问题、设备抗干扰和通讯规约等问题，《在电工技术》2007/2 期 “高频开关电源系统工程实践”中讲述的是站内直流系统这一部分接线方式与组件配置及功能的实现，其讨论的主要是改造方案、改造过程中的技术问题，很少涉及改造的过程控制的详细内容。本文的目的就是要规范自动化改造过程，为改造过程管理提供一个有科学依据的过程控制作业指导书，项目管理者可以依照其进行科学、有序的工作。

在我国，项目管理已成为一门多维度、多层次的综合性交叉学科，项目管理范畴发展为全寿命管理，已广泛应用于各个领域。管理理论与方法不断有新突破，在理论上已形成复杂性系统（高度不确定性、多目标、多维变量）的决策和各种资源配置与控制运行等理论；在方法上，与计算机结合形成项目管理系统（PIMS）、项目管理决策支持系统等。

在变电站综合自动化改造过程管理中，从项目开始一直到结束，人们侧重研究技术层面的理论和方法，比如通讯规约、技术改造方案、不同厂家的接口等问题。从管理层面考虑较少，在过程管理中，能偶尔的应用项目管理方法，能对项目过程的进度进行历时估计，工程进度表就是甘特图的一例应用，对工程的各方面协调与配合研究较少，没有一套有效的方法能对其进行有效的管理，常常是工作中遇到问题，才开始梳理工作中的不足，没有充分考虑工作中的不确定因素，导致工期延长、工程质量不高。总之，我国变电站自动化改造过程管理的研究现状还处于很少应用项目管理理论和方法的阶段。

项目过程管理理论在我国经历了这几年的快速发展，在国民经济的很多领域得到了很好的应用。在不同领域、不同行业应用情况也不尽相同，要发挥项目管理过程管理理论的作用，必须要研究应用领域的运作过程和特点，这样项目过程管理理论才会在实践中不断发展和完善，才能转化为经济和社会效益。因此，本文首先对国内外项目过程管理与现状进行研究，通过大量实际项目调查和近年参加的多个项目现状分析，深入研究变电站过程管理中存在的问题，最后运用项目管理的方法与理论，设计变电站改造项目过程管理指导书，并根据变电站改造项目过程管理指导书要求进行项目控制和实施。

2.变电站自动化改造项目的过程管理含义及原则

2.1 项目过程管理的含义

项目过程的概念是现代组织管理最基本的概念之一，在ISO9000:2000《质量体系基础和术语》中，将过程定义为：“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。”过程的任务在于将输入转化为输出，转化的条件是资源，通常包括人力、设备设施、物料和环境等资源。组织应当对过程进行策划，建立过程绩效测量指标和过程控制方法，并持续改进和创新。

2.2 变电站的改造过程管理中普遍存在的问题

2.2.1 缺乏工作计划和控制

改造过程中很少有科学的控制方案，只有一个非常粗略的工作顺序表，经常导致加班，但有时又没事做的场景。一般情况下，大家都能够做到把工作内容想清楚并安排相关人员落实。但只做到这些是不够的，还要做到为实现目标而进行必要的技术准备；组织人员拟定完成目标的工作方案；制定工作进度、成本、质量标准、资源配置等工作计划。做好计划工作能保证项目的顺利实施、避免浪费、降低成本、加快进度，起到以最小的代价缩短项目运作周期。

2.2.2 工作协调方面出现问题

由于各种原因，在改造过程中，各个活动配合不协调，经常有部分人等待、部分人在加班，不能有效的解决活动间、人与人之间、部门与部门之间、下级与上级之间、专业人员与应用人员之间、领导与被领导之间、项目经理与组员之间配合的问题，经常会出现一些茅盾或误解，造成项目质量的降低和进度的拖延。项目经理需要从项目一开始就保持各方面密切的沟通。所有问题都可以通过沟通的方式得以解决。

2.2.3 缺乏对工作过程的监控和结果的考核

由于项目的实施基本上都是以具体的工作负责人为主，项目的计划、时间安排、进度的控制往往不由项目经理决定，所以项目经理处于被动位置，造成项目经理对项目进程了解不多，对预期的结果缺乏直观的认识，只能听信具体的工作负责人汇报，对过程中问题隐患不能及时发现和处理，因此对项目过程的监控和考核很不利。

2.3 项目过程管理实施的原则

（1）以人为核心人是质量的创造者，工程质量过程管理必须“以人为核心”，把人作为管理的动力，调动人的积极性、创造性；增强人的责任感，树立“质量第一”的观念，提高人的素质，避免人的失误；以人的工作质量保证工序质量、促进工程质量。

（2）以预防为主“以预防为主”，就是要从对工程质量的事后检查把关，转向对工程质量的事前控制、事中控制；对产品的质量检查，转向对工作质量的检查、对工序质量的检查、对中间产品的质量检查，这是确保工程质量的有效措施。

2.4 建立变电站改造的过程作业指导书的必要性

针对上述普遍存在的问题，必须规范变电站改造的过程管理，应用项目过程管理理论编制变电站改造的过程管理作业指导书，可有效改善过程管理中存在的问题，提高劳动效率，能有计划的对工程中的人力资源、时间、和各个工序实施有效的管理和控制。

3.通辽市河西220KV变电站自动化改造项目概述及其作业指导书设计

3.1 通辽市河西220KV变电站改造项目概述

河西220kv变电站自动化设备是于1999年7月份投入运行，采用的是东方电子的DF1331系统，能够实现遥测量、遥信量的采集与转发功能。设备运行近十一年，且设备功能已经不适合变电站的发展和系统建设智能电网的要求。

3.2 河西220kv变电站自动化改造项目工作分解

河西220kv变电站工作可以分为10个部分，每个部分都是承前启后，不可或缺。第一部分是厂家联调，监控设备在工厂生产出来送至调试车间进行组屏加电调试，对各个屏上的测控设备进行组网，加入模拟量，进行遥信、遥控传动。待所有厂验功能进行测试完毕后，进行设备组屏包装，运往施工现场；第二部分是准备阶段，首先是确认新设备到站日期，进行施工方案和安全措施编写、审批。协调改造期间人员安排、后勤资金安排、确认甲供材料是否到达现场，进行临时雇工人员的安全合同签订、对运至现场的设备进行拆包装、核对设备数量、获取安装调试资料；第三部分是调试阶段，对调试厂与厂第一次通讯的设备、调试其它设备、提出问题并解决问题、调试完毕编写调试报告，注明可否开始安装；第四部分是安装调试部分，进行准备工作、查看工程物资到位情况、核对工程人员是否到位。核对现场保护盘的布局，在核对现场保护盘的布局时还要考虑1）核对主控室内每一面保护屏内的每根线的作用及每根电缆的走向；2）将改造时可用的电缆做好标记，并核对其上面的电缆芯长度是否合适；3）核对室外端子箱内的电缆走向，并将可用电缆做好标记，尤其是交、直流混用的电缆，在 2000 年前的变电站当中，有很多诸如此类的电缆。第五部分是办理相关手续，包括编制改造方案，制定工作计划和停电计划、得到上级主管部门的批准、向变电站值班人员办理工作许可手续。第六部分是安装，包括以下部分1）打开电缆通道（全站改造的变电站建议将电缆沟全部打开，为日后安装可快速进行创造便利条件；2）敷设电缆；3）提出停电申请并得到许可4）拆除旧设备；5）安装新设备。第七部分是调试，对新设备进行调试，并交付使用，办理工作结束手续。第八部分是验收送电部分，依次进行得到安装调试人员完工答复；所有设备外观检查均无异常；进行逐项试验，在进行逐项实验的时候，要首先得到安装调试人员完工答复；继而对所有设备外观检查均无异常；进行逐项试验；尤其对交、直流、信号回路绝缘测试，符合要求，并核实开关、刀闸远方/就地操作动作正确，其中最重要保护装置带断路器传动，检查控制回路的完好性。同时保证保护装置同监控系统得通讯畅通、正确；检查信号回路同保护装置、监控系统一致、信号动作、命名正；必须在现场进行升大电流试验，检查电流回路的完好性、验收合格、最后要安装人员交付调试报告。第九部分是合闸送电，作为变电站改造成功的标志就是送电成功，送电成功代表整个回路正常，一、二次设备没有问题。在送电前，需要安装调试人员与值班人员一起检查一次设备和二次回路带电后情况，并确认良好。第十部分收尾部分，工程结束后，需要整理旧设备、工作现场，并与与值班人员交接所有资料，还需要将施工图交回设计单位已备初竣工图，最后，撤离改造工作现场。

3.3 项目活动的排序设计原则

项目活动的排序是至关重要的一项工作，如能排列出科学合理的活动排序，那就为以后改造工程的控制和优化打下坚实的基础。项目过程管理应用于改造工程时，不能完全照搬项目过程管理理论，还需根据工程自身的特点进行排序。具体应用时有如下原则和注意事项：

（1）坚持根据最佳实践来确定活动间的软性逻辑关系

（2）进行排序前要熟悉工作流程，更要具有项目管理知识，排序工作要有工程技术人员和项目管理人员的共同参加和协商后方可定稿。

（3）活动排序方法有很多，在工程中要使用符合人们习惯的方式方法，如箭线图法符合人们的习惯，应用起来方便、易于被人们理解。

3.4 变电站改造项目活动历时估算

说明：该设计参考改造变电站规模为220KV为双母线，6条 220KV线路；66KV为双母线，14条线路；两台主变，一台站用变，4台电压互感器。保护装置全部为微机型保护。在自动化改造中历时估计的活动清单就是WBS的分解结果，约束条件是安装和调试人员的技术水平、人员数量的限制等。所拥有的资源尤其是技术人员水平和数量，可以满足工作的需要。在估算时充分考虑完工的最乐观时间、最保守时间和最可能时间，对于每一种活动：

都采用三种估算值、乐观时间、悲观时间和最可能的时间、每种活动的时间则取决于加权值，加权值为：

我们把关键路上的工序的始节点依次记为 1，2，…，n。由此可计算出项目完工时间的概率，或有一定概率值的项目完工时间。

下面分析变电站改造过程的安装调试过程。安装调试过程由前期准备、安装设备、调试等工序（或称活动）组成。各项工序需按规定的顺序，花费一定的时间去完成。所有工序完成后，安装调试工程告以结束。

并计算出最可能完工的概率，下面的时间是通过收集每个活动历史信息（历史信息是通过近两年的变电站改造数据得来的），采用专家评定和类比估算的方法，最终得出各个活动的历时估计。

（1）在厂家联调阶段，具备调试的情况下，调试时间可按下面计算：

220KV 线路保护装置：8小时/套6套共48小时

主变保护装置：8小时/套2套共16小时

66KV 线路保护装置：2小时/套14套共28小时

PT 并列装置：1.5小时/套 2 套共 3小时

小电流接地、消谐装置：3小时/套1套共3小时

这个时间已包括厂家处理问题时间，这是2个人在调试时边调试边处理问题所用的时间，共用时间86.5小时。

（2）安装调试阶段，具备安装调试的情况下，时间可按 323.0小时计算。