降低400V生活專用盤(pán)故障次數(shù)

◆電氣繼保班QC小組/文

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降低400V生活專用盤(pán)故障次數(shù)

◆電氣繼保班QC小組/文

一、選擇課題，確定目標(biāo)

上海電力股份有限公司吳涇熱電廠400V生活專用盤(pán)負(fù)擔(dān)著廠區(qū)、生活區(qū)用電。自2013年以來(lái)其故障次數(shù)明顯增多，導(dǎo)致一些用電設(shè)備無(wú)法使用，不僅影響廠內(nèi)用電率，還影響職工的生活問(wèn)題?，F(xiàn)在民生問(wèn)題就是大問(wèn)題，電氣繼保班QC小組就將“降低400V生活專用盤(pán)故障次數(shù)”作為本次QC活動(dòng)的課題。

部門(mén)根據(jù)廠部相關(guān)細(xì)則提出：生活盤(pán)故障次數(shù)應(yīng)小于6次/月。2013年下半年其故障次數(shù)為12次/月。根據(jù)廠部相關(guān)細(xì)則提出的要求，小組將目標(biāo)設(shè)定為：將400V生活專用盤(pán)故障次數(shù)降低至6次/月。

二、目標(biāo)可行性分析

小組成員對(duì)2013年下半年生活專用盤(pán)故障進(jìn)行了分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，從排列圖（見(jiàn)圖1）中可見(jiàn)，電壓低故障共53次，占總故障次數(shù)的73.6%，是引起生活專用盤(pán)故障的A類(lèi)因素。

根據(jù)本次QC活動(dòng)的目標(biāo)值：平均每月故障次數(shù)≤6次，小組設(shè)將A類(lèi)因素降低到原來(lái)的X%，則目標(biāo)值應(yīng)滿足方程：［72-53×（1-X%）］ /12≤6，解得X%≤32.07%

如果能將電壓低引起的故障次數(shù)降低到原來(lái)的32%以內(nèi)，就能完成本次QC活動(dòng)的目標(biāo)。

同時(shí)，小組調(diào)查了前兩年以及2013年下半年同類(lèi)設(shè)備故障情況，故障次數(shù)均符合部門(mén)要求。通過(guò)縱向和橫向的分析，本次QC活動(dòng)的目標(biāo)是完全合理可行的。

三、分析原因，確認(rèn)要因

要因確認(rèn)一：6kV電壓低。GB/ T12325-2008《電能質(zhì)量 供電電壓偏差》中明確規(guī)定20kV及以下三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的±7%。小組成員從SIS系統(tǒng)中調(diào)查6kV公用段電壓情況，分別采樣了100組電壓數(shù)據(jù)，制作成直方圖。數(shù)據(jù)顯示，分布中心與公差中心基本重合，分布范圍在公差范圍中間并有一定余量，且在受控狀態(tài)，不是要因。

要因確認(rèn)二：變壓器分接頭選擇不合適。輔建變A、B型號(hào)相同，其高壓分接頭共有5檔。6kV公用段電壓在6100至6500V。理論上，將分接頭置6300/400V檔位，其輸出電壓最接近400V。輔建變?cè)谶\(yùn)行中，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)查看分接頭，但是通過(guò)檢修記錄證明分接頭均在6300/400V檔位，變壓器分接頭選擇選擇合適。所以不是要因。

圖1　400V生活專用盤(pán)故障情況排列圖

要因確認(rèn)三：變壓器損耗大，變壓器損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗，相關(guān)《技術(shù)參數(shù)和要求》中對(duì)損耗有明確的規(guī)定，小組查閱了輔建變參數(shù)，其空載與負(fù)載損耗均小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。不是要因。

圖2　電壓低故障分析系統(tǒng)圖

要因確認(rèn)四：電纜材質(zhì)電阻率大，《電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，電纜材質(zhì)可選用銅或鋁，通過(guò)小組成員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，選用的銅芯電纜與設(shè)計(jì)規(guī)范要求一致，非要因。

要因確認(rèn)五：電纜線徑小，小組成員對(duì)電纜線徑進(jìn)行了調(diào)查，其截面積為120mm2，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，非要因。

要因確認(rèn)六：電纜線路較長(zhǎng)，電纜越長(zhǎng)，壓降損耗越大。小組調(diào)查輔建變負(fù)荷電纜長(zhǎng)度后發(fā)現(xiàn)，生活專用盤(pán)電纜最長(zhǎng)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，小組成員計(jì)算出400V電纜壓降不應(yīng)高于28V。但實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，有2個(gè)月的電纜壓降超出了28V。根據(jù)電纜線路損耗公式，當(dāng)其它因素不變時(shí)，損耗與電纜長(zhǎng)度成正比，電纜較長(zhǎng)會(huì)引起電纜線路損耗過(guò)大，所以是要因。

要因確認(rèn)七：三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡，《400V開(kāi)關(guān)二次回路檢修文件包》規(guī)定負(fù)荷不平衡電流不得超過(guò)最大相電流的10%。小組成員抽樣調(diào)查了生活專用盤(pán)不平衡電流，均小于10%，非要因。

要因確認(rèn)八：超負(fù)荷運(yùn)行。小組成員們查閱整定書(shū)的負(fù)荷電流整定值，然后，又對(duì)生活專用盤(pán)負(fù)荷電流進(jìn)行了調(diào)查。生活專用盤(pán)C的負(fù)荷電流已超過(guò)整定計(jì)算時(shí)的取值。然后小組成員們驗(yàn)證了末端因素與“電纜線路損耗大”關(guān)系，根據(jù)損耗公式，當(dāng)其它因素不變時(shí)，超負(fù)荷運(yùn)行引起的負(fù)荷電流增大，會(huì)導(dǎo)致電纜線路損耗大。所以是要因。

四、制定對(duì)策

通過(guò)驗(yàn)證，小組成員們找到了導(dǎo)致400V生活專用盤(pán)電壓低的兩個(gè)主要因素：電纜線路較長(zhǎng)、超負(fù)荷運(yùn)行。接著，小組針對(duì)這兩個(gè)要因制定對(duì)策。

首先，針對(duì)要因“電纜線路較長(zhǎng)”，小組成員集思廣益，運(yùn)用親和圖法提出了解決這一問(wèn)題的四個(gè)方案。

方案一：改變生活專用盤(pán)一次接線，重新設(shè)計(jì)接線，盡可能縮短400V供電電纜，以降低線路壓降。

方案二：更換生活專用盤(pán)供電電纜，由截面積120mm2更換為150mm2的電纜，減小了電纜電阻，也就降低了線路壓降。

方案三：將輔建變分接頭調(diào)至6000/400V檔位，適當(dāng)減小輔建變的變比，其輸出電壓相應(yīng)提高。但是在變壓器分接頭調(diào)整后，對(duì)于近端負(fù)荷，單相供電電壓接近250V，超出用電設(shè)備額定電壓。方案不可行，排除方案三。

方案四：加裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，該裝置可根據(jù)實(shí)時(shí)工況對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，以此來(lái)提高電壓。

針對(duì)可行的三個(gè)方案，小組成員們從如下5方面進(jìn)行了綜合分析（見(jiàn)表1）。

根據(jù)方案的綜合分析，方案一評(píng)分最高。于是，小組成員們將方案一：“改變生活專用盤(pán)一次接線”選定為最佳對(duì)策。

確定了最優(yōu)方案后，小組制定了對(duì)策表（見(jiàn)表2）。

五、對(duì)策實(shí)施

實(shí)施一 改變生活專用盤(pán)一次接線，小組成員們重新設(shè)計(jì)了接線，就地安裝了新的輔建變C，電源由6kV8/9A段引出。用新的生活專用盤(pán)代替原生活專用盤(pán)A、B、C。2014年6月，小組成員對(duì)生活專用盤(pán)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)改造。

表1　要因一“電纜線路較長(zhǎng)”因果矩陣分析

表2　對(duì)策表

2014年12月31日，小組成員調(diào)查了2014下半年生活專用盤(pán)供電電纜壓降情況，結(jié)果顯示實(shí)施一完成后，壓降遠(yuǎn)小于28V的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施一目標(biāo)完成。

實(shí)施二 調(diào)整開(kāi)關(guān)及保護(hù)配置，原生活專用盤(pán)負(fù)荷電流共計(jì)530A，小組成員們選用了合適的設(shè)備，然后依據(jù)保護(hù)配置原進(jìn)行了整定計(jì)算，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

2014年12月31日，小組成員調(diào)查了2014下半年生活專用盤(pán)負(fù)荷電流。實(shí)施二完成后，生活專用盤(pán)負(fù)荷電流與額定值相匹配。實(shí)施二目標(biāo)完成。

六、效果檢查

2015年1月5日小組成員對(duì)400V生活專用盤(pán)故障情況再次進(jìn)行了調(diào)查。對(duì)策實(shí)施后，共發(fā)生了25次故障，其中A類(lèi)故障發(fā)生了2次。生活專用盤(pán)故障次數(shù)降低為4.2次/月，低于目標(biāo)值6次/月。目標(biāo)完成。

另外，本次QC活動(dòng)成本總計(jì)1萬(wàn)元，生活專用盤(pán)一次接線改變后，去除了3根400V動(dòng)力電纜，2014年下半年已節(jié)約電能損耗100.3MWh，減少?gòu)S用電費(fèi)4.81萬(wàn)元。確保了職工工作及生活用電，保障了機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性。

然后，小組制定了鞏固措施。針對(duì)對(duì)策實(shí)施一“改變生活專用盤(pán)一次接線”，小組成員們編寫(xiě)了技術(shù)報(bào)告，為今后同類(lèi)設(shè)備改造提供參考依據(jù)。針對(duì)對(duì)策實(shí)施二“調(diào)整開(kāi)關(guān)及保護(hù)配置”，小組成員們修改了繼保監(jiān)督工作規(guī)范，將考慮負(fù)荷電流變動(dòng)情況列入400V設(shè)備定值核對(duì)要求中，完善繼保監(jiān)督工作。

2015年1月21日，小組成員們按照《繼保監(jiān)督工作規(guī)范》的要求，對(duì)生活專用盤(pán)及部分400V設(shè)備保護(hù)定值進(jìn)行了整定核算。鞏固期內(nèi)，生活專用盤(pán)實(shí)際負(fù)荷電流與整定值相匹配。而金工專用盤(pán)實(shí)際負(fù)荷電流已超出整定值，小組成員們根據(jù)實(shí)際負(fù)荷電流進(jìn)行了整定計(jì)算，重出整定書(shū)。

在本次QC活動(dòng)中，小組成員群策群力，解決了實(shí)際工作中的問(wèn)題，并總結(jié)了每個(gè)階段的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)本次QC活動(dòng)，小組成員們有效地降低了400V生活專用盤(pán)故障次數(shù)，降低了電能損耗，減少了廠用電費(fèi)的支出，保障了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行?！敖档?00V生活專用盤(pán)故障次數(shù)”項(xiàng)目獲得了2015年上海市QC小組發(fā)表賽特等獎(jiǎng)。

（作者單位：上海電力股份有限公司吳涇熱電廠）