降低400V生活专用盘故障次数

◆电气继保班QC小组/文



降低400V生活专用盘故障次数

◆电气继保班QC小组/文

一、选择课题，确定目标

上海电力股份有限公司吴泾热电厂400V生活专用盘负担着厂区、生活区用电。自2013年以来其故障次数明显增多，导致一些用电设备无法使用，不仅影响厂内用电率，还影响职工的生活问题。现在民生问题就是大问题，电气继保班QC小组就将“降低400V生活专用盘故障次数”作为本次QC活动的课题。

部门根据厂部相关细则提出：生活盘故障次数应小于6次/月。2013年下半年其故障次数为12次/月。根据厂部相关细则提出的要求，小组将目标设定为：将400V生活专用盘故障次数降低至6次/月。

二、目标可行性分析

小组成员对2013年下半年生活专用盘故障进行了分类统计，从排列图（见图1）中可见，电压低故障共53次，占总故障次数的73.6%，是引起生活专用盘故障的A类因素。

根据本次QC活动的目标值：平均每月故障次数≤6次，小组设将A类因素降低到原来的X%，则目标值应满足方程：［72-53×（1-X%）］ /12≤6，解得X%≤32.07%

如果能将电压低引起的故障次数降低到原来的32%以内，就能完成本次QC活动的目标。

同时，小组调查了前两年以及2013年下半年同类设备故障情况，故障次数均符合部门要求。通过纵向和横向的分析，本次QC活动的目标是完全合理可行的。

三、分析原因，确认要因

要因确认一：6kV电压低。GB/ T12325-2008《电能质量 供电电压偏差》中明确规定20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。小组成员从SIS系统中调查6kV公用段电压情况，分别采样了100组电压数据，制作成直方图。数据显示，分布中心与公差中心基本重合，分布范围在公差范围中间并有一定余量，且在受控状态，不是要因。

要因确认二：变压器分接头选择不合适。辅建变A、B型号相同，其高压分接头共有5档。6kV公用段电压在6100至6500V。理论上，将分接头置6300/400V档位，其输出电压最接近400V。辅建变在运行中，无法现场查看分接头，但是通过检修记录证明分接头均在6300/400V档位，变压器分接头选择选择合适。所以不是要因。

图1　400V生活专用盘故障情况排列图

要因确认三：变压器损耗大，变压器损耗包括空载损耗和负载损耗，相关《技术参数和要求》中对损耗有明确的规定，小组查阅了辅建变参数，其空载与负载损耗均小于国家标准。不是要因。

图2　电压低故障分析系统图

要因确认四：电缆材质电阻率大，《电缆设计规范》中规定，电缆材质可选用铜或铝，通过小组成员现场调查，选用的铜芯电缆与设计规范要求一致，非要因。

要因确认五：电缆线径小，小组成员对电缆线径进行了调查，其截面积为120mm2，符合设计规范要求，非要因。

要因确认六：电缆线路较长，电缆越长，压降损耗越大。小组调查辅建变负荷电缆长度后发现，生活专用盘电缆最长。根据标准，小组成员计算出400V电缆压降不应高于28V。但实际统计数据显示，有2个月的电缆压降超出了28V。根据电缆线路损耗公式，当其它因素不变时，损耗与电缆长度成正比，电缆较长会引起电缆线路损耗过大，所以是要因。

要因确认七：三相负荷严重不平衡，《400V开关二次回路检修文件包》规定负荷不平衡电流不得超过最大相电流的10%。小组成员抽样调查了生活专用盘不平衡电流，均小于10%，非要因。

要因确认八：超负荷运行。小组成员们查阅整定书的负荷电流整定值，然后，又对生活专用盘负荷电流进行了调查。生活专用盘C的负荷电流已超过整定计算时的取值。然后小组成员们验证了末端因素与“电缆线路损耗大”关系，根据损耗公式，当其它因素不变时，超负荷运行引起的负荷电流增大，会导致电缆线路损耗大。所以是要因。

四、制定对策

通过验证，小组成员们找到了导致400V生活专用盘电压低的两个主要因素：电缆线路较长、超负荷运行。接着，小组针对这两个要因制定对策。

首先，针对要因“电缆线路较长”，小组成员集思广益，运用亲和图法提出了解决这一问题的四个方案。

方案一：改变生活专用盘一次接线，重新设计接线，尽可能缩短400V供电电缆，以降低线路压降。

方案二：更换生活专用盘供电电缆，由截面积120mm2更换为150mm2的电缆，减小了电缆电阻，也就降低了线路压降。

方案三：将辅建变分接头调至6000/400V档位，适当减小辅建变的变比，其输出电压相应提高。但是在变压器分接头调整后，对于近端负荷，单相供电电压接近250V，超出用电设备额定电压。方案不可行，排除方案三。

方案四：加装动态无功补偿装置，该装置可根据实时工况对无功功率进行动态补偿，以此来提高电压。

针对可行的三个方案，小组成员们从如下5方面进行了综合分析（见表1）。

根据方案的综合分析，方案一评分最高。于是，小组成员们将方案一：“改变生活专用盘一次接线”选定为最佳对策。

确定了最优方案后，小组制定了对策表（见表2）。

五、对策实施

实施一 改变生活专用盘一次接线，小组成员们重新设计了接线，就地安装了新的辅建变C，电源由6kV8/9A段引出。用新的生活专用盘代替原生活专用盘A、B、C。2014年6月，小组成员对生活专用盘进行了现场改造。

表1　要因一“电缆线路较长”因果矩阵分析

表2　对策表

2014年12月31日，小组成员调查了2014下半年生活专用盘供电电缆压降情况，结果显示实施一完成后，压降远小于28V的计算标准。实施一目标完成。

实施二 调整开关及保护配置，原生活专用盘负荷电流共计530A，小组成员们选用了合适的设备，然后依据保护配置原进行了整定计算，并进行了现场调试。

2014年12月31日，小组成员调查了2014下半年生活专用盘负荷电流。实施二完成后，生活专用盘负荷电流与额定值相匹配。实施二目标完成。

六、效果检查

2015年1月5日小组成员对400V生活专用盘故障情况再次进行了调查。对策实施后，共发生了25次故障，其中A类故障发生了2次。生活专用盘故障次数降低为4.2次/月，低于目标值6次/月。目标完成。

另外，本次QC活动成本总计1万元，生活专用盘一次接线改变后，去除了3根400V动力电缆，2014年下半年已节约电能损耗100.3MWh，减少厂用电费4.81万元。确保了职工工作及生活用电，保障了机组安全、经济、稳定性。

然后，小组制定了巩固措施。针对对策实施一“改变生活专用盘一次接线”，小组成员们编写了技术报告，为今后同类设备改造提供参考依据。针对对策实施二“调整开关及保护配置”，小组成员们修改了继保监督工作规范，将考虑负荷电流变动情况列入400V设备定值核对要求中，完善继保监督工作。

2015年1月21日，小组成员们按照《继保监督工作规范》的要求，对生活专用盘及部分400V设备保护定值进行了整定核算。巩固期内，生活专用盘实际负荷电流与整定值相匹配。而金工专用盘实际负荷电流已超出整定值，小组成员们根据实际负荷电流进行了整定计算，重出整定书。

在本次QC活动中，小组成员群策群力，解决了实际工作中的问题，并总结了每个阶段的优缺点。通过本次QC活动，小组成员们有效地降低了400V生活专用盘故障次数，降低了电能损耗，减少了厂用电费的支出，保障了机组的安全、经济、稳定运行。“降低400V生活专用盘故障次数”项目获得了2015年上海市QC小组发表赛特等奖。

（作者单位：上海电力股份有限公司吴泾热电厂）