【改进缺陷分析手段,降低设备（装置）故障几率】

2019年度**公司系统QC小组成果评审材料 改进缺陷分析手段 降低设备（装置）故障几率 国网**市**区供电公司 二次检修班QC小组 2019年11月 目录 一、小组概况 3 二、选题理由 5 三、制定目标 6 四、原因分析 7 五、确定主要原因 10 六、制定对策 11 七、对策实施 17 八、效果检查 20 九、制定改进巩固措施 21 十、总结 22 一、小组概况 二次检修班QC小组成立于2018年10月。**供电公司输变电运检中心二次检修班共承担全区所辖范围内110千伏及以下变电站74座（110千伏站58座、35千伏站16座）二次系统及自动化监控系统的检修、缺陷处理和调度数据网厂站端等运行维护工作。

运维检修和缺陷处理工作是我们主要工作。班组在日常工作之余，致力于对遇到的各种缺陷进行统计分析，降低设备（装置）的故障率。围绕如何有效降低设备（装置）的故障率，班组展开了一系列的PDCA活动。

表1-1：小组概况表 小组名称 二次系统检修班 成立时间 2018年10月 课题名称 改进缺陷分析手段 降低设备（装置）故障几率 注册时间 2019年4月 活动计划时间 2019年1月～2019年10月 表1-2：小组成员表 小  组  成  员 姓名 性别 年龄 职称/技能等级 学历 组内分工 庞小明 男 44 工程师 专科 策划管理 刘钢 男 43 工程师 大学本科 策划管理 宋易平 男 42 助理工程师 大学本科 策划管理 邓开泰 男 54 助理工程师 大学本科 记录整理 吴晓东 男 50 助理工程师 大学本科 数据分析 陆妍 女 45 助理工程师 大学本科 数据分析 金莎莎 女 36 工程师 大学本科 资料整理 续表1-2 朱晨露 女 35 工程师 大学本科 资料整理 蒋明红 女 37 工程师 大学本科 资料整理 郭丽颖 女 27 助理工程师 大学本科 分析实施 王轶昕 男 23 大学本科 分析实施 二、选题理由 开关及保护装置是我们工作中检修维护的重点设备，为提高重点设备的运行可靠性。经过小组成员的讨论研究，我们决定将研究的重点选定为保护（监控）装置“控制回路断线”告警合与开关分合闸故障。因为，这类缺陷严重情况下可能会造成保护误动或拒动，会对系统的稳定运行造成巨大影响。我们希望通过分析出此两种故障的主要发生原因，并针对性地预防故障发生，进一步提高系统稳定性。

小组成员查阅了2011年5月至2018年10月（包含完整5-6年的一个检修周期）的运维检修和消缺记录，针对发现保护或监控装置“控制回路断线”告警与开关分合闸故障，进行了数据统计和原因分析。统计出此类故障共发生75起，我们以此75此故障为切入点，希望找出降低此类故障发生几率方法。

三、 制定目标 小组成员查阅了2011年5月至2018年10月（包含完整5-6年的一个检修周期）的运维检修和消缺记录。针对发现保护或监控装置“控制回路断线”告警与开关分合闸故障，进行了数据统计。

统计出此类故障共发生75起，时长约为7年半，得出平均每年发生10起左右类似故障。

我们希望通过统计分析故障原因，找出导致保护或监控装置“控制回路断线”告警与开关分合闸故障的要因，并针对性地加以预防。

小组经过讨论研究决定，将此类故障的年发生次数降低40%，由平均年故障发生次数10次左右，降低到5到6次。

四、原因分析 我们发现导致此类故障的主要原因如下：监控及保护装置故障引起的共21起；
其它二次设备引起的共27起；
二次回路异常引起的共4起；
开关内部故障引起的共23起（见图4-1）。因开关内部故障不属于小组的专业范畴，故暂不做分析。

图4-1 对以上问题的具体原因分析如下：
1、监控及保护装置故障引起。（图4-2） (1) 保护装置操作板损坏（7起） (2) 保护装置电源板损坏或致跳空开（3起） (3) 保护装置CPU板损坏（3起） (4) 监控及保护装置通讯中断或死机（3起） (5) 智能终端故障或纤芯问题（2起） (6) 监控及保护装置误发信或开关位置不对应（2起） (7) 保护装置插件接触不良（1起） 图4-2 2、其它二次设备引起。（图4-3） (1) 控制开关故障（15起） (2) 辅助元器件（光控继电器等）老化、性能差跳空开（5起） (3) 手车运行、试验位置行程开关问题（2起） (4) 接入分合闸回路的行程开关或其它辅助接点接触不良（2起） (5) 航空插头针脚接触不良（2起） (6) 瓦斯继电器故障（1起） 图4-3 3、二次回路异常引起。

(1) 保护屏、测控屏、GIS柜或开关柜回路接线松动或接触不良(3起) (2) 保护装置背板引出线插头接触不良(1起) 4、开关内部故障引起。（暂不研究） (1) 分合闸线圈及储能电机坏(6起) (2) 开关及储能辅助接点坏或未到位(5起) (3) 回路接线松动或接触不良(3起) (4) 辅助元器件（整流板、合闸闭锁线圈）坏(6起) (5) 机械部分故障（3起） 五、确定主要原因 由于设备型号众多、故障原因繁杂，通过数据分析（图5-1），我们从中找出了三项占比最高的故障原因：
（1） 控制开关故障，共发生15起，占比28.8%。

（2） 保护装置操作板故障，共发生7起，占比13.5%。

（3） 辅助元器件（光控继电器等）老化、性能差跳空开，共发生5起，占比9.6%。

图5-1 这三类故障直接影响开关分合闸，且故障多发、相似度高、占比较大。所以我们确定此三项为主要原因。

六、制定对策 图6-1 图6-2分合闸转换开关 1、控制开关故障 图6-3 图6-4 远近控转换开关 截止到2018年，**地区74个变电站10KV/35KV/110KV开关共2306台，用于开关控制回路的各类分合闸转换开关/远近控转换开关/分合闸远近控一体化转换开关共4578个（某些型号的保测一体装置自带远近控及分合闸转换开关不计）。

控制开关都装设于重要设备回路中，其工作可靠性直接影响到开关的正常分合闸。统计发现，我们所用转换开关的品种有三十多种，GIS汇控柜、SF6开关机构及保测一体装置自带远近控及分合闸转换开关质量普遍较好，未发生过异常现象。

图6-5 图6-6 故障转换开关 安装于保护屏、测控屏、开关柜、电容器调节组开关等等设备回路中的转换开关均有故障发生，导致“控制回路断线”告警、开关分合闸故障。所发生的15次故障，涉及12个变电站，覆盖了8种型号的转换开关。主要表现有：
（1）锁芯损坏转不动 （2）开关钥匙无法插拔 （3）接点粘连或不闭合 （4）转轴卡涩 从年份上来看，转换开关一般使用10-12年开始出现故障。而其中涉及某品种型号的分合闸转换开关/远近控转换开关/分合闸远近控一体化转换开关故障就多达6次,占比40%，使用8-10年便开始出现各种异常，明显质量较差。

具体对策：
我们必须在第二个校验周期内（12年）及时更换掉所涉品种型号的转换开关，并且配合日常工作更换投入使用时间超过13年的转换开关。排除统计期间已技改和差异化改造的所涉品种型号控制开关的变电站，共剩4个变电站，80个控制开关需更换。

2、 保护装置操作板故障 图6-7 保护装置操作板 定校和消缺过程中共发现7次故障，涉及6个变电站。涉及装置型号共有4种：A型号3次、B型号2次、C型号1次、D型号1次。发生故障的保护装置操作板不属于5-6年校验周期的修理更换范围。

图6-8 保护装置操作板 主要异常表现为：
（1）保护装置重合闸不启动，TWJ异常告警 （2）监控、后台或保护屏无法分合闸 （3）护装置防跳功能不正常 （4）开关一合即分 （5）保护装置充电后重合闸不动作 具体对策：
根据反措要求，班组之前已经更换了A型操作板4块。

因此，我们小组本次QC活动重点需要排查和更换B型装置操作板。

3、 辅助元器件（光控继电器）老化、性能差跳空开 图6-9图6-10 光控继电器 统计发现，用于开关保护信号回路的光控继电器目前只有一个品种，涉及58条线路，70余个光控继电器。此前，反措要求通过短接外置光耦的保护功能弱电输出端子（即将光耦对应的过流保护功能输出端子与+24V公共端直接短接的方法），保留其它非保护功能的光耦开出/开入功能。故许多光控继电器仍在使用。

统计期间内，曾发生故障5次。经小组成员调查发现，光控继电器使用10年左右开始出现老化、性能差跳空开现象，明显质量一般。

具体对策：
我们必须在第二个校验周期内（12年），及时更换掉所涉品种型号且使用时间较长的光控继电器。除已消缺更换的5条线路外，其余53条线路的光控继电器需要一一检查、更换。

其它辅助措施：
(1) 结合图纸初设审查、设备出厂验收等，规避此类有明显质量缺陷的批次设备入站。

(2) 完善班组建设管理系统设备台帐、建立二次设备缺陷管理库，结合手机微信群等功能，一并开展设备缺陷收集、整理、归档，便于所有班组人员查找和判断异常。

(3) 编写一款简单的、可以随时查询所有74座变电站二次设备单元名称、厂家、型号、日期，包括保护装置、测控装置、合智单元的版本号、校验码，电流互感器变比、次级，继电保护整定通知单编号、执行信息，二次图纸编号，资料流转情况、备品备件清单和各变缺陷内容等的软件。以引导缺陷判断的方向、提高缺陷查找的效率、缩短缺陷处理的时间。

七、对策实施 1、控制开关排查 小组及时更换掉所涉品种型号的转换开关，并且配合日常工作更换投入使用时间超过15年的转换开关。

图7-3图7-4 更换转换开关 图7-1故障转换开关 图7-2 使用时间超15年转换开关 涉及某品种型号转换开关的4所变电站中其中1个变电站是今年上半年的技改项目，涉29个控制开关，除去已消缺的6个，还剩23个，均已完成更换。其余3个变电站，51个控制开关，已于迎峰度夏前通过周期校验或结合其它工作已更换。

日常运维检修工作中，陆续更换了7个使用时间超过15年的转换开关。

2、更换B型保护装置操作板 我们小组本次QC活动重点排查和更换了B型装置操作板。而且，我们将换下的旧操作板以及其他保护装置板件（刚使用四五年的设备修理更换下来），带回后在班组测试，将电源板、液晶板的主板以及固定件等可以正常使用的部分拆下留存备用。

图7-7图7-8 测试、拆卸部件 图7-5图7-6 更换保护装置操作板 3、更换光控继电器 我们必须在第二个校验周期内（12年），及时更换掉所涉品种型号且使用时间较长的光控继电器。除已消缺更换的5条线路外，其余53条线路的光控继电器需要一一检查、更换。

图7-9 图7-10 需更换的光控继电器 八、效果检查 从2018年11月以来，通过小组成员们及时更换所涉品种型号的转换开关及光控继电器；
配合日常工作更换投入使用时间超过15年的转换开关及光控继电器；
排查和更换了保护装置操作板后，我们对截止目前每月的保护或监控装置“控制回路断线”告警与开关分合闸故障次数进行了数据统计：
月份 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 次数 0 0 1 0 0 2 0 0 0 0 0 1 表8-1 此类故障发生次数统计表 我们制定的目标为将此类故障的年发生次数降低40%，由平均年故障发生次数10次左右，降低到5到6次。

在小组进行对策实施之后，一年周期内发生此类故障共为4起。控制开关故障；
保护装置操作板故障；
光控继电老化、性能差跳空开此三类原因所导致的故障数量均为0起。

综上，已经达到预期目标。

九、制定改进巩固措施 1. 结合图纸初设审查、设备出厂验收等，规避此类有明显质量缺陷的批次设备入站。

2. 光控继电器、分合闸或远近控转换开关等附件质量差而引起故障，频率较高的，则结合停电先行更换。

3. 完善班组建设管理系统设备台帐、建立二次设备缺陷管理库，结合手机微信群等功能，一并开展设备缺陷收集、整理、归档，便于所有班组人员查找和判断异常。

4. 某些异常经现场重启后 即恢复正常。有些异常过两三月再次发生，那么原因在其它装置影响，日后还需深入研究，找寻深层原因。

5. 有些通讯中断等异常，由厂家人员程序升级后正常，可提前处理，预控发生。有些批次的板件换上后使用时间明显较短，尽量弃用。

6. 有些电源模块易故障而主板基本不坏，则多购入电源模块拼装，可节约修理费用。

7. 编写一款简单的、可以随时查询所有74座变电站二次设备单元名称、厂家、型号、日期，包括保护装置、测控装置、合智单元的版本号、校验码，电流互感器变比、次级，继电保护整定通知单编号、执行信息，二次图纸编号，资料流转情况、备品备件清单和各变缺陷内容等的软件。以引导缺陷判断的方向、提高缺陷查找的效率、缩短缺陷处理的时间。

十、总结 本次 QC 活动，我们运用 QC 工具，找到了问题的要因，并提出相应的对策，最终实现了课题目标。通过此次活动，小组成员在质量意识、问题意识、改进意识、个人能力，团队合作精神等各方面有了显著提高。我们将活动后和活动前的状态进行了比较：
项目 活动前得分：
活动后得分：
质量意识 3 5 经济意识 3 5 团队精神 4 4 解决问题的能力 2 5 QC知识 2 4 表10-1 QC活动自我评价 图10-1 QC活动能力 课题目标实现后，在 QC 活动中的创新思路使小组成员得到很多启发，未来小组将尝试对该成果进行横向或纵向挖掘，并尝试更多的使用QC方法和工具解决实际工作中的问题。