減少4號機LCU與勵磁裝置通訊故障的誤報警次數國網XX水電有限公司XX江水力發電廠青英QC小組背景介紹我廠機組現地LCU與勵磁裝置的通訊是機組正常穩定安全運行的重要保障，最近機組現地LCU裝置與勵磁裝置通訊會出現故障報警并瞬時復歸現象，并伴有語音報警，這樣不僅嚴重干擾了運行人員的正常監盤，而且有可能會妨礙設備故障的應急處理。機組LCU通過以太網、串口通信服務器與微機勵磁、微機保護、多功能電度表等裝置進行通信，并將電壓互感器斷線故障，起勵失敗，起勵動作，欠勵，過勵，強勵，同步相序故障，脈沖計數錯誤，脈沖故障等通訊量傳送機組LCU。一、小組簡介青英QC小組自成立以來，根據人員分工和專業特點，積極開展課題活動，解決了工作中的多個技術難題，是一個創新能力強、富有鉆研精神的青年團隊。表SEQ圖表\*ARABIC1小組簡介小組名稱青英QC小組課題名稱減少4號機LCU與勵磁裝置通訊故障的誤報警次數小組人數3活動起止日期XX.7－XX.10小組成員序號姓名性別廠內職務QC職務1XX男值班員課題負責人2XX男技術員組員3XX男值長組員制表人：XX制表時間：XX年10月二、選題理由根據XX電網調度對廠、站運行人員的要求，在一次設備發生故障時，應在故障后5分鐘內向網調調度員匯報?，F場通過對二次設備的檢查，應在故障后15分鐘內向網調調度員匯報。機組LCU與勵磁裝置通訊故障會造成電壓互感器斷線故障，起勵失敗，起勵動作，欠勵，過勵，強勵，同步相序故障，脈沖計數錯誤，脈沖故障，電壓閉環控制方式，電流閉環控制方式，定角度控制方式等通過通訊接口傳輸的信息量無法到達機組LCU，造成操作員站無法正常監視勵磁裝置。當相關設備發生故障時，運行人員無法獲取全部故障信息，嚴重干擾了運行人員對事故進行正確及時地處理。圖1選題理由制圖人：XX制圖時間：XX年10月通過對4號機2-7月份總報警信息的查閱，如圖1，我們發現2-7月份4號機LCU與勵磁裝置通訊故障共發生36次，故障短時間內均自動復歸，不利于維護人員對故障原因的分析和查找。為解決上述問題，小組決定將減少4號機LCU與勵磁裝置通訊故障的報警次數作為本次QC活動課題。三、現狀調查小組對全廠6臺機組的報警信息進行篩查，如圖2。圖21-6號機LCU與勵磁裝置通訊故障次數統計圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月由圖2可得，4號機組LCU與勵磁裝置通訊故障次數遠遠高于其它機組。四、目標設定由圖2可得，1、2、3、5、6號機組LCU與勵磁裝置通訊故障的月平均次數為0.96次。小組成員經討論后決定，將目標值設定為1次，即單月時間內減少4號機LCU與勵磁裝置通訊故障的報警次數至1次及以下。圖3活動目標柱狀圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月五、原因分析圖4輸送信息流示意圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月小組通過查閱相關圖紙和技術說明書，深究設備功能和原理，繪制出圖4輸送信息流示意圖，將涉及機組LCU與勵磁裝置間通訊的設備細分為5方面，分別是CPU模塊、通訊板、串口通訊電纜、8串口通訊板和LCU模塊。通過調查我廠5年內相關設備的消缺記錄，得到圖5消缺記錄統計圖。圖5消缺記錄統計圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月六、要因確認圖6故障分析圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月對消缺記錄數據進行深度分析，小組得到由于串口通訊電纜、8串口通訊板和LCU模板故障造成通訊故障占85.71%，根據二八法則，小組決定將上述三個設備故障作為要因，繼續從選型、安裝、運維和檢修四方面進行要因聚焦。七、要因聚焦表2要因聚焦表LCU模塊8串口通訊模板串口通訊電纜選型RS-232通訊口為8接口每組，抗干擾差通訊電纜為多股軟銅線，抗干擾差安裝電纜橋架位于壓變室上方，強磁場干擾運維通訊模塊內部運行程序走死，造成模塊死機小修清掃整理時誤碰端子造成松動檢修LCU模塊程序修改時誤改通訊參數制表人：XX制圖時間：XX年10月八、要因確認小組對六個末端因素展開要因確認，為此制定了要因確認計劃表，如下表3：表3要因確認表序號末端因素確認方法確認內容標準負責人時間1誤改模塊通訊參數現場查驗是否發生誤改通訊參數事件不存在由于LCU模塊程序修改時誤改通訊參數造成的故障XXXX年10月2誤碰端子造成松動現場查驗檢查是否發生小修清掃整理時誤碰端子造成松動的情況不存在由于小修清掃整理時誤碰端子造成松動的情況XXXX年10月3模塊程序走死造成死機現場查驗是否存在通訊模塊內部運行程序走死，造成模塊死機的情況LCU通訊模塊應穩定可靠，不會出現死機等故障XXXX年10月4強磁場干擾現場查驗設備所在環境是否有強干擾信號現場環境無強干擾信號XXXX年10月5RS-232通訊口抗干擾差查閱資料通訊接口對干擾信號的抵抗能力強弱通訊接口滿足良好的抗干擾性能XXXX年10月6通訊電纜丟失率大試驗分析傳輸通道所用電纜造成數據丟失的情況嚴重通訊信號線應有良好的屏蔽層以過濾干擾信號XXXX年10月制表人：XX制圖時間：XX年10月要因確認一要因方法標準誤改模塊通訊參數現場查驗不存在由于LCU模塊程序修改時誤改通訊參數造成的故障確認過程檢修現場工作時嚴格按照作業指導書執行，在工作前嚴格執行危險點分析與預控，同時LCU工作時危險點分析預控卡中明確有監護操作、禁止誤改模塊通訊參數的項目。另一方面，檢修工作結束后、工作票收回前會由工作負責人再次檢查。XXXX年10月非要因責任人完成時間結論要因確認二要因方法標準誤碰端子造成松動現場查驗不存在由于小修清掃整理時誤碰端子造成松動的情況確認過程現場查驗情況：故障發生時，立即聯系檢修人員，現場檢查，未發現端子松動情況。XXXX年10月非要因責任人完成時間結論要因確認三要因方法標準模塊程序走死造成死機現場查驗LCU通訊模塊應穩定可靠，不會出現死機等故障確認過程通過上位機歷史記錄及現場模塊觀察，LCU通訊模塊運行穩定，極少出現單模塊死機現象。XXXX年10月非要因責任人完成時間結論要因確認四要因方法標準強磁場干擾試驗分析強磁場對通訊存在干擾確認過程試驗名稱兩端報文試驗試驗步驟選用相匹配的收發機兩臺，通訊電纜一根及其它相關設備。在220kV開關站內、生活區以及4號機現場萬成通訊電纜連接設備，進行兩端收發報文試驗。檢查報文并進行相關記錄。4、收集數據進行分析。數據分析圖7報文試驗數據統計圖通過對報文數據進行匯總，我們得到相應的數據趨勢，在磁場強弱不同的環境下，報文數據丟失率基本一致。試驗結果在磁場強弱不同的環境下，報文數據丟失率基本一致。XXXX年10月非要因責任人完成時間結論要因確認五要因方法標準RS-232通訊口抗干擾差查閱資料通訊接口滿足良好的抗干擾性能確認過程小組通過查閱相關核心期刊和技術說明書，得到大量有用資料，下圖為論文《標準串行接口RS-232C、RS-423A、RS-422A的聯系與區別》部分截屏圖。圖8論文介紹RS-232下列四點不足之處：(1)接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片。(2)傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps;因此在51CPLD開發板中，綜合程序波特率只能采用19200。(3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。(4)傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。XXXX年10月要因責任人完成時間結論要因確認六要因方法標準通訊電纜丟失率大試驗分析產品技標：通訊報文丟失率不得高于2%確認過程試驗名稱針對通訊電纜的報文試驗試驗步驟選用相匹配的收發機兩臺，5m、15m、20m的通訊電纜各一根及其它相關設備。在220kV開關站內、生活區以及4號機現場分別使用不同長度的通訊電纜連接設備，進行兩端收發報文試驗。檢查報文并進行相關記錄。4、收集數據進行分析。數據分析圖9報文試驗數據統計圖注：(K)代表220kV開關站、（S）代表生活區、（X）代表4號機現場通過對報文數據進行匯總，我們得到相應的數據趨勢，采用相同長度的通訊電纜在不同地點進行試驗，報文丟失率基本相同，但在同一地點采用不同長度的通訊電纜進行試驗，隨著通訊電纜長度的增加，報文丟失率逐漸增大，所以通訊電纜的干擾信號的屏蔽在線路很短時效果較好，但是距離較長時作用不大。試驗結果通訊電纜距離較長時，通訊電纜數據丟失率大，超過標準XXXX年10月要因責任人完成時間結論經過要因確認，我們得出通訊接口抗干擾RS-232通訊口抗干擾差能力差、通訊電纜抗干擾差是造成勵磁通訊故障刷屏的主要因素。下圖為采用RS-232通訊接口的設備實物。同時小組對4號機勵磁裝置與機組LCU通訊電纜走線進行摸索，確認通訊電纜走線完善。下面小組將根據確定的要因進行對策制定。圖10RS-232通訊接口九、制定對策小組成員對兩個要因進行分析并尋找對策，我們從“通訊接口抗干擾能力差”和“傳輸通道抗干擾能力差”這兩個方面制定相應的對策，如下表：表4對策表序號要因對策目標措施地點時間負責人1RS-232通訊口抗干擾差將接口標準從RS-232改為RS-485加強通訊接口抗干擾性能在原通訊口加裝RS-232/RS-485的轉接器廠房21高程XX年10月XX2通訊電纜抗干擾差采用光纖代替原來的通訊電纜傳輸通道不受外界電信號干擾敷設4號機LCU柜與勵磁柜之間的光纖制作光纖接頭使用RS-485/光纖轉換器將光信號轉化為電信號廠房21高程，廠房18高程XX年10月XXXX制表人：XX制圖時間：XX年10月對策實施一小組成員將轉換口接在4號機通訊板接口處，使得接口標準從RS-232變成RS-485。RS-232電氣接口電路RS-232電氣接口電路RS-485電氣接口電路圖11RS-232/RS-485轉接口實物對策實施二敷設4號機LCU與勵磁盤柜之間光纖通道，并制作光纖接頭；使用RS-485/光纖轉換器將光信號轉化為電信號。圖12小組成員現場制作光纖接頭圖13RS-485/光纖轉換器實物圖圖14實施后通訊接口實物圖十、效果檢查通過實施這兩項措施，小組對實施后10月8日至11月8日期間勵磁通訊故障信息進行統計，發現在此期間4號機LCU與勵磁裝置通訊故障共出現1次，故障的發生頻率大幅減小，以實施后30日時間計算已達到目標值。下一步小組將持續跟蹤，對實施效果進行進一步檢查。圖15效果檢查圖制圖人：XX制圖時間：XX年10月十一、預期效益評價和鞏固措施安全效益成果的實施減少了運行人員監盤的難度和時間，同時大大降低了現場缺陷率，減少安全隱患，保障了機組安全、穩定、經濟運行。其他效益成果的實施使得運行人員對設備運行狀況的判斷更準確，無形中也減小了工作難度。小組成員在個人技術能力、處理缺陷能力、團隊精神及自信心等方面得到提高，為以后工作打下了堅定基礎。鞏固措施鞏固措施一在此次成果基礎上，將4號機勵磁通訊改造施工原理圖、現場接線圖等部分做了相應修改并整理歸檔，作為以后各機組改造的參考。鞏固措施二將本次QC活動資料進行整理成冊，作為班組技術