水电公司-减少4号机LCU与励磁装置的通讯故障次数成果汇报书19

减少4号机LCU与励磁装置通讯故障的误报警次数国网XX水电有限公司XX江水力发电厂青英QC小组背景介绍我厂机组现地LCU与励磁装置的通讯是机组正常稳定安全运行的重要保障，最近机组现地LCU装置与励磁装置通讯会出现故障报警并瞬时复归现象，并伴有语音报警，这样不仅严重干扰了运行人员的正常监盘，而且有可能会妨碍设备故障的应急处理。机组LCU通过以太网、串口通信服务器与微机励磁、微机保护、多功能电度表等装置进行通信，并将电压互感器断线故障，起励失败，起励动作，欠励，过励，强励，同步相序故障，脉冲计数错误，脉冲故障等通讯量传送机组LCU。一、小组简介青英QC小组自成立以来，根据人员分工和专业特点，积极开展课题活动，解决了工作中的多个技术难题，是一个创新能力强、富有钻研精神的青年团队。表SEQ图表\*ARABIC1小组简介小组名称青英QC小组课题名称减少4号机LCU与励磁装置通讯故障的误报警次数小组人数3活动起止日期XX.7－XX.10小组成员序号姓名性别厂内职务QC职务1XX男值班员课题负责人2XX男技术员组员3XX男值长组员制表人：XX制表时间：XX年10月二、选题理由根据XX电网调度对厂、站运行人员的要求，在一次设备发生故障时，应在故障后5分钟内向网调调度员汇报。现场通过对二次设备的检查，应在故障后15分钟内向网调调度员汇报。机组LCU与励磁装置通讯故障会造成电压互感器断线故障，起励失败，起励动作，欠励，过励，强励，同步相序故障，脉冲计数错误，脉冲故障，电压闭环控制方式，电流闭环控制方式，定角度控制方式等通过通讯接口传输的信息量无法到达机组LCU，造成操作员站无法正常监视励磁装置。当相关设备发生故障时，运行人员无法获取全部故障信息，严重干扰了运行人员对事故进行正确及时地处理。图1选题理由制图人：XX制图时间：XX年10月通过对4号机2-7月份总报警信息的查阅，如图1，我们发现2-7月份4号机LCU与励磁装置通讯故障共发生36次，故障短时间内均自动复归，不利于维护人员对故障原因的分析和查找。为解决上述问题，小组决定将减少4号机LCU与励磁装置通讯故障的报警次数作为本次QC活动课题。三、现状调查小组对全厂6台机组的报警信息进行筛查，如图2。图21-6号机LCU与励磁装置通讯故障次数统计图制图人：XX制图时间：XX年10月由图2可得，4号机组LCU与励磁装置通讯故障次数远远高于其它机组。四、目标设定由图2可得，1、2、3、5、6号机组LCU与励磁装置通讯故障的月平均次数为0.96次。小组成员经讨论后决定，将目标值设定为1次，即单月时间内减少4号机LCU与励磁装置通讯故障的报警次数至1次及以下。图3活动目标柱状图制图人：XX制图时间：XX年10月五、原因分析图4输送信息流示意图制图人：XX制图时间：XX年10月小组通过查阅相关图纸和技术说明书，深究设备功能和原理，绘制出图4输送信息流示意图，将涉及机组LCU与励磁装置间通讯的设备细分为5方面，分别是CPU模块、通讯板、串口通讯电缆、8串口通讯板和LCU模块。通过调查我厂5年内相关设备的消缺记录，得到图5消缺记录统计图。图5消缺记录统计图制图人：XX制图时间：XX年10月六、要因确认图6故障分析图制图人：XX制图时间：XX年10月对消缺记录数据进行深度分析，小组得到由于串口通讯电缆、8串口通讯板和LCU模板故障造成通讯故障占85.71%，根据二八法则，小组决定将上述三个设备故障作为要因，继续从选型、安装、运维和检修四方面进行要因聚焦。七、要因聚焦表2要因聚焦表LCU模块8串口通讯模板串口通讯电缆选型RS-232通讯口为8接口每组，抗干扰差通讯电缆为多股软铜线，抗干扰差安装电缆桥架位于压变室上方，强磁场干扰运维通讯模块内部运行程序走死，造成模块死机小修清扫整理时误碰端子造成松动检修LCU模块程序修改时误改通讯参数制表人：XX制图时间：XX年10月八、要因确认小组对六个末端因素展开要因确认，为此制定了要因确认计划表，如下表3：表3要因确认表序号末端因素确认方法确认内容标准负责人时间1误改模块通讯参数现场查验是否发生误改通讯参数事件不存在由于LCU模块程序修改时误改通讯参数造成的故障XXXX年10月2误碰端子造成松动现场查验检查是否发生小修清扫整理时误碰端子造成松动的情况不存在由于小修清扫整理时误碰端子造成松动的情况XXXX年10月3模块程序走死造成死机现场查验是否存在通讯模块内部运行程序走死，造成模块死机的情况LCU通讯模块应稳定可靠，不会出现死机等故障XXXX年10月4强磁场干扰现场查验设备所在环境是否有强干扰信号现场环境无强干扰信号XXXX年10月5RS-232通讯口抗干扰差查阅资料通讯接口对干扰信号的抵抗能力强弱通讯接口满足良好的抗干扰性能XXXX年10月6通讯电缆丢失率大试验分析传输通道所用电缆造成数据丢失的情况严重通讯信号线应有良好的屏蔽层以过滤干扰信号XXXX年10月制表人：XX制图时间：XX年10月要因确认一要因方法标准误改模块通讯参数现场查验不存在由于LCU模块程序修改时误改通讯参数造成的故障确认过程检修现场工作时严格按照作业指导书执行，在工作前严格执行危险点分析与预控，同时LCU工作时危险点分析预控卡中明确有监护操作、禁止误改模块通讯参数的项目。另一方面，检修工作结束后、工作票收回前会由工作负责人再次检查。XXXX年10月非要因责任人完成时间结论要因确认二要因方法标准误碰端子造成松动现场查验不存在由于小修清扫整理时误碰端子造成松动的情况确认过程现场查验情况：故障发生时，立即联系检修人员，现场检查，未发现端子松动情况。XXXX年10月非要因责任人完成时间结论要因确认三要因方法标准模块程序走死造成死机现场查验LCU通讯模块应稳定可靠，不会出现死机等故障确认过程通过上位机历史记录及现场模块观察，LCU通讯模块运行稳定，极少出现单模块死机现象。XXXX年10月非要因责任人完成时间结论要因确认四要因方法标准强磁场干扰试验分析强磁场对通讯存在干扰确认过程试验名称两端报文试验试验步骤选用相匹配的收发机两台，通讯电缆一根及其它相关设备。在220kV开关站内、生活区以及4号机现场万成通讯电缆连接设备，进行两端收发报文试验。检查报文并进行相关记录。4、收集数据进行分析。数据分析图7报文试验数据统计图通过对报文数据进行汇总，我们得到相应的数据趋势，在磁场强弱不同的环境下，报文数据丢失率基本一致。试验结果在磁场强弱不同的环境下，报文数据丢失率基本一致。XXXX年10月非要因责任人完成时间结论要因确认五要因方法标准RS-232通讯口抗干扰差查阅资料通讯接口满足良好的抗干扰性能确认过程小组通过查阅相关核心期刊和技术说明书，得到大量有用资料，下图为论文《标准串行接口RS-232C、RS-423A、RS-422A的联系与区别》部分截屏图。图8论文介绍RS-232下列四点不足之处：(1)接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。(2)传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps;因此在51CPLD开发板中，综合程序波特率只能采用19200。(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。(4)传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。XXXX年10月要因责任人完成时间结论要因确认六要因方法标准通讯电缆丢失率大试验分析产品技标：通讯报文丢失率不得高于2%确认过程试验名称针对通讯电缆的报文试验试验步骤选用相匹配的收发机两台，5m、15m、20m的通讯电缆各一根及其它相关设备。在220kV开关站内、生活区以及4号机现场分别使用不同长度的通讯电缆连接设备，进行两端收发报文试验。检查报文并进行相关记录。4、收集数据进行分析。数据分析图9报文试验数据统计图注：(K)代表220kV开关站、（S）代表生活区、（X）代表4号机现场通过对报文数据进行汇总，我们得到相应的数据趋势，采用相同长度的通讯电缆在不同地点进行试验，报文丢失率基本相同，但在同一地点采用不同长度的通讯电缆进行试验，随着通讯电缆长度的增加，报文丢失率逐渐增大，所以通讯电缆的干扰信号的屏蔽在线路很短时效果较好，但是距离较长时作用不大。试验结果通讯电缆距离较长时，通讯电缆数据丢失率大，超过标准XXXX年10月要因责任人完成时间结论经过要因确认，我们得出通讯接口抗干扰RS-232通讯口抗干扰差能力差、通讯电缆抗干扰差是造成励磁通讯故障刷屏的主要因素。下图为采用RS-232通讯接口的设备实物。同时小组对4号机励磁装置与机组LCU通讯电缆走线进行摸索，确认通讯电缆走线完善。下面小组将根据确定的要因进行对策制定。图10RS-232通讯接口九、制定对策小组成员对两个要因进行分析并寻找对策，我们从“通讯接口抗干扰能力差”和“传输通道抗干扰能力差”这两个方面制定相应的对策，如下表：表4对策表序号要因对策目标措施地点时间负责人1RS-232通讯口抗干扰差将接口标准从RS-232改为RS-485加强通讯接口抗干扰性能在原通讯口加装RS-232/RS-485的转接器厂房21高程XX年10月XX2通讯电缆抗干扰差采用光纤代替原来的通讯电缆传输通道不受外界电信号干扰敷设4号机LCU柜与励磁柜之间的光纤制作光纤接头使用RS-485/光纤转换器将光信号转化为电信号厂房21高程，厂房18高程XX年10月XXXX制表人：XX制图时间：XX年10月对策实施一小组成员将转换口接在4号机通讯板接口处，使得接口标准从RS-232变成RS-485。RS-232电气接口电路RS-232电气接口电路RS-485电气接口电路图11RS-232/RS-485转接口实物对策实施二敷设4号机LCU与励磁盘柜之间光纤通道，并制作光纤接头；使用RS-485/光纤转换器将光信号转化为电信号。图12小组成员现场制作光纤接头图13RS-485/光纤转换器实物图图14实施后通讯接口实物图十、效果检查通过实施这两项措施，小组对实施后10月8日至11月8日期间励磁通讯故障信息进行统计，发现在此期间4号机LCU与励磁装置通讯故障共出现1次，故障的发生频率大幅减小，以实施后30日时间计算已达到目标值。下一步小组将持续跟踪，对实施效果进行进一步检查。图15效果检查图制图人：XX制图时间：XX年10月十一、预期效益评价和巩固措施安全效益成果的实施减少了运行人员监盘的难度和时间，同时大大降低了现场缺陷率，减少安全隐患，保障了机组安全、稳定、经济运行。其他效益成果的实施使得运行人员对设备运行状况的判断更准确，无形中也减小了工作难度。小组成员在个人技术能力、处理缺陷能力、团队精神及自信心等方面得到提高，为以后工作打下了坚定基础。巩固措施巩固措施一在此次成果基础上，将4号机励磁通讯改造施工原理图、现场接线图等部分做了相应修改并整理归档，作为以后各机组改造的参考。巩固措施二将本次QC活动资料进行整理成册，作为班组技术