电流互感器二次回路查线器研制.pdf

-7-附件 2 QC 小组活动优秀成果申报表 推荐单位（盖章）：QC 小组名称 河北省送变电公司调试分公司保护二班 QC 小组 课题名称 电流互感器二次回路专用查线器的研制 课题类型 创新型 注册编号 专业类别 联系人 武曹军 电 话 18032198307 通讯地址 石家庄市新华路 288 号 活动指导者 张世强 QC 小组简介（200 字以内）：随着超高压、特高压电网的飞速发展，500kV、1000kV 变电站建设的不断提速，对保护调试工作的完成时间也有了更高要求，如何提高工作效率显得尤为重要。为此，我部门成立了保护二班 QC 小组，以解决保护调试中不断出新的新情况、新课题。QC 成果简介（800 字以内）：一、实施背景及目标 针对当前施工现场电流互感器二次回路接线完成后，用普通试灯查线无法判别二次绕组，为区别首尾端各抽头需将各端子拆开，因其一般需用扳手故极大浪费了时间和人力，还有高处坠落伤人、误接线造成事故等危险。为此，小组考虑能否研制一种装置，即可以不用拆线便可判别绕组各抽头的查线器。二、主要做法 设定目标并对目标进行量化分析，提出多种方案并确定最佳方案；之后，根据最佳制定对策表，相关人员根据对策表完成相应的工作配置；最后，通过三方面：目标值检查、效果对比、有形效益来确定效果。三、实施成效及总结 本次 QC 活动效果显著，达到既定目标；小组要通过制定相关标准化措施来巩固已有成果；本次活动中，小组成员团队协作、共同努力，集思广益，确实提高了电流互感器二次查线效率，同时减少了容易出错的环节，节约了人力成本。同时，小组成员增长了QC 活动的知识，加强了质量管理意识，为今后的 QC 活动积累了宝贵的经验。评 委 意 见 评委签字（省级及以上诊断师）：年 月 日 推荐单位意见：盖 章 年 月 日 -8-电流互感器二次回路专用查线器 河北省送变电公司调试分公司保护二班 QC 小组 小组名称 河北省送变电公司调试分公司保护二班 QC 小组 活动课题名称 电流互感器二次回路专用查线器的研制 注册时间 2015 年 3 月 课题类型 创新型 注册次数 6 次 出勤率 100%小组成员情况 姓名 性别 学历 职务 组内分工 芮建勋 男 本科 组长 编制方案 武曹军 男 研究生 副组长 设备制作 张世强 男 研究生 督导（指导）活动指导 付晶晶 女 研究生 组员 资料收集 杜杨 男 研究生 组员 具体实施 史松召 男 研究生 组员 具体实施 顾笑明 男 本科 组员 设备检验 王延伸 男 本科 组员 具体实施 代冰 男 本科 组员 具体实施 田玉坤 男 本科 组员 数据统计 张天际 男 本科 组员 具体实施 高笑茶 女 专科 组员 活动指导 小组获奖情况 -9-2014 年获得中国电力建设质量管理二等奖 -10-一、实施背景（一）选择课题（一）选择课题 1、提出课题 近年来，随着超高压、特高压电网的飞速发展，500kV、1000kV变电站建设也不断提速，对保护调试工作完成时间也有了更高要求，在此情况下，如何提高工作效率显得尤为重要。在变电站保护调试工作中，电流互感器（CT）承担着一次电流至二次电流的变换作用，检验电流互感器二次线是调试过程中一道关键程序。针对当前施工现场电流互感器二次回路接线完成后，用普通通灯查线无法判别二次绕组，为区别首尾端各抽头需将各端子拆开，因其一般需用扳手故极大浪费了时间和人力，还有高处坠落伤人、误接线造成事故等危险。为此，小组考虑能否研制一种装置，即可以不用拆线便可判别绕组各抽头的查线器。因此小组确定此次活动课题为：电流互感器二次回路专用查线器的研制。2、现状调查 QC 小组将 2015 年施工的 3 个变电站电流互感器二次回路查线工作用时情况进行调查统计，如表 1 所示：表 1 电流互感器二次回路查线工作所用时间表 工程名称 电流互感器二次回路查线工作时间 太古庄 220kV 变电站 520min 西柏坡 500kV 变电站 560min 肥乡 220kV 变电站 510min 平均用时 530min 小组对电流互感器二次回路查线工作每个步骤的具体用时情况进行进一步调查，分类分析后，调查表及排列图如表 2 和图 -11-1 所示。表 2 电流互感器二次回路查线分步工作所用时间统计表 序号 工作名称 平均用时 占总时间的百分比 累计频率（%）1 拆线和恢复线 460min 86.8%86.8%2 二次绝缘检查 50min 9.43%96.23%3 填写记录 10min 1.89%98.12%4 其他 10min 1.89%100%图 1 电流互感器二次回路查线工作分步工作所用时间排列图 由表 2 和图 1 可以看出，拆线和恢复线在电流互感器二次回路查线工作中占用时间最长，达到 86.8%。是影响电流互感器二次回路查线工作效率的主要原因。（二）（二）设定目标并进行目标量化分析设定目标并进行目标量化分析 1、设定目标 研制一种专用的查线器，可以在不用拆线的情况下判别绕组各抽头，方便、快捷的完成各种现场电流互感器二次回路及普通二次回路、电缆芯线校对工作。2、目标量化分析 -12-以一个变电站的电流互感器二次回路查线工作为例，平均查线时间减至 300min，工作人员减至 3 人。（三）（三）提出各种方案并确定最佳方案提出各种方案并确定最佳方案 1、对策方案的提出 小组成员集思广益，运用“头脑风暴法”充分讨论了研制专用查线器的各项要求，绘制出亲和图，如图 2 所示。电流互感器二次回路专用查线器附加功能对不同直阻CT均适用基本功能实现对二次绕组识别具有接地保护功能安全要求避免误接线避免误碰回路避免人身触电研制要求采用PDCA循环精心选择最佳方案在现场充分利用积极申报专利使用要求接线尽可能减少体积尽可能便携小巧结实不易破损能自检或常规检查 图 2 电流互感器二次回路专用查线器的研制亲和图 2、方案分解 小组根据亲和图将电流互感器二次回路专用查线器的研制的方案进行详细分解，如图 3 所示。-13-电流互感器二次专用查线器原理图方案元件装置布置CT原理图试灯万用表均压电铃插线式接线柱鳄鱼夹弹簧自锁式接线柱功能元件接口元件外壳装置内嵌布置装置外接布置 图 3 电流互感器二次回路专用查线器方案分解图 3、方案优化（1）原理图。原理图的设计是核心，小组根据电流互感器（CT）的工作原理，绘制出了原理图，如图 4 所示。L1L2K1K2负荷ZN1N2二次绕组一次绕组铁芯 图 4 电流互感器二次回路专用查线器方案分解图 根据原理图和原有经验，小组给出以下三个方案进行分析比较。-14-表 3 方案分析表 具体内容 方案一 不拆线，将 CT 某接线柱对地短接，在汇控柜 CT 端子排利用试灯亮度检验。方案二 不拆线，将 CT 某接线柱对地短接，在汇控柜 CT 端子排利用万用表欧姆档测量该接线柱所接线的直阻。方案三 变换原理方式，利用均压电铃，结合电流互感器实际二次绕组阻值，实现对二次绕组的识别。三种方案的区别主要在于用于查线的指示元件不同，因此指示元件的选择是选择最佳方案的关键。（2）功能元件。1)指示元件。小组分析了试灯、万用表和电铃三个方案，并对这三种方案进行试验分析，具体情况如表 4 所示，得出结论是选择电铃。表 4 指示元件方案试验分析表 方案 试验分析 优点 缺点 结论 试灯 1)操作人数：3 人 2)具体试验：使用 1 节 1 号电池与 CT 端子排连接，根据不同的发光亮度判断所连接的接线柱的直阻值。1）使用方便 2）组装简单 1）易受光线影响 2）易受 CT 直阻及特 性影响 不采用 万用表 1)操作人数：3 人 2)具体试验：使用万用表与 CT端子排连接，根据不同的读数判断所连接的接线柱的直阻值。1）可靠性高 2）对环境适应性好 读数不易快速达到稳定值 不采用 电铃 1）操作人数：3 人 2）具体试验：使用电铃与 CT 端子排连接，根据有无铃声判断所连接的接线柱的直阻值。1）声音区分度大 2）对直阻反应灵敏，不受 CT 直阻影响。成本略高 采用 2)接口元件。小组分析了插线式接线柱、鳄鱼夹和弹簧自锁式接线柱三个方案，并对这三种方案进行了试验分析，具体情况如表 5 所示，-15-得出结论是选择鳄鱼夹。表 5 接口元件方案试验分析表 方案 试验分析 优点 缺点 结论 插线式接线柱 1)操作人数：3 人 2)绝缘检查：1000V 摇表，1min，测得绝缘电阻 500M 3)材料价格：4 元 1)取材方便 2)无金属裸露 接线不牢固 不采用 鳄鱼夹 1)操作人数：3 人 2)绝缘检查：1000V 摇表，1min，测得绝缘电阻 500M 3)材料价格：3.5 元 1)接线牢固 2)使用方便灵活 导电部分裸露 采用 弹簧自锁式接线柱 1)操作人数：3 人 2)绝缘检查：1000V 摇表，1min，测得绝缘电阻 500M 3)材料价格：3 元 1)导电性能较好 2)使用寿命较长 使用不方便 导电部分裸露 不采用 4、确定最佳方案（见图 5）电流互感器二次专用查线器原理图方案元件装置布置CT原理图均压电铃鳄鱼夹功能元件接口元件外壳装置内嵌布置 图 5 最佳方案 二、主要做法（一）（一）制定对策表制定对策表 小组根据最佳方案，利用“5W1H”法制定对策表。如表 6 所示。-16-表 6 对策表 序号 因素 对策 目标 措施 地点 时间 执行人 1 原理图 绘制原理图 可靠性达到 100%1)按照最佳方案绘制原理图；2)请专家评审 班组 3 月 芮建勋 2 功能元件 选购功能元件及检验 1)指示元件功能校验合格率 100%2)接口元件绝缘检验大于 500M 1)从市场选购电铃 2)指示元件进行功能校验；3)接口元件进行绝缘试验 班组及现场 5 月 芮建勋 武曹军 史松召 王延伸 3 装置制作 制作完整的查线器 1)接线正确率 100%2)接线柱及操作开关进行绝缘试验合格率 100%1)制作接口电路 2)制作指示电路 3)制作装置电路 4)接线柱及操作开关进行绝缘试验 班组 5 月 武曹军 付晶晶 杜杨 顾笑明 4 试验 模拟试验与现场应用 减少电流互感器二次回路查线时间 85%；减少人力 50%1）接线正确 2）模拟试验 3）现场应用 班组及现场 9 月至11 月 芮建勋 武曹军 史松召 代冰（二）（二）按对策表实现按对策表实现 1、绘制原理图及原理分析 图 6 原理图 1S2S直阻为1k,1S3S直阻为21kk+,1S4S直阻为321kkk+。当1S接地，电铃接入1S时,外回路直阻值接近 0，铃声最大；电铃接入2S时，外回路直阻值为1k，此时，需要选择回路电阻，小于1k时，电铃正常工作的均压电铃，根据经验此时回路上的电阻值 -17-小于 23时，可靠性可达 100%。2、选购功能元件及检验 按照最佳方案及对策表，小组成员到市场选购所需的电铃、鳄鱼夹等功能元件。选购齐备后，小组首先对电铃进行功能校验，具体如表 7 所示。表 7 功能元件功能校验表 序号 校验项目 校验方法 结论 1 外观检查 观察 无明显损伤，合格 2 铃声检查 采用一个电池加一个电阻与电铃进行串联的方式，通过有无铃声进行判断 不串联电阻响铃，串联电阻不响铃，合格 3 接口检查 用万用表测量阻值 与说明书一致，合格 对接口元件进行绝缘检验，绝缘电阻大于 500M，结论合格。3、制作完整的查线器 小组首先将电铃拆开，通过连线加装电池组，保证电铃能以独立仪器的方式进行工作。之后在电铃出口端以焊接的方式增加延长线，延长线尾端与鳄鱼夹相连接，最后组装完毕并进行绝缘检验。如图 7 所示。图 7 查线器 -18-4、模拟试验与现场应用 （1）模拟试验。当查线器研制成功后，小组对其进行了模拟现场试验，查线正确，指示正确。（2）现场应用。小组在 2016 年 9 月至 11 月期间在 3 次应用于现场，平均查线时间 170min，查线正确率 100%，如表 8 所示。表 8 电流互感器二次回路专用查线器现场应用统计表 日期 作业项目 完成时间 用工人数 查线结果 2016 年 9 月 保东 500kV 变电站 170min 3 人 正确 2016 年 10 月 北京西 1000kV 变电站 210min 3 人 正确 2016 年 11 月 渤海 500kV 变电站 130min 3 人 正确 结论 平均查线时间为 170min，查线正确率 100%（三）（三）确认效果确认效果 1、目标值检查 小组活动后，使用电流互感器二次回路专用查线器的平均查线时间为 170min，用工人数 3 人，实现了查线时间 300min，用工人数 3 人的预期目标。2、效果对比 如表 9 所示，可明显看出使用电流互感器二次回路专用查线器前的平均查线时间是 590min，用工人数是 6 人，使用电流互感器二次回路专用查线器前的平均查线时间是 170min，用工人数是 3 人。-19-表 9 QC 小组活动前后对照表 作业项目（QC 活动前）作业项目（QC 活动后）QC 活动前 QC 活动后 完成时间 用工人数 完成时间 用工人数 太古庄 220kV 变电站 保东 500kV 变电站 590min 6 人 170min 3 人 西柏坡 500kV 变电站 北京西 1000kV 变电站 620min 6 人 210min 3 人 肥乡 220kV 变电站 渤海 500kV 变电站 560min 6 人 130min 3 人 3、有形效益 以一个变电站的电流互感器二次回路查线工作为例，平均查线时间由 590min 减至 170min，用工人数由 6 人减至 3 人。以人工费用每人每天 150 元计算，节省费用情况如表 10 所示。表 10 QC 小组活动前后经济效益对照表 项目 费用 QC 活动前 QC 活动后 节约资金 人工费 1.5 天*6 人*150 元=1350 元 0.5天*3人*150元=225元 1125 元 4、安全效益（见表 11）表 11 QC 小组活动前后安全效益对照表 QC 活动前 QC 活动后 电流互感器二次回路查线工作接线复杂，环节繁多，出错几率高，接线出错后有可能造成保护装置误动或拒动，引发电网或电力设备事故，经济损失严重。查线工作简单，减少工作环节，节省工作时间，提高工作效率，出错几率大幅降低，确保保护装置正确动作。三、实施成效（一）（一）标准化标准化 小组制定了电流互感器二次回路专用查线器说明书，并对分公司所有保护调试人员进行了相关培训，保证现场工作人员正确合理使用，确保作业安全。小组将电流互感器二次回路专用查线器纳入班组工器具管理中，并有专人负责管理，定期检查和维护。-20-（二）（二）总结及今后打算总结及今后打算 在整个 QC 活动中，小组成员团队协作、共同努力，集思广益，确实提高了电流互感器二次检测效率，同时减少了容易出错的环节，节约了人力成本。而且通过本次活动，使全体成员增长了 QC 活动的知识，加强了质量管理意识，为今后的 QC 活动积累了宝贵的经验。通过此次活动使得小组成员切实认识到，利用 QC 活动可以有效的解决实际问题，对工作大有裨益。下一步本小组拟结合现场工作，以“变电站模拟主站对点系统”为课题，开展 QC 活动，不断提高施工现场工艺水平。