DMAI C方法在35 kV線路避雷器線夾斷裂改進中的應用

周光峰

（國能云南新能源有限公司，云南 昆明 650214）

0 引言

DMAIC是由定義（Define）、測量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）、控制（Control）五個階段構成的過程改進方法，一般用于對現有流程的改進，包括制造過程、服務過程以及工作過程等[1]。為落實上級公司下達的年度工作目標要求，持續推進A公司“提升質量、提升效益”工作，減少B風電場不可用時間，確保年度電量目標任務的完成，圍繞電量關鍵指標，以問題為導向，對發電、輸電、變電、并網售電等整個生產流程中影響電量的關鍵環節進行梳理分析，最終確定對35 kV集電線路故障損失開展分析并進行改善。B風電場35 kV集電線路自2021年3月以來避雷器線夾斷裂次數、數量頻增，35 kV集電線路雙回共發現電纜終端塔避雷器引出線設備線夾斷裂5次9只，其中還造成Ⅱ回線設備跳閘1次。共計造成電量損失51.48萬kW·h，平均場內受累時間高達43.7 h/臺，給A公司完成電量目標及企業利潤帶來較大影響，給B風電場運行維護帶來困難。為減少避雷器線夾斷裂，提高線路運行可靠性，進行了項目分析改善，分析總結了項目推進過程中存在的問題、風險因素，并提出了改善和控制措施。

1 定義階段

1.1 項目背景及CTQ

VOB：集團公司“提升質量、提升效益”、省公司和A公司2021年工作會要求以及A公司年度經營效益指標要求；A公司13億kW·h的電量目標。

VOC：完成B風電場全年3.3億kW·h的電量目標，降低輸電線路故障率，提高設備運行可靠性，減少線路故障損失。

VOP：減小現場維護人員工作強度及風電場運維壓力，確保計劃性檢修工作順利開展。

1.2 項目范圍

對改善項目進行生產流程VSM分析，如圖1所示。

1.3 問題陳述

1.3.1 B風電場集電線路避雷器線夾斷裂頻發

自2021年3月第一次線夾斷裂以來，35 kV集電線路共發生電纜終端塔避雷器引出線設備線夾斷裂5次9只，造成設備跳閘1次，主動檢查發現4次，線路跳閘停運1條線次，計劃停運4條線次，共計造成電量損失達51.48萬kW·h，平均場內受累時間43.7 h/臺。線路故障呈現突發、高發態勢，影響嚴重，損失較大。

1.3.2 計劃停電降低發電可靠性

設備線夾斷裂引發集電線路計劃停運4次，跳閘停運1次，降低了供電可靠性。

1.3.3 故障跳閘給風電場帶來很大損失

設備線夾斷裂造成線路跳閘電量損失51.48萬kW·h。

1.3.4 增加員工的巡檢維護工作量

由于故障發生頻次較多，集電線路巡檢由原來一月一巡變成三天一巡，如果風大幾乎每天都要巡檢，這大大加重了員工的工作任務。發生故障后向電網調度申請復電，故障的處理及設備的穩定運行等都增加了很多的工作時間及很大的工作量。

1.4 改進目標

1.4.1 Y的定義

確定損失電量Y為改善指標，Y值定義如表1所示。

1.4.2 設定目標

設定Y的目標值和挑戰值如圖2所示。

1.5 計劃日程

編制項目實施日程計劃如圖3所示。

1.6 預期效果

通過改善可使線夾斷裂極少發生甚至不發生。直接收益：51.48萬kW·h×0.49元/（kW·h）≈25.23萬元；間接收益：每次停運均向電網調度申請復電，共5次，每次風電場設備復電用時按2天計，風速按8 m/s計算，每臺風機發電功率按照550 kW計算，即5次×2天×24 h×550 kW/臺×12臺×0.49元/（kW·h）=776 160元≈77.62萬元。這還是不計算調度考核電量的情況。

1.7 風險控制

對本改善項目進行風險分析，提出風險控制措施。風險控制表如表2所示。

表2 風險控制表

2 測量階段

2.1 數據收集

現階段使用的設備線夾為銅鋁直連過渡工藝，但在銅鋁過渡連接的地方大多會出現開裂或炸口。測量數據CTQ收集如表3所示。

表3 數量收集表

2.2 Y的現狀分析

對Y值現狀進行測量，得到改善前損失電量值。Y值的測量如圖4所示。

從圖4可知，發生設備線夾斷裂，停電處理最少影響12臺風機運行，損失電量最少一次有0.926 9萬kW·h，多則6.24萬kW·h，這還是風電場運行準確判斷危險等級，尋找小風處理的結果，其影響運行時間最少需1.4 h。如未發現，發生故障則損失電量高達39.576萬kW·h，停運時間71.1 h。若5次故障均造成第三次一樣的故障跳閘，造成的損失將不可估量，計算平均值損失電量也將高達200萬kW·h。

2.3 Y的細化

為確保A公司年度生產經營指標和安全生產目標的完成，須控制避雷器線夾斷裂故障。B風電場對標送出線路，細化設定目標值為集電線路設備線夾斷裂不大于1次，損失電量不超過5萬kW·h，同時還設定了挑戰目標，挑戰值為集電線路損失電量0 kW·h。

3 分析階段

3.1 X的現狀分析

對避雷器線夾斷裂導致故障跳閘要因X造成的電量損失進行統計分析，X的現狀分析如圖5所示。

通過圖5可以看出，各次停電檢修所造成的損失電量都不小，特別是第三次故障跳閘直至恢復的故障損失電量占比達到了77%，5次故障處理的損失電量總共高達51.48 kW·h。

3.2 魚骨圖分析原因

用魚骨圖對造成避雷器線夾斷裂的原因進行分析，如圖6所示。

3.3 C&E矩陣分析篩選要因

采用C&E矩陣分析篩選造成避雷器線夾斷裂的原因，確定要因。C&E矩陣分析篩選要因如表4所示。

表4 C&E矩陣分析篩選要因表

3.4 FMEA分析要因

通過FMEA分析得要因，如表5所示。

表5 FMEA分析要因表

3.5 5Why分析要因

采用5Why對要因X進行分析，如表6所示。

表6 5Why分析要因表

3.6 要因的現狀分析

經過FMEA分析得出結果，仔細分析得知避雷器線夾長期受到引流線應力的影響[2]及風的作用力，致使線夾受到縱橫向的扭力，如果線夾型號不合適將會發生斷裂故障。

對已斷裂的設備線夾進行分析，發現所有斷裂的設備線夾都是從銅鋁過渡處斷裂，這充分說明設備線夾發生斷裂故障的要因就在這里，最終得出：更換適合的線夾才是最終的解決辦法。

4 改善階段

4.1 X的改善流程圖

編制X的改善流程圖，如圖7所示。

4.2 X1的改善

通過正規的物資采購完成所需線夾的采購，這就規范了產品的質量，改善了產品批次出現問題的情況，X1就得到了解決。

4.3 X2的改善

4.3.1 消除過渡接頭

選用新型號SLG-2Q線夾后，對比RSLG-2型舊線夾沒有了過渡接頭，降低了線夾斷裂的風險，同時接觸面有效接觸面積也得到了改善[3]。

4.3.2 線夾受力試驗

模擬線夾實際在桿塔上所受的縱橫向應力，對新型線夾進行了三次不同時間的受力試驗，試驗結果合格率均為100%。

4.3.3 X2改善實施

鑒于設備線夾批次老舊、均屬銅鋁連接過渡這種情況，利用無效風期間段分2次，即B風電場Ⅰ回線、Ⅱ回線分次，將RSLG-2型線夾全部更換為SLG-2Q型線夾。

更換期間登塔作業過程中，做到勤聯系、勤溝通、勤思考。雖然是利用無效風期間段進行，但雙回線更換設備線夾分別僅用了3.7 h和3.3 h，這大大提前了設備送電的時間，為來風發電做好了準備。

4.4 X3的改善

針對線夾服役時間長的改善進行了深入分析，決定從管理入手，從技術監督網絡、管理辦法入手，組織召開技術監督分析會，針對為什么長期無人關注、關注周期多長，制定了技術監督管理制度并進行定期分析。

4.5 X的改善小結

改善前，損失電量大多為場內受累電量，且損失較大，單一項損失就超過51萬kW·h。改善后，損失電量主要為設備故障損失電量和計劃停運損失電量，場內受累電量零損失。

5 控制階段

5.1 Y值的完成情況

通過目標實施，B風電場Ⅰ、Ⅱ回集電線路設備線夾全部更換為新型號SLG-2Q，沒有遺漏。

5.2 經濟效益

項目完成后，至今沒有發生過一次因設備線夾斷裂所造成的停運事件，這樣就相當于為A公司挽回了25.23萬元的直接經濟損失，158.4萬kW·h的間接損失電量，約77.62萬元。再加上調度批準及調度考核費用，此項目為公司節約了超過102.8萬元。

5.3 成果固化

此次質量改善項目實施后，總結了成功經驗，為后續繼續保持并鞏固活動成果提供了借鑒；規范了B風電場集電線路巡檢的部位、方法和標準，同時編制集電線路測溫巡檢的方法和標準，得到了A公司認可和推廣，成為A公司集電線路測溫巡檢的規范和標準，并在省級公司推廣；編制規范了風電場集電線路和桿塔技術監督管理辦法。

5.4 成果后期控制

項目完成后，將從以下兩個方面開展后期控制：

（1）實施方面：從規劃設計、施工驗收、運行巡視、檔案管理方面入手，利用已制定的巡檢手段、驗收標準、運維指引開展成果的精益管理。

（2）驗證方面：測量跟蹤改善后效果，確保項目成效持續穩定。定期收集避雷器設備線夾斷裂及其他線路故障信息，應用質量管理工具SPC控制圖，控制場內受累電量的損失，為公司創造更多的效益。

5.5 成果總結

5.5.1 項目亮點

消除了B風電場集電線路避雷器線夾斷裂的缺陷，提高了設備的運行可靠性；通過質量管理專業知識與實際應用改善項目，獲得了更多的質量管理工具和方法以及工作實踐中的多種質量管理應用方法和質量管理思想，為A公司創造了可觀的經濟利潤，消除了導致B風電場電量損失的一個重要因素。

5.5.2 不足之處

初步接觸質量管理工具，質量觀念和精益思維尚需進一步加強，對于輸電線路的專業知識理解認識還不夠，質量改善期對于安全工作的把控不夠嚴謹，質量管理方法或工具的應用還不熟練。