如何用活電氣設(shè)備備品備件
中國石油天然氣股份有限公司大慶油田
本文原創(chuàng)及成果創(chuàng)造人：戚立民 李清淑 武海玉 任偉東 李斌 房程 陳超 周蕾
摘要：通過充分的用活備品備件，解決備品備件備而不用，備用狀態(tài)不受控的問題；通過利用備品備件和報廢設(shè)備來解決員工進行技術(shù)攻關(guān)和技能提升缺少實踐設(shè)備等問題。
主題詞：電氣設(shè)備 備品備件 故障模擬 技能提升 技術(shù)攻關(guān)
一、立項依據(jù)與指導思想
1.1 立項依據(jù)
1.1.1 由于發(fā)電廠電氣設(shè)備的特殊性，從220kv高壓設(shè)備到380v低壓設(shè)備以及110v和220v直流設(shè)備都需要有許多備品備件，但是存在備品備件，尤其是應急備品放在庫里，大多時間是備而不用，雖然定期檢查，由于檢查人員的責任心和保存環(huán)境等因素，使用時未必完好的問題。
1.1.2 電氣檢修是一個涵蓋面非常廣泛的工種，它又引申出了電機檢修、變電檢修、電氣運行、維護電工、線路檢修、繼電保護檢修等很多細化的工種，從事電工技術(shù)工作的人員，沒有一個人在工作中能接觸到所有電工技術(shù)。在這些工種的培訓過程中，沒有一個培訓機構(gòu)能全面而又系統(tǒng)的進行實際操作培訓。
1.1.3 以往實際技能訓練方式是“課堂設(shè)在現(xiàn)場”，就是利用檢修期，邊檢修邊進行技能訓練。但是由于受停電時間短、檢修任務(wù)重等因素影響，現(xiàn)場實訓的效果不理想。
1.1.4 電氣檢修專業(yè)進行技術(shù)攻關(guān)解決生產(chǎn)難題，由于受運行方式的影響，很難在設(shè)備上反復進行故障試驗，制約了公關(guān)活動的開展。
1.1.5 2010年11月，電力集團油田熱電廠電氣分廠“武海玉班”被大慶油田公司工會授予“武海玉勞模創(chuàng)新工作室”， 油田熱電廠將提供3間近200平方米活動場所，大慶油田公司工會將提供一定的活動經(jīng)費，但是由于電廠是技術(shù)密集型企業(yè)、專業(yè)間跨度大、技術(shù)通用性差，存在著創(chuàng)新成果推廣率較低的實際問題，嚴重影響勞模創(chuàng)新工作室的生命力。
1.2 指導思想
為了更好地發(fā)揮勞模創(chuàng)新工作室的輻射引領(lǐng)作用，秉持“技能是創(chuàng)新的基礎(chǔ)、氛圍是創(chuàng)新的保證”的建設(shè)理念，轉(zhuǎn)變思路，創(chuàng)新方式，充分發(fā)揮電氣設(shè)備備品備件作用，以“實用、實訓”為原則，把傳統(tǒng)的“課堂設(shè)在現(xiàn)場”的培訓模式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;現(xiàn)場搬回課堂”。 按員工和生產(chǎn)實際需求設(shè)計方案，員工動手布置安裝，涵蓋電氣檢修的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵技能，把武海玉勞模工作室建設(shè)成為以技能提升為主，兼顧創(chuàng)新功能的實訓課堂，讓員工“在實訓中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中提升”，培養(yǎng)成為知識型、技能型、創(chuàng)新型員工。
二、解決方案
2.1 具備技能提升功能
在原有武海玉勞模創(chuàng)新工作室的基礎(chǔ)上，以點帶面，將電機檢修一個專業(yè)拓展為電氣檢修7個專業(yè)，共分六個功能區(qū)，分別為綜合控保實訓區(qū)、典型回路實訓區(qū)、電機檢修實訓區(qū)、高壓試驗實訓區(qū)、基本技能實訓區(qū)和理論培訓區(qū)。建設(shè)成為電氣檢修專業(yè)一個全天候的實際技能訓練場所。
2.2 具備技術(shù)攻關(guān)功能
把電氣分廠每年年底7個專業(yè)總結(jié)梳理的下一年度攻關(guān)項目，由勞模工作室統(tǒng)一進行管理，讓工作室成為技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)的平臺。
三、具體做法
3.1 獨立自主設(shè)計方案
由武海玉牽頭成立了由各專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗豐富的人員組成了12人的籌建小組，廣泛征求員工意見和建議共計103條，在不影響日常工作的情況下，利用現(xiàn)有資源，按員工需求設(shè)計方案，僅用24天時間就完成了布局設(shè)計、元器件選型、接線圖繪制等工作。
3.2 員工動手進行安裝調(diào)試
在建設(shè)中，他們力求設(shè)備元件和接線方式的多樣化，充分用活備品備件，最大限度地把電氣系統(tǒng)搬進課堂。工作室共用了電機、變壓器、繼電器、接觸器、儀表等17類共323個一二次電氣設(shè)備和元器件，配線共2166條,5300余延長米，接線端子2889個；建設(shè)中對遇到的問題，他們積極組織攻關(guān)，先后制作各類零部件98個，自行對PLC（可編程控制器）進行電腦編程設(shè)計完全模擬現(xiàn)場實際，實現(xiàn)設(shè)備的遠方操作功能，在工作室共應用了12項員工創(chuàng)新成果。在整個安裝調(diào)試過程中共有46名員工直接動手參與，占全體員工的一半，實現(xiàn)了把建設(shè)的過程當作練兵的過程和創(chuàng)新的過程。
3.3 各功能區(qū)的特點及創(chuàng)新點
3.3.1 綜合控保實訓區(qū)
3.3.1.1 具備設(shè)施：
有三臺6kV高壓開關(guān)（6kV中置式真空斷路器、6kV高壓FC斷路器），五臺380V低壓開關(guān)（DWX15C斷路器、3WN6斷路器、CW-1600斷路器、MW45-200智能型斷路器、MCC抽屜開關(guān)），2臺電動閥門執(zhí)行器（智能型電動閥門執(zhí)行器和開關(guān)型電動閥門執(zhí)行器），電動機綜合保護裝置，電腦電視一體機等高低壓開關(guān)設(shè)備。
3.3.1.2 具備功能：
根據(jù)300MW發(fā)電機組一次設(shè)備的控制方式，搭建了微機保護和高低壓開關(guān)檢修實訓平臺，可進行保護裝置校驗調(diào)試、回路傳動和開關(guān)參數(shù)測量調(diào)整，模擬事故跳閘、拒動、誤動，旨在提升員工對新設(shè)備、新技術(shù)、新系統(tǒng)的檢修技能。
3.3.1.3 創(chuàng)新點：
a）綜合控保實訓操作臺，布置了6kV高壓HVX型真空斷路器、VCF型真空接觸器－熔斷器組合電器和380v MCC抽屜開關(guān)、DWX15C斷路器、3WN6斷路器5臺開關(guān)。操作箱門上安裝了RCS9626電動機保護測控裝置，KWS型開關(guān)狀態(tài)智能操控儀。箱體內(nèi)安裝了交流、直流空氣開關(guān)，導線、導軌、端子排、線槽盒，箱體兩側(cè)各有一個插件，用于和小車相連。實現(xiàn)了1個操作箱控制2臺高壓開關(guān)，節(jié)省了空間，擴大了實訓范圍。（如圖）
b）電氣設(shè)備檢修中，一次開關(guān)設(shè)備和二次控制保護裝置由獨立的檢修專業(yè)進行維護。維修人員熟悉本專業(yè)設(shè)備，對相關(guān)專業(yè)的設(shè)備知之甚少；而且目前模塊化生產(chǎn)的保護裝置和開關(guān)設(shè)備功能越來越強大，在圖紙上涉及到的保護邏輯和設(shè)備內(nèi)部接線多用框圖表達。比如南瑞RCS9600CN系列測控裝置，保護判別、動作邏輯均由軟件實現(xiàn)，即便跳合閘監(jiān)視繼電器體現(xiàn)在圖紙上也只是裝置上兩個端子排；又如施耐德HVX中壓真空斷路器系列有兩個跳閘脫扣器、一個過流脫扣器、一個欠壓脫扣器，本身有防跳、閉鎖功能，這些在圖紙上只能看到插件的編號。上述問題，導致維護人員無法快速準確地處理缺陷。所以研制綜合型操作臺：將斷路器、綜保、控制集合在一個操作臺面上，能夠全面熟悉6kV電動機控制、保護、開關(guān)設(shè)備性能，精確掌握每個設(shè)備在動作過程中的配合情況，提高應急情況下分析處理解決問題能力。
c）對HVX斷路器控制回路檢查方式的改進。（附圖一）
以跳位監(jiān)視為例，使用框圖圖紙，從BHJ419→1D47→X01:12→X01:14→1D31→102，只能看到電纜的聯(lián)系。通過本操作臺，繪制無框圖圖紙，從BHJ402→發(fā)光二極管→TWJ線圈→BHJ419→1D47→X01:12→S12輔助接點常閉→S11輔助接點常閉→F2合閘線圈→S2輔助接點常開→X01:14→1D31→102，涵蓋了BHJ及HVX內(nèi)部所有細節(jié)。
d)對VCF組合電器控制回路檢查方式的改進。（附圖二）
以防跳躍為例，使用框圖圖紙，只能看到被短接的插件端子4和12。通過本操作臺，繪制無框圖圖紙，發(fā)合閘令時，正電→CZ:4→S3輔助接點常閉→K3防跳常閉→S7熔斷器常閉→K2合閘線圈→CZ:14→負電，使接觸器合閘。如果合閘令長發(fā)，K2通過自身常開接點保持勵磁不返回，開關(guān)一次合閘成功后S3常開接點閉合，K3防跳繼電器勵磁，其串于K2線圈回路的常閉接點打開，K2失磁返回；正電→CZ:12→K3常開→K3線圈→CZ:14→負電，K3勵磁保持到本次合閘令消失。使用本操作臺，VCF組合電器動作過程清晰準確地表達出來。圖二：VCF組合電器控制回路對比圖
3.3.2 低壓交直流典型回路實訓區(qū)
3.3.2.1 具備設(shè)施：
有變頻器單元、電動機變\工頻控制回路、雙電源切換及PLC控制回路、交流電動機控制回路、直流電動機控制回路、雙電源自動切換回路、主變冷卻器風扇控制回路、電度表計量回路、電動裝置控制回路、事故照明切換回路、中央事故報警信號回路等11種典型低壓電氣回路。
3.3.2.2 具備功能：
設(shè)置了電廠11種典型低壓電氣回路，這里的每個回路既相對獨立，又相互關(guān)聯(lián)，涵蓋繼電、廠用、電機、變電、儀表、電源6個班組低壓控制的關(guān)鍵技術(shù)，具有安全措施布置、現(xiàn)場回路校驗、電動裝置調(diào)整、故障查找判斷和多專業(yè)聯(lián)合演練等實訓功能。
3.3.2.3 創(chuàng)新點：
a) 低壓交直流典型回路實訓屏將各種低壓電氣的控制、保護、計量、監(jiān)視集合在一個實訓屏上，從電工培訓基礎(chǔ)開始，由認識電氣元件、了解性能、掌握設(shè)備選配、懂得設(shè)備安裝、提高動手能力、提升故障分析的判斷能力、普及新技術(shù)的應用等方面入手，是一種接近現(xiàn)場實際，操作性強、靈活性高的操作平臺。
b) 低壓交直流典型回路實訓屏，采用敞開式布置，由一個電源箱、一個控制箱以及14個網(wǎng)孔板組成。敞開式布局的優(yōu)點是直觀、一目了然，屏上的所有設(shè)備盡收眼底。對于新手學習來說，是對低壓電氣設(shè)備的初步認識，對于提高技能的再學習人員來說，是對所學知識的一次歸納總結(jié)。視角的不同，產(chǎn)生的效果相同，這種方式可以增加學員的求知學習興趣，克服了配電屏不直觀，操作性能差的不足。
c) 網(wǎng)孔板組成了實訓屏的全部電氣設(shè)備及回路安裝，吸收了實訓臺靈活的優(yōu)點，又可以將多個回路組合在一起，形成一個小型的電氣系統(tǒng)，貼近現(xiàn)場實際接線的方式，能達到更廣泛的培訓內(nèi)容。
d) 低壓交直流典型回路實訓屏還具有可拓展性，這些網(wǎng)格板方便拆卸，可隨時根據(jù)培訓和攻關(guān)的需求對回路進行設(shè)計調(diào)整。
3.3.3 電機檢修實訓區(qū)
3.3.3.1 具備設(shè)施：
有JS137-4、6kV、260kw電動機定子，Y112M-4、380V交流電動機，Z2-12TH、1.1kw、220V直流電動機，300MW發(fā)電機模型，三相繞線式異步電動機模型，直流伺服電動機模型，三相同步電動機模型，三相同步電動機模型 ，X165MM三相步進電動機模型等設(shè)備。
3.3.3.2 具備功能：
放置了不同種類電動機實物與模型，可進行拆解維修、線圈重繞、故障診斷等項目的實訓操作。
3.3.3.3 創(chuàng)新點：
按照300MW發(fā)電機的實物以1：10比例制成的模型，能夠拆解組裝，與實物基本一致，可直觀的了解發(fā)電機的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)原理和檢修工藝要求。解決了發(fā)電機由于4年大修一次，進行發(fā)電機檢修培訓這一個難題。
3.3.4 高壓試驗實訓區(qū)
3.3.4.1 具備設(shè)施：
有110KV、LGW-110干式電流互感器，SCR-30/6.3、300KVA干式變壓器，JS137-4、6kV、260kw電動機定子等資產(chǎn)報廢高壓設(shè)備以及直流高壓發(fā)生器，變壓器直流電阻測試儀，變比電橋等試驗儀器儀表。
3.3.4.2 具備功能：
放置了高電壓試驗儀器以及高壓電動機、變壓器、互感器等電氣一次設(shè)備，可進行交、直流耐壓試驗、變壓器和互感器變比、極性、介損等16項電氣設(shè)備預防性試驗。
3.3.4.3 創(chuàng)新點：
由于高壓試驗的電壓等級比較高，每次試驗對電氣設(shè)備絕緣損傷比較大，不允許對在用設(shè)備進行試驗演練。利用資產(chǎn)報廢高壓設(shè)備，就可以完全模擬現(xiàn)場情況進行實際操作了，既規(guī)避了現(xiàn)場試驗的安全風險，又增強了試驗的可靠性。
3.3.5 基本技能實訓區(qū)
3.3.5.1 具備設(shè)施：
有電工實訓臺，配線實訓板，典型電氣回路接線圖，常用電工工具儀表，各種電工元器件等。
3.3.5.2 具備功能：
可進行電工識圖、工具儀表使用、元器件選型、布局接線等基本功訓練，滿足新員工崗前培訓、老員工職業(yè)技能鑒定和技能大賽的培訓需求。
3.3.6 理論培訓區(qū)
3.3.6.1 具備設(shè)施：
投影儀和屏幕，7個桌子，19把椅子等設(shè)備。
3.3.6.2 具備功能：
可進行理論培訓和多媒體演示功能。
四、參照現(xiàn)場管理使用
工作室是一個微縮的電氣系統(tǒng)，動力和操作電源都取自生產(chǎn)現(xiàn)場，存在著諸多與現(xiàn)場一樣的安全風險。既要達到實訓效果，又要確保人身和設(shè)備安全，如何管理使用尤為重要。主要采取了以下措施：
4.1 完善制度落實責任
他們把工作室作為一個特殊生產(chǎn)現(xiàn)場來對待，明確武海玉分管工作室，選有經(jīng)驗的于忠洋師傅進行日常管理，劃分了巡檢和維護責任，強調(diào)在用安全操作規(guī)程、現(xiàn)場生產(chǎn)安全管理制度適用于工作室，同時增加了《技能提升室練兵管理制度》和《武海玉勞模創(chuàng)新工作室創(chuàng)新攻關(guān)管理制度》，為工作室的管理提供組織上、制度上的保障。
4.2 練兵和公關(guān)活動執(zhí)行“兩票三制”
他們把工作室設(shè)備按照現(xiàn)場運行設(shè)備對待，明確了工作室的工作票簽發(fā)人、工作許可人和操作人，員工進行實訓一律開具練兵工作票，布置安全措施，開工前進行安全技術(shù)措施交底，把安全措施布置和說風險作為實訓的第一項內(nèi)容。
4.3 按生產(chǎn)任務(wù)安排實訓
工作室全天候向員工開放，除員工需求的“自選動作”外，他們根據(jù)實際需要，每個班組每月至少安排一到兩次“規(guī)定動作”，由專工負責命題，主要以故障查找排除為主，進行單一班組和多班組實訓演練，由分管副主任按照生產(chǎn)任務(wù)安排實訓并評價效果，員工實訓與現(xiàn)場工作同等待遇，有工時有獎金。
五、投用后效果
5.1 讓備品備件備而能用
原來的備品備件，尤其是應急備品放在庫里，大多時間是備而不用，雖然定期檢查，但由于檢查人員的責任心和保存環(huán)境等因素，使用時未必完好。他們把以300MW發(fā)電機組為主的323個備品備件安裝在工作室，使備品備件狀態(tài)受控，平時還可以用來實訓，需要時隨時替換現(xiàn)場故障部件。
5.2 滿足不同層面員工提升需求
他們把每個區(qū)域、每個回路、每臺設(shè)備的實訓內(nèi)容都分成初、中、高三個層級，確定了16名老師傅和骨干作為指導教師。初級實訓內(nèi)容主要是設(shè)備元件的結(jié)構(gòu)、原理和接線，適用于新入廠、轉(zhuǎn)崗和跨班組的培訓；中級實訓內(nèi)容主要是設(shè)備、元件和回路標準項目的檢修和試驗，適用于日常檢修人員；高級實訓內(nèi)容是故障的判斷、查找和處理，適用于檢修骨干。通過不同層面的培訓，全體員工的技術(shù)水平都有了顯著提升。2013年在電力集團技術(shù)比賽中,高立軍獲得了電機檢修專業(yè)第一名，丁加偉得了電機檢修專業(yè)第二名，陳吉獲得了電工專業(yè)第二名；2014年8月份青工張旭在大慶油田舉行“技冠群雄”青工技能PK賽，獲得了維修電工專業(yè)冠軍。
5.3 可以進行修前練習和故障模擬再現(xiàn)
300MW發(fā)電機組的新設(shè)備、新回路員工還不熟悉，出現(xiàn)問題還不敢亂動，工作室為員工提供了部分問題的修前練習條件。300MW發(fā)電機四號機高加出口電動門故障報警，開門不好使。智能型電動門大家不熟悉，張偉平、趙東輝回到工作室拆開電動裝置，研究明白了，到現(xiàn)場不到20分鐘就解決了問題。由于300MW發(fā)電機組6千伏F-C開關(guān)的保險封在開關(guān)本體里面，運行和檢修人員都沒見過，瞿春竹帶著變電班人員在工作室的該開關(guān)上進行練習，熟練掌握了更換方法。繼電班新購進一臺測試微機保護性能的繼電保護測試儀，驗收和學習使用方法時直接到工作室的控保系統(tǒng)上實測；耐壓等具有損傷性的高壓試驗可以在工作室的報廢留用設(shè)備上反復練習。現(xiàn)場的接觸器、繼電器、開關(guān)等元件及回路發(fā)生問題，只有參與的少數(shù)人清楚，為能共享故障現(xiàn)象和處理方法，他們把典型的故障元件安裝到工作室的相應回路上真實模擬。
5.4 有組織、有計劃地開展技術(shù)攻關(guān)活動
他們把工作室作為技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)的平臺，利用能夠模擬設(shè)備故障狀態(tài)，進行技術(shù)攻關(guān)活動。2010年年確立分廠攻關(guān)項目21項，完成17項；2011年確立分廠攻關(guān)項目19項，完成15項；2012年確立分廠攻關(guān)項目24項完成21項；2013年確立分廠攻關(guān)項目32項完成27項。2014年確立分廠攻關(guān)項目28項完成21項。
幾年來，工作室共承接分廠級以上攻關(guān)項目164項，其中7項成果獲全國優(yōu)秀質(zhì)量科技成果獎，6項成果獲國家專利。
六、效益分析
6.1 直接經(jīng)濟效益
武海玉勞模創(chuàng)新工作室建設(shè)費用和備品備件費用為48.2萬元，每年活動經(jīng)費10萬元，4年共計投入88.2萬元。直接經(jīng)濟效益的產(chǎn)生主要是對技術(shù)創(chuàng)新成果所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行累加。例如：榮獲全國優(yōu)秀質(zhì)量科技成果《高壓電動機定子繞組加固技術(shù)改進》解決了高壓大型電動機由于長周期的運行，電動機的定子線圈絕緣老化燒損問題，和東北地區(qū)同類型電廠相比較，累計為油田熱電廠節(jié)約燒損維修費用達1000萬元。下面把經(jīng)濟效益顯著的技術(shù)成果進行統(tǒng)計。
表一：技術(shù)創(chuàng)新成果經(jīng)濟效益統(tǒng)計
6.2 社會效益
6.2.1 有些技術(shù)成果沒有產(chǎn)生可觀的直接經(jīng)濟效益，但是它能有效的解決生產(chǎn)難題，保證安全生產(chǎn)，降低勞動強度，提高生效率，它所帶來的社會效益是巨大的。
6.2.2 武海玉勞模創(chuàng)新工作室投入使用以來，先后承辦大慶油田公司工會、電力集團、油田熱電廠等部門安排的培訓和參觀學習交流的任務(wù)，在2014年，工作室共進行了技能實訓42場次、理論培訓35場次，業(yè)務(wù)技能培訓員工380人次，各級單位先后參觀學習32場次610多人次, 參觀場次累計990多人次，得到廣泛的認可。
七、下一步打算
7.1 硬件方面
武海玉勞模創(chuàng)新工作室現(xiàn)在缺少220kv系統(tǒng)的培訓練兵內(nèi)容，由于2015年油田熱電廠要對220kv開關(guān)進行改造升級，屆時將協(xié)調(diào)資產(chǎn)管理部門對改造拆下的220kv開關(guān)進行修復，安裝在工作室室外，完善電氣系統(tǒng)培訓體系。
7.2 軟件方面
武海玉勞模創(chuàng)新工作室將積極發(fā)揮自身優(yōu)勢，采取請進來走出去，努力提高解決問題的能力，提升自身知名度，爭取把工作室打造成電力集團乃至全油田電氣設(shè)備問題診斷處理中心.
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