火电机组DCS失电故障原因分析及对策探讨
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摘要：电厂DCS自动监控系统在国内火电企业中得到了迅速的发展，DCS在有效提升电厂生产管理水平的同时，也对电厂的机组安全运行产生了一些负面影响，dcs自动监控系统一旦发生电源系统失电故障后，将会导致电厂大部分主、辅设备检测与控制系统的瘫痪，甚至造成设备损坏等严重事故。
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）27-0067-02
某发电厂#3机组UPS故障造成DCS服务器、操作员站程序退出。
1 故障现象
1.1 电气专业
#3机组警铃响起，“单元机组总异常”信号发出，电气检查发现#3机组直流系统接地，测量正负极对地电压，负对地电压为零，即对#3机组直流屏接路查找接地点，拉开#3机组高低压辅机控制电源后未查出接地点。电气运行人员汇报值长，联系检修继保班处理。
#3机组事故音响报警，#3机组机电炉DCS、DEH电脑、#3机组网控屏、110kV和35kV系统DCS电脑失电，机电炉失去监控与操作，检查发现网控屏时钟电源消失，后试送“控制室BTG控制盘”网控屏电源恢复。#3机组DCS，DCS系统可操作。
检修人员到达控制室发现键盘损坏无法操作，更换后，恢复服务器，所有电脑程序全部恢复。随后，开始排查DCS失电原因，发现UPS室内有焦糊味，发现#3机组UPS控制柜报警，打开UPS柜门发现UPS直流电容爆裂，电解液流至下方两块电路板上，另两个电容也有过热现象。为#3机组UPS装置故障造成#3机组DCS、DEH电脑瞬时失电和控制室BTG控制盘开关跳闸。UPS已由主回路切换至静态旁路运行。汇报值长后，下令改为#3机组UPS负载由旁路切换至维修旁路运行，#3机UPS装置退出运行，将故障点
隔离。
1.2 汽机专业
电气人员查看直流电源接地，各专业注意监盘。发现工业水泵甲自启动，后手动停止运行。值班室警报响起，#3机组所有电脑退出DCS画面，白屏后DCS进入到登陆输入密码状态，同时网控屏失电，所有表计电源消失。此时汽机无任何操作调控手段，值长要求立即恢复以上系统，同时要求值班员密切监视负荷的变化，并安排一名检修人员到除氧器监视除氧器水位，一名检修人员监视凝结器水位，做好手动摇给泵勺管的准备。同时要求每位值班人员做好事故预想和停机的准备。随着系统的恢复，#3机组DCS画面恢复，DCS系统可操作，网控屏恢复送电、各表计均显示正常。
1.3 锅炉专业
故障现象发生前，汽包水位异常、炉膛压力异常、引风机跳闸、一次风机跳闸、汽机跳闸、流化风量低、“J”阀风机跳闸、给水泵全停以上保护投入，给水自动投入。
直流接地信号发出，“J”阀风机乙、“J”阀风机丙出口挡板自动关闭，“J”阀风机甲挡板自动打开，电机变黄，“J”阀风机甲开关在合闸位置，但电机未转动，“J”阀风系统压力升高。值长下达命令，手动开启乙、丙出口挡板，关闭甲挡板，“J”阀风系统恢复正常，“J”阀风机甲电机手动恢复至分闸位置，颜色变绿，正常备用。
值班室警报响起，#3机组所有电脑退出DCS画面，白屏。网控屏失电，所有表计电源消失，此时锅炉无任何操作调控手段。值长下达命令要求恢复以上系统，调动运行人员去现场加强汽包层就地水位、给煤机运行状况、各辅机的监视，同时做好随时停止给煤机运行和按下吸风机事故按钮处的准备以及做好水位高时手动打开事故放水门的准备，避免汽包满水事故的发生。系统恢复中，经查看负荷潮流监视#3炉负荷稳定，水位稳定，给煤机运行无异常，各辅机运转均正常。
系统恢复后，#3机组DCS画面恢复，DCS系统可操作，网控屏恢复送电、各表计显示正常。组织人员全面检查，恢复各系统正常运行方式。
2 故障原因分析
2.1 直接原因
#3机组UPS控制柜直流电容介质击穿产生高温，电容器爆浆，电解液流至正下方电路板上，由于直流电容介质击穿短路导致#3机组直流系统负极接地，发出直流接地信号。UPS装置发出“直流高压信号”信号，主回路QIRP开关跳闸，UPS整流变退出运行，蓄电池对UPS进行供电，UPS静态开关SSI投入、SSB退出，UPS自动切换至静态旁路供电。在电源切换后，旁路输出26A电流，切除蓄电池直流开关后直流电流消失，直流接地信号消失。UPS在切换过程中未能做到无扰切换，从而使#3机DCS服务器和操作员站退出DCS操作画面和控制室BTG控制盘网控开关
跳闸。
2.2 间接原因
运行值长无授权密码权限，在第一时间无法恢复DCS服务器计算机程序。
检修人员在到达现场为寻找键盘，无法在短时间内恢复DCS服务器计算机程序。
3 故障暴露出的主要问题
电气运行人员在查找直流接地点时，无操作票，无拉合开关顺序表。
UPS设备的维护、保养、检测不到位。
处理缺陷、事故中未对重要工作进行排序，对影响机组安全运行的缺陷及事故处理认识不足，导致恢复时间
延长。
对影响机组安全运行的隐患、缺陷及事故认识不足，未第一时间到现场组织人员处理事故。
4 应对措施
对#3机组UPS损坏电容及电路板进行更换，同时针对#3机组UPS电容爆浆导致DCS电脑失电的事故，开展全厂各机组UPS电容、风扇等使用超期零部件进行专项检查
活动。
进一步优化提高机组DCS电源系统的运行可靠性，在不同机组单独配备独立的UPS电源的基础上，可以适当采用内部电源冗余设计，在电源模件容量设计时应预留足够的冗余空间，即电源模块中的一半电源模件供电容量作为供电，另一半处于充电状态，在DCS系统在电源失电或电源间相互切换时提供可靠电源，以保证机组DCS监控系统内部具备良好的操作能力，进而可以提高机组的整体运行效率的目的。
完善、充实标准操作票内容，制定对直流接地时的查找排查顺序表及标准操作票。
完善工程师站、操作员站、值长台计算机设备及系统的密码分级管理制度，切实做到在最短时间内能恢复各系统运行。
完善值班管理制度，做到在第一时间安排处理重大缺陷、隐患及事故，保证机组的安全运行；制定影响系统、机组安全运行的重大缺陷、隐患及事故的处理顺序表。
制定UPS维护规范，完善UPS定期检修及零部件的使用周期更换制度；应举一反三切实转变免维护设备不需维护的观念，对全厂免维护设备进行排查，制定相应的维护、保养、检测的规程或规范。
针对此次UPS故障，对UPS工作原理、供电系统、故障处理及UPS检修规程、运行规程开展技术培训工作。
结合本次故障《二十五项重点反措》，制定补充现有紧急事故处理措施。
参考文献
[1] 王斌，金生祥.DCS失电处理及事故预案[J].华北电力技术，2006，（12）：9-11.
[2] 成志刚.电厂DCS系统存在的问题及解决方案[J].电力安全技术，2008，（3）.
作者简介：章峰，上海大屯能源股份有限公司热电项目筹建处电气工程师，研究方向：电气自动化。