dcs典型故障原因分析与防范对策

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1、DCS典型故障原因分析与防范对策 一、前 言      DCS在国内大型火力发电机组上应用始于上世纪八十年代后期，到目前为止只有二十几年的运行经验。华能国际电力股份有限公司整套引进350MW机组，投资建设的南通、上安、大连、福州电厂是国内最早应用DCS的电厂。      随着火力发电机组自动化水平的不断提高，单元机组DCS系统的功能范围不断扩大。近两年新建和改造机组的单元控制室内除用于紧急停机、停炉用的后备手操外，其余操作全部依赖于DCS。因而，由于DCS本身故障引起的跳机现象时有发生。所以，如何提高DCS的可靠

2、性作为一个重要课题摆在了从事热工自动化工作的各位人士的面前。      由于工作关系，有机会到过三十多家火电厂收资、交流或验收，接触到应用DCS的100～700MW单元机组近八十台，几乎覆盖了国内应用过的所有类型的DCS，对各种类型的DCS发生的故障有较多的了解，无论是进口DCS，还是国产DCS，尽管在原理、结构上迥异，包含的子系统也不一样多，但都或多或少地出现过一些相类似的故障，通过对典型故障进行深入细致地分析，找出故障的真正原因，举一反三，制定出防范措施，并正确地实施，可以很好地防止此类DCS故障的重复发生。

3、本文列举了几个典型的DCS故障案例，供从事热工技术管理及检修人员参考。二、案例一 控制器重启引发机组跳闸2.1 事件经过      2001年11月1日，A电厂4号机组停机前有功负荷270MW，无功96MVar，A、B励磁调节器自动并列运行，手动50Hz柜跟踪备用。      14时26分，事故音响发出，发电机出口开关、励磁开关跳闸，"调节器A柜退出运行"、"调节器B柜退出运行"等报警信号发出，机组解列。对ECS控制系统检查、试验，发现#14控制器发生故障已离线，与之冗余的＃34控制器发生重启，更换了#14和＃3

4、4控制器主机板后，机组重新启动，不久，发变组与系统并列。2.2原因分析      根据历时数据分析，13时31分，#14控制器硬件故障而离线运行，热备用的#34控制器自动由辅控切为主控。14时26分，#34控制器由于通讯阻塞引起"WATCHDOG"误判断，致使控制器重启。由于控制器控制励磁调节器的方式为长信号，没有断点保护功能，#34控制器重启后，不能自动回到断点前的状态，导致A、B调节器自动退出运行，手动50Hz柜自动投入。由于发电机失磁，发电机端电压下降，导致厂用电源电压降低，手动50Hz柜输出电压继续降低，

5、手动50Hz柜投入后发电机没有脱离失磁状态，直至切除励磁装置，造成发电机失磁保护动作，发电机出口开关跳闸。#14控制器和#34控制器控制发变组设备，包括厂用电切换的备自投继电器接点BK，#34控制器重启后，BK自动复位，继电器接点断开，BK投到退出位置，造成6KV电源开关6410、6420开关自投不成功。2.3防范措施2.3.1将故障控制器更换。后来制造厂确认这一批主板晶振存在问题，同意免费更换，利用停机机会更换4号机组所有控制器主板。2.3.2增加任一控制器、I/O卡、通讯卡离线报警功能。2.3.3程序内部"W

6、ATCHDOG"的时间设置太短，易造成误判断，对所有控制器进行软件升级。2.3.4调节器AQK、BQK方式开关和厂用电备自投BK开关组态图增加断点保护功能，防止控制器自启动后，励磁调节器和厂用电自投开关退出运行。2.3.5检查ECS系统的所有组态，对存在以上问题的逻辑进行修改。2.3.6联系调节器厂家，使调节器内部可以作到运行状态自保持，将控制器控制调节器的方式改为短脉冲信号控制。2.6.7在ECS内增加手动50Hz柜输出电压自动跟踪功能。三、案例二在线传代码致使机组解列3.1事件经过      2002年7月1

7、2日，B电厂＃5机组监盘人员发现机组负荷从552MW迅速下降，主汽压力突升，汽轮机调门开度，由原来的20%关闭到10%并继续关闭，高调门继续迅速关闭至0%，机组负荷降低至5MW，运行人员被迫手动紧急停炉，汽轮机跳闸，发电机解列。3.2原因分析      DCS与汽轮机控制系统分别由两家国外公司制造，两系统差异较大，通讯问题没有很好地解决，存在一些难以消除的缺陷。热控人员在DCS工程师站上向负责DCS与汽轮机控制系统通讯的PLC传送通讯代码时，DCS将汽轮机阀位限制由正常运行中的120%修改为0.25%，造成汽机1

8、、2、3号调门由20%关闭至0%，机组负荷由552MW迅速降至5MW。3.3 防范措施3.3.1机组运行期间，禁止DCS传代码工作。3.3.2机组停运期间，DCS传代码时，应经运行班长同意，并做好安全措施。3.3.2将DCS操作员站对汽轮机控制系统操作员站画面进行操作的功能闭锁，但在DCS操作员站上仍能监视到汽轮机控制系统的信息。四、案例三 DCS工作站时钟混乱引发DCS