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摘要 通过对北仑发电厂二期3台600MW机组DCS系统运行中出现的故障情况和故障原因的分析,提出了故障出现时相应的处理对策,尤其是通讯故障对运行工况影响严重时,给出了做好关键安措预案的方法,对类似过程中运行操作也具有一定的借鉴意义。
关键词 DCS控制系统 故障分析 处理对策
北仑发电厂二期3×600MW亚临界燃煤机组,仪控设备采用美国Bailey公司生产的INFI-90系统。3台机组分别于2000年7月8日、7月28日和9月28日通过168小时满负荷试运行移交商业运行。在二期INFI-90控制系统中,包括协调控制系统(CCS)、燃烧器管理系统(BMS)、程序控制系统(SCS)、数据采集系统(DAS)、汽机防进水系统(TWIP)。这些功能都是由多功能处理卡MFP03和相应的I/O子模件来实现的。所有的多功能处理器MFP03均采用1:1冗余配置。
人机接口设备采用BAILEY公司OIS43,每台机组配有8个单独节点(NODE),以增加运行安全可靠性。
以下是对二期DCS系统存在问题的分析和处理措施的总结。
1. 过程控制单元(PCU)电源系统故障分析处理
INFI-90系统PCU柜内使用的是模件化电源系统MPSII,采用2N供电方式,一路是UPS供电,另一路是厂保安电源。任何一路电源的故障都不会影响到控制柜内模件正常工作。常见PCU柜电源系统故障情况如下:
1.1 电源系统卡件有三种:系统电源卡IPSYS01、现场电源模件IPFLD125和电源监视模件IPMON01。IPSYS01系统电源卡主要提供5V、15V、-15VDC系统电压和25.5VDC I/O电压。该种卡件的损坏率较高, 5V、15V、-15VDC 25.5VDC的LED状态指示灯“变红”故障,须更换损坏卡件才能消除电源卡故障。也有5V、15V、-15VDC 25.5VDC的LED状态指示灯“绿闪”情况出现。主要原因是IPSYS01卡件的直流转换过电流引起,现场信号瞬间接地或I/O卡件内短路引起5V、15V、-15VDC 25.5VDC电源过流,使电源卡损坏。处理时先将新IPSYS01电源卡插入PCU柜相应电源槽内,依次拔出原PCU柜中的IPSYS01电源卡,观察“绿闪”IPSYS01电源卡上的指示灯消失,且IPMON01监视卡上所有LED灯均显示正常,说明故障电源卡已找到,更换损坏卡件,系统即能恢复正常。
1.2 IPFLD125现场电源模件主要为开关量输入信号的提供125VDC电源。该种卡件在使用中故障率较IPSYS01低,开关量端子板上都装有0.25A的速熔熔丝,一般不会引起电源的过流现象。机组投运初期故障情况较少见,但随着时间推移,电源模件老化加上厂保安电源偶尔波动,都是引起IPFLD125现场电源模件上的PFC灯、125VDC灯红色故障报警的因素。
1.3 IPMON01电源监视模件用于监视整个PCU柜电源系统运行状态,包括对IPSYS01及IPFLD125的工作情况、冷却风扇运转情况及机箱温度等的监视。运行中IPMON01卡件的常见故障主要是机箱温度高信号引起误报警,原因是卡件内的2个热敏电阻比较容易损坏。另外,卡件与MMU机架之间接触不良也往往会引起误报警。但IPMON01电源监视模件的PFI功能设置不当,可能会以因PCU供电电压瞬间波动或就地信号瞬间接地,引起PCU柜严重故障,甚至使机组MFT。如:2004年4月2日,5号机组正常运行负荷600MW时,硬报警盘出现“CCS CONTROL CARD TROUBLE”报警,随后在运行人员来不及处理的情况下,机组即跳闸; SOE上提示 “CCS LOSS OF POWER(SOE) MFT”。事件发生的根本原因是由于PCU1 的系统电源瞬间电压下降,引发监视卡的PFI动作,导致PCU1的所有卡件停止工作。另一次是在停运的#3机组PCU柜做UPS和保安电源切换模拟试验时,因IPMON01电源监视模件故障,UPS电源无法无扰切至保安电源,造成PCU柜全部卡件失电故障。避免以上严重故障的措施,一是维持PCU柜供电电压稳定,使5V、15V、-15VDC和25.5VDC的上下波动范围分别控制在200mV、300 Mv、1.5V以内,二是屏蔽IPMON01电源监视模件的电源故障中断PFI功能。