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從一起電源故障談DCS電源可靠性
評(píng)論： 更新日期：2008年10月29日
電源是DCS能否正常工作的重要環(huán)節(jié)，基于微處理器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的DCS對(duì)電源要求特別嚴(yán)格，為盡量避免因電源故障引起DCS系統(tǒng)失靈，各分散控制制造廠家對(duì)硬件的配電部分都十分重視，除提高電源部件本身的可靠性外，一般采用2路單相交流220 V供電，一路故障后可以自動(dòng)切換至另一路，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，下面以新鄉(xiāng)火電廠4號(hào)機(jī)DEH系統(tǒng)的一起電源故障為例進(jìn)行分析探討。
1 設(shè)備概況
新鄉(xiāng)火電廠4號(hào)機(jī)電調(diào)系統(tǒng)于2000年10月改造為汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH-IIIA型，該系統(tǒng)是采用高壓抗燃油的電站汽輪發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其硬件是由XDPS-400系列的分散處理單元DPU(雙路冗余)、工程師站、操作員站及I/O卡件組成，根據(jù)系統(tǒng)電源可靠性要求，其供電系統(tǒng)采用2路交流220V輸入，一路來(lái)自不間斷電源系統(tǒng)(UPS)，一路來(lái)自熱工變，這2路電源經(jīng)過(guò)配電箱濾波之后得到2路正常電源，作為I/O電源，并提供1路切換后的電源，作為DPU等設(shè)備和其它調(diào)試設(shè)備的電源。同時(shí)，配電箱還具有報(bào)警功能，可分別輸出各路電源的掉電報(bào)警。其配電箱原理見(jiàn)圖1。
圖1 DEH-IIIA電源配電箱原理
2 故障現(xiàn)象
2001-08-01，4號(hào)機(jī)熱工盤(pán)所屬部分電動(dòng)門(mén)指示燈突然閃爍燒毀，造成臥盤(pán)上電動(dòng)門(mén)短時(shí)失去監(jiān)視，同時(shí)4號(hào)機(jī)正常運(yùn)行中DEH突然由自動(dòng)跳為手動(dòng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)DPU11電源燈滅，DPU的工作方式由DPU11主控切換成DPU31主控，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)DEH系統(tǒng)兩路電源正常，而DPU11已被燒壞，初步判斷為突發(fā)的電源不穩(wěn)引起DPU11故障。
3 原因分析
由圖1我們可以看到，到DEH配電箱的供電一路來(lái)自不停電電源(UPS)，一路來(lái)自熱工變。其中來(lái)自熱工變的電源為主供電源，在雙路電源都帶電的情況下由來(lái)自熱工變電源提供切換輸出向2路DPU送電，在熱工變故障的情況下由來(lái)自UPS的電源向2路DPU供電。由于在DPU11燒壞的同時(shí)熱工盤(pán)所屬部分電動(dòng)門(mén)指示燈也突然閃爍燒毀，而其電源都取自4號(hào)機(jī)熱工變，因此可以判斷這次故障是由于熱工變供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定造成的。
4 應(yīng)對(duì)措施
DCS的電源故障由于牽涉的信號(hào)比較多，影響較大，處理不好容易造成停機(jī)等事故，因此往往需要謹(jǐn)慎處理。針對(duì)這次電源引起的故障現(xiàn)象，意識(shí)到熱工變電源不穩(wěn)定，有可能會(huì)再次出現(xiàn)類似的問(wèn)題，為了提高DEH系統(tǒng)的可靠性，防止事故的再次發(fā)生，決定切除熱工變電源，并在條件許可時(shí)將原取自熱工變的電源改為取自另一路UPS電源。由于熱工變是主供電，因此我們做了較多的事故預(yù)想，根據(jù)DEH圖紙和以前UPS、熱工變2路電源切換情況，以及電源模塊之間，DPU與DPU之間，自動(dòng)與手動(dòng)之間的切換情況及試驗(yàn)記錄，采取了如下措施：
(1) 確認(rèn)電源模塊工作正常，確認(rèn)AST電磁閥供電情況正常；
(2) 另送一路UPS電源至4號(hào)機(jī)組DEH主控制柜(不送電)；
(3) 在4號(hào)機(jī)組DEH主控制柜背面下方軌道加裝5點(diǎn)端子排，下口接入新拉的UPS電源并標(biāo)好極性(不送電)；
(4) 確認(rèn)DEH主控DPU為DPU31，檢查DPU31、DPU11電源接線方式(切換電源供電)并查明極性；
(5) 確認(rèn)4號(hào)機(jī)UPS、熱工變閘門(mén)盤(pán)供DEH電源接線位置；
(6) 在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的情況下將4號(hào)機(jī)DEH切至手動(dòng)，手動(dòng)運(yùn)行時(shí)禁止加減負(fù)荷，同時(shí)運(yùn)行人員加強(qiáng)機(jī)組各參數(shù)監(jiān)視，保證機(jī)組正常運(yùn)行；
(7) 拉出熱工變閘門(mén)盤(pán)供DEH電源小車(chē)開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)熱工變閘門(mén)盤(pán)供DEH電源；
(8) 熱工變電源停用后，檢查DEH主控DPU31是否工作正常，如果DPU31沒(méi)有失電，DEH全面檢查后恢復(fù)DEH自動(dòng)運(yùn)行，新送的一路UPS電源不送電。如果DPU31失電(當(dāng)電源切換繼電器故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況)，應(yīng)立即拆出DPU31電源線，接至加裝的端子排上口送來(lái)的UPS電源端子上，接好線后送電；
(9) 在機(jī)組停運(yùn)時(shí)更換DPU11，并將原取自熱工變的電源更改為取自另一路UPS電源。
5 小結(jié)
由于DCS系統(tǒng)的重要性和復(fù)雜性，其電源故障就好象后院起火一樣，處理起來(lái)十分困難，因此，保證DCS供電電源的質(zhì)量和配電箱的合理設(shè)計(jì)就顯得特別重要。通過(guò)對(duì)這次DEH電源故障的處理，總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：
(1) 對(duì)DEH(DCS)的供電回路除要求高度可靠外還要保證供電的品質(zhì)，最好把UPS作為DEH(DCS)的主供電電源；
(2) DEH-IIIA系統(tǒng)DPU電源在2路供電都正常時(shí)應(yīng)分別取自2路供電電源，以減少電源之間的相互影響，同時(shí)在一路電源故障時(shí)該路DPU供電應(yīng)能自動(dòng)切換至另一路，以保證DPU的冗余配置；
(3) 最好能定期(在機(jī)組停運(yùn)時(shí))進(jìn)行DCS系統(tǒng)電源的切換試驗(yàn)，以防止切換繼電器故障。
車(chē)間安全生產(chǎn)注意事項(xiàng)
