火電機(jī)組DCS失電故障原因分析及對(duì)策
發(fā)布日期：2016-03-04 來源：作者:章峰 上海大屯能源股份有限公司
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發(fā)電廠3#機(jī)組UPS故障造成DCS服務(wù)器、操作員站程序退出。
一、故障現(xiàn)象
1、電氣專業(yè)
3#機(jī)組警鈴響起，“單元機(jī)組總異常”信號(hào)發(fā)出，電氣檢查發(fā)現(xiàn)3#機(jī)組直流系統(tǒng)接地，測(cè)量正負(fù)極對(duì)地電壓，負(fù)對(duì)地電壓為零，即對(duì)3#機(jī)組直流屏接路查找接地點(diǎn)，拉開3#機(jī)組高低壓輔機(jī)控制電源后未查出接地點(diǎn)。電氣運(yùn)行人員匯報(bào)值長(zhǎng)，聯(lián)系檢修繼保班處理。
3#機(jī)組事故音響報(bào)警，3#機(jī)組機(jī)電爐DCS、DEH電腦、3#機(jī)組網(wǎng)控屏、110kV和35kV系統(tǒng)DCS電腦失電，機(jī)電爐失去監(jiān)控與操作，檢查發(fā)現(xiàn)網(wǎng)控屏?xí)r鐘電源消失，后試送“控制室BTG控制盤”網(wǎng)控屏電源恢復(fù)，3#機(jī)組DCS系統(tǒng)可操作。
檢修人員到達(dá)控制室發(fā)現(xiàn)鍵盤損壞無法操作，更換后，恢復(fù)服務(wù)器，所有電腦程序全部恢復(fù)。隨后，開始排查DCS失電原因，發(fā)現(xiàn)UPS室內(nèi)有焦糊味，3#機(jī)組UPS控制柜報(bào)警，打開UPS柜門發(fā)現(xiàn)UPS直流電容爆裂，電解液流至下方兩塊電路板上，另兩個(gè)電容也有過熱現(xiàn)象。為3#機(jī)組UPS裝置故障造成3#機(jī)組DCS、DEH電腦瞬時(shí)失電和控制室BTG控制盤開關(guān)跳閘。UPS已由主回路切換至靜態(tài)旁路運(yùn)行。匯報(bào)值長(zhǎng)后，下令改為3#機(jī)組UPS負(fù)載由旁路切換至維修旁路運(yùn)行，3#機(jī)UPS裝置退出運(yùn)行，將故障點(diǎn)隔離。
2、汽機(jī)專業(yè)
電氣人員查看直流電源接地，各專業(yè)注意監(jiān)盤。發(fā)現(xiàn)工業(yè)水泵甲自啟動(dòng)，后手動(dòng)停止運(yùn)行。值班室警報(bào)響起，3#機(jī)組所有電腦退出DCS畫面，白屏后DCS進(jìn)入到登陸輸入密碼狀態(tài)，同時(shí)網(wǎng)控屏失電，所有表計(jì)電源消失。此時(shí)汽機(jī)無任何操作調(diào)控手段，值長(zhǎng)要求立即恢復(fù)以上系統(tǒng)，同時(shí)要求值班員密切監(jiān)視負(fù)荷的變化，并安排一名檢修人員到除氧器監(jiān)視除氧器水位，一名檢修人員監(jiān)視凝結(jié)器水位，做好手動(dòng)搖給水泵勺管的準(zhǔn)備。同時(shí)要求每位值班人員做好事故預(yù)想和停機(jī)的準(zhǔn)備。隨著系統(tǒng)的恢復(fù)，3#機(jī)組DCS畫面恢復(fù)，DCS系統(tǒng)可操作，網(wǎng)控屏恢復(fù)送電、各表計(jì)均顯示正常。
3、鍋爐專業(yè)
故障現(xiàn)象發(fā)生前，汽包水位異常、爐膛壓力異常、引風(fēng)機(jī)跳閘、一次風(fēng)機(jī)跳閘、汽機(jī)跳閘、流化風(fēng)量低、“J”閥風(fēng)機(jī)跳閘、給水泵全停以上保護(hù)投入，給水自動(dòng)投入。
直流接地信號(hào)發(fā)出，“J”閥風(fēng)機(jī)乙、“J”閥風(fēng)機(jī)丙出口擋板自動(dòng)關(guān)閉，“J”閥風(fēng)機(jī)甲擋板自動(dòng)打開，電機(jī)變黃，“J”閥風(fēng)機(jī)甲開關(guān)在合閘位置，但電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)，“J”閥風(fēng)系統(tǒng)壓力升高。值長(zhǎng)下達(dá)命令，手動(dòng)開啟乙、丙出口擋板，關(guān)閉甲擋板，“J”閥風(fēng)系統(tǒng)恢復(fù)正常，“J”閥風(fēng)機(jī)甲電機(jī)手動(dòng)恢復(fù)至分閘位置，顏色變綠，正常備用。
值班室警報(bào)響起，3#機(jī)組所有電腦退出DCS畫面，白屏。網(wǎng)控屏失電，所有表計(jì)電源消失，此時(shí)鍋爐無任何操作調(diào)控手段。值長(zhǎng)下達(dá)命令要求恢復(fù)以上系統(tǒng)，調(diào)動(dòng)運(yùn)行人員去現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)汽包層就地水位、給煤機(jī)運(yùn)行狀況、各輔機(jī)的監(jiān)視，同時(shí)做好隨時(shí)停止給煤機(jī)運(yùn)行和按下吸風(fēng)機(jī)事故按鈕處的準(zhǔn)備以及做好水位高時(shí)手動(dòng)打開事故放水門的準(zhǔn)備，避免汽包滿水事故的發(fā)生。系統(tǒng)恢復(fù)中，經(jīng)查看負(fù)荷潮流監(jiān)視3#爐負(fù)荷穩(wěn)定，水位穩(wěn)定，給煤機(jī)運(yùn)行無異常，各輔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均正常。
系統(tǒng)恢復(fù)后，3#機(jī)組DCS畫面恢復(fù)，DCS系統(tǒng)可操作，網(wǎng)控屏恢復(fù)送電、各表計(jì)顯示正常。組織人員全面檢查，恢復(fù)各系統(tǒng)正常運(yùn)行方式。
二、故障原因分析
1、直接原因
3#機(jī)組UPS控制柜直流電容介質(zhì)擊穿產(chǎn)生高溫，電容器爆漿，電解液流至正下方電路板上，由于直流電容介質(zhì)擊穿短路導(dǎo)致3#機(jī)組直流系統(tǒng)負(fù)極接地，發(fā)出直流接地信號(hào)。UPS裝置發(fā)出“直流高壓信號(hào)”信號(hào)，主回路QIRP開關(guān)跳閘，UPS整流變退出運(yùn)行，蓄電池對(duì)UPS進(jìn)行供電，UPS靜態(tài)開關(guān)SSI投入、SSB退出，UPS自動(dòng)切換至靜態(tài)旁路供電。在電源切換后，旁路輸出26A電流，切除蓄電池直流開關(guān)后直流電流消失，直流接地信號(hào)消失。UPS在切換過程中未能做到無擾切換，從而使3#機(jī)DCS服務(wù)器和操作員站退出DCS操作畫面和控制室BTG控制盤網(wǎng)控開關(guān)跳閘。
2、間接原因
運(yùn)行值長(zhǎng)無授權(quán)密碼權(quán)限，在第一時(shí)間無法恢復(fù)DCS服務(wù)器計(jì)算機(jī)程序。
檢修人員在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)為尋找鍵盤，無法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)DCS服務(wù)器計(jì)算機(jī)程序。
三、故障暴露出的主要問題
1、電氣運(yùn)行人員在查找直流接地點(diǎn)時(shí)，無操作票，無拉合開關(guān)順序表。
2、UPS設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)、檢測(cè)不到位。
3、處理缺陷、事故中未對(duì)重要工作進(jìn)行排序，對(duì)影響機(jī)組安全運(yùn)行的缺陷及事故處理認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)。
4、對(duì)影響機(jī)組安全運(yùn)行的隱患、缺陷及事故認(rèn)識(shí)不足，未第一時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)組織人員處理事故。
四、應(yīng)對(duì)措施
1、對(duì)3#機(jī)組UPS損壞電容及電路板進(jìn)行更換，同時(shí)針對(duì)3#機(jī)組UPS電容爆漿導(dǎo)致DCS電腦失電的事故，對(duì)全廠各機(jī)組UPS電容、風(fēng)扇等使用超期零部件進(jìn)行專項(xiàng)檢查活動(dòng)。
2、進(jìn)一步優(yōu)化和提高機(jī)組DCS電源系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，在不同機(jī)組單獨(dú)配備獨(dú)立的UPS電源的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)采用內(nèi)部電源冗余設(shè)計(jì)，在電源模件容量設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留足夠的冗余空間，即電源模塊中的一半電源模件供電容量作為供電，另一半處于充電狀態(tài)，為DCS系統(tǒng)在電源失電或電源間相互切換時(shí)提供可靠電源，以保證機(jī)組DCS監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部具備良好的操作能力，進(jìn)而可以提高機(jī)組的整體運(yùn)行效率的目的。
3、完善、充實(shí)標(biāo)準(zhǔn)操作票內(nèi)容，制定對(duì)直流接地時(shí)的查找排查順序表及標(biāo)準(zhǔn)操作票。
4、完善工程師站、操作員站、值長(zhǎng)臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)的密碼分級(jí)管理制度，切實(shí)做到在最短時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)各系統(tǒng)運(yùn)行。
5、完善值班管理制度，做到在第一時(shí)間安排處理重大缺陷、隱患及事故，保證機(jī)組的安全運(yùn)行；制定影響系統(tǒng)、機(jī)組安全運(yùn)行的重大缺陷、隱患及事故的處理順序表。
6、制定UPS維護(hù)規(guī)范，完善UPS定期檢修及零部件的使用周期更換制度；應(yīng)舉一反三切實(shí)轉(zhuǎn)變免維護(hù)設(shè)備“不需維護(hù)”的觀念，對(duì)全廠免維護(hù)設(shè)備進(jìn)行排查，制定相應(yīng)的維護(hù)、保養(yǎng)、檢測(cè)的規(guī)程或規(guī)范。
7、針對(duì)此次UPS故障，對(duì)UPS工作原理、供電系統(tǒng)、故障處理及UPS檢修規(guī)程、運(yùn)行規(guī)程開展技術(shù)培訓(xùn)工作。制定補(bǔ)充現(xiàn)有緊急事故處理措施。
