北仑电厂二期DCS系统存在问题分析和处理措施

电力18讯：    作者：程 真　赵万荣　

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。
   1.4 PCU柜内5VDC系统电源电压不正常。电源系统底板上5VDC电压测量值一般在5.10~5.20VDC之间，但进入卡件时很多柜子的电压却在5V以下，三号机曾有三个控制柜的电压跌至4.76VDC左右，引起部分I/O卡不能正常工作。经检查发现电源底板与旁边的电源母线之间的连接电缆存在较大的压降，认为是由于电缆的多芯铜线时间一久表面氧化与线鼻子之间接触不良引起的。处理方法是在机组大修期间对所有5VDC电缆的铜线与线鼻子之间进行焊接处理，使所有的铜线与线鼻子焊接在一起，经检测考验，效果比较理想，压降可保持在0.01~0.02VDC之间。
   2. 模件故障的分析处理
   DCS控制卡件分MFP03多功能处理器模件和I/O模件及NPM/NIS通讯模件。MFP03多功能处理器模件均采用1:1冗余配置。
   2.1常见MFP03的故障包括可恢复的模件故障和不可恢复模件损坏的硬故障。主要有以下几种： MFP03状态指示灯变红表示该MFP03故障<