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電源是DCS能否正常工作的重要環(huán)節(jié),基于微處理器和動態(tài)存儲器的DCS對電源要求特別嚴格,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切換至另一路,但是在實際應用中仍會出現(xiàn)一些問題,下面以新鄉(xiāng)火電廠4號機DEH系統(tǒng)的一起電源故障為例進行分析探討。
1 設備概況
新鄉(xiāng)火電廠4號機電調系統(tǒng)于2000年10月改造為汽輪機數(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)電機組的實時控制系統(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,一路來自不間斷電源系統(tǒng)(UPS),一路來自熱工變,這2路電源經過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等設備和其它調試設備的電源。同時,配電箱還具有報警功能,可分別輸出各路電源的掉電報警。其配電箱原理見圖1。
圖1 DEH-IIIA電源配電箱原理
2 故障現(xiàn)象
2001-08-01,4號機熱工盤所屬部分電動門指示燈突然閃爍燒毀,造成臥盤上電動門短時失去監(jiān)視,同時4號機正常運行中DEH突然由自動跳為手動,經檢查發(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自不停電電源(UPS),一路來自熱工變。其中來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自UPS的電源向2路DPU供電。由于在DPU11燒壞的同時熱工盤所屬部分電動門指示燈也突然閃爍燒毀,而其電源都取自4號機熱工變,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 應對措施
DCS的電源故障由于牽涉的信號比較多,影響較大,處理不好容易造成停機等事故,因此往往需要謹慎處理。針對這次電源引起的故障現(xiàn)象,意識到熱工變電源不穩(wěn)定,有可能會再次出現(xiàn)類似的問題,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,自動與手動之間的切換情況及試驗記錄,采取了如下措施:
(1) 確認電源模塊工作正常,確認AST電磁閥供電情況正常;
(2) 另送一路UPS電源至4號機組DEH主控制柜(不送電);
(3) 在4號機組DEH主控制柜背面下方軌道加裝5點端子排,下口接入新拉的UPS電源并標好極性(不送電);
(4) 確認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4號機UPS、熱工變閘門盤供DEH電源接線位置;
(6) 在機組穩(wěn)定運行的情況下將4號機DEH切至手動,手動運行時禁止加減負荷,同時運行人員加強機組各參數(shù)監(jiān)視,保證機組正常運行;
(7) 拉出熱工變閘門盤供DEH電源小車開關,斷開熱工變閘門盤供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沒有失電,DEH全面檢查后恢復DEH自動運行,新送的一路UPS電源不送電。如果DPU31失電(當電源切換繼電器故障時會出現(xiàn)這種情況),應立即拆出DPU31電源線,接至加裝的端子排上口送來的UPS電源端子上,接好線后送電;
(9) 在機組停運時更換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
由于DCS系統(tǒng)的重要性和復雜性,其電源故障就好象后院起火一樣,處理起來十分困難,因此,保證DCS供電電源的質量和配電箱的合理設計就顯得特別重要。通過對這次DEH電源故障的處理,總結出以下經驗:
(1) 對DEH(DCS)的供電回路除要求高度可靠外還要保證供電的品質,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路供電都正常時應分別取自2路供電電源,以減少電源之間的相互影響,同時在一路電源故障時該路DPU供電應能自動切換至另一路,以保證DPU的冗余配置;
(3) 最好能定期(在機組停運時)進行DCS系統(tǒng)電源的切換試驗,以防止切換繼電器故障。