火电厂DCS失电故障原因研究和应对措施

吴艳华

华能营口热电有限责任公司，辽宁营口 115000

在火电厂机组监测装置中，DCS系统是控制和监测机组工作状态的核心部分，其直观地体现出机组自动化调节水平及其是否稳定、安全地运作。DCS系统主要是在软、硬件结合的方式下实现控制及监测的功能，硬件如操作平台、通信设备等，软件基本上是在计算机、微处理器中执行。在DCS系统中，计算机、微处理器是运算控制调度的中心设备，可通过对其编程以实现对机组监控的操作执行，若系统突然失电，则可能会造成机组异常停运，影响正常供电，更甚者可能会因系统控制操作平台停止运行，使得机组主、辅设备工作紊乱，造成设备损坏等问题。因而，为保障火电厂机组设备的安全、稳定工作，减少经济损失，做好DCS系统失电问题的预防及处理意义非常重大。

1 造成火电厂DCS失电故障的主要原因

由于火电厂的结构设计、运营时间及对机组主、辅设备的控制要求的差异性等因素，其所需的DCS系统在设计及技术水平上也体现出不同。然而在失电故障原因上，其表现的较为一致，大体体现在如下几个方面。

1.1 供电配置方式存在失电风险

DCS系统的正常使用需依赖于合理的电源供给方式，随着系统更高的配置要求，对电源的使用配置要求也更高，当前绝大多数的火电厂的供电配置基本上使用一路UPS、一路厂用电模式对系统供电。然而由于其使用的切换接触器本身性能上存在不足，在供电电压发生跳变现象时，不能及时响应补救，进而使得输出的电能无质量保证，其供电系统提供的电源可能会达不到系统所需的电压值，进而可能会引起DCS工作系统发生失电故障。

1.2 机组DCS系统继电保护设计不合理

在对机组中的辅助性设备进行操作控制，如燃煤系统、电气系统等的开关等，一般是DCS系统直接发出控制命令信号而完成的，而无闭环反馈系统的设计。因而在DCS系统发生故障的情况下，将无法快速地停止辅助系统的运行，进而会导致汽轮机转速异常、油泵工作压力过大等现象，加大设备受损程度；另外，一些机组在建设DCS控制系统时，未能配置可靠的电源监测系统及故障报警处理，因而造成失电故障的处理效率较低。

1.3 DCS系统设备间的兼容性差

由于DCS系统所需的设备生产条件、工作方式及内部结构的差异等，其在共同作用实现对设备等的监测功能时，相互间兼容性与理论分析上有所不同，进而在进行信号采集、通信、判断处理等过程无法充分配合，从而使得DCS系统功能无法完成统一调度，影响其监测性能。

2 DCS系统失电故障处理措施

2.1 UPS电源优化配置

针对厂用电供电方式，受生产技术的限制，目前的市场中仍无法供给通断响应速度比较快的接触器装置，因而在进行DCS电源系统设计时，应加强对厂用电的质量监控，采取如欠压保护切换、信号报警等方式降低失电故障的发生率；另外，在选择UPS电源时，应优先考虑在线式UPS电源设备，进而当UPS供电电源发生故障问题时，UPS能够使用本身自带的蓄电池为系统继续提供一定的电量，保证系统的正常工作。因而在进行UPS选型时，应充分考虑到UPS输出的电能应能满足系统供电电压要求，且尽量以双路UPS电源配置为主。

2.2 DCS内部电源冗余设计

为确保火电厂机组DCS系统的监控性能，在进行电源容量设计时应扩大容量范围，留出冗余空间，即满足在DCS系统正常工作时，一半的供电电源模件的电量便可提供整个系统使用，而另一半模件则通过充电以实现备用，如此在DCS系统失电情况下，备用电源可继续对系统供电，确保DCS系统的稳定、可靠运作，提高系统的工作效率。

2.3 设计工作协调配合进行

在进行火电厂的设计时，牵涉到热工部分及电气安装部分，然而这两项是相互独立进行设计的，因而在设计过程中可能户出现交叉或相互间矛盾的部分，造成最后完成的DCS系统存在使用漏洞问题。设计人员人员在进行这两项设计时应加强相互间的交流，确保系统使用的兼容性，并补充增加控制回路间的约束及补偿作用，实现整个系统运行的稳定可靠性；另外，在进行对辅助性设备的控制设计时，应避免使用直接控制命令方式操作，选择脉冲触发方式逐步控制辅助设备的停机动作，从而避免因设备急停造成的损坏。

2.4 完善对DCS系统的管理

在进行DCS系统管理时，应切实完善系统的运维管理工作，从而能够及时找出系统中存在的安全隐患问题，将故障造成的机组损坏程度降到最低；另外，针对系统中出现的安全故障问题，应根据其造成的后果程度拟定处理顺序，从而降低故障影响；此外，应加强重视DCS系统运维管理的意识，对系统中重要的部分如UPS电源系统、继电保护设备等应定期加以检测和维护，从而从根本上降低系统失电故障的发生率，提高系统的工作效率；最后，为避免DCS系统在进行失电故障处理时因处理不妥而加大损失程度，需制定可靠、正确的反故障处理措施，进行实际验证并不断加以完善。

3 结论

DCS系统是火电厂机组设备安全运行的主要保证，其失电故障问题若未能妥当处理，将会造成机组运行瘫痪，更可能会引发主、辐设备的损坏。因而为确保DCS系统稳定、持久性工作，火电厂应在合理设计、施工DCS系统的前提下，加强对系统的维护工作，针对运行中出现的失电故障问题，应结合实际情况对故障原因进行排查，从而能制定出可靠的故障处理措施，保障DCS系统能稳定、可靠地实现对机组工作状态的控制及监测，提高机组的生产效率。

[1]章峰.火电机组DCS失电故障原因分析及对策探讨[J].中国高新技术企业，2013(27).

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