DCS系統電源故障造成機組跳閘
一、設備簡(jiǎn)況
某發(fā)電公司DCS電源型號為INFI90 MPS Ⅱ型電源,提供DCS所需的不同電源等級(125V、24V、±15V、5V),設備供貨商為北京ABB貝利工程有限公司。原DCS電源型號為N-90電源,投用時(shí)間是1990年12月/改造后型號為INFI90 MPS Ⅱ型,投用時(shí)間是2001年9月。
二、事件經(jīng)過(guò)
2011年3月6日15時(shí)24分,運行人員監盤(pán)發(fā)現#2機組#10PCU故障報警,檢修人員接通知后立即趕到現場(chǎng),檢查發(fā)現#2機組#10PCU 第二路電源模件FLD125故障指示燈亮,為防止缺陷擴大影響機組安全,熱工專(zhuān)業(yè)研究決定按設備生產(chǎn)廠(chǎng)家ABB公司標準程序更換故障電源模件。在申請調度同意并辦理工作票后,16時(shí)43分,操作人、監護人到位后更換工作開(kāi)始,先將故障電源模件拔下,后將新電源模件插入。在新電源模件插入時(shí)機組跳閘。跳閘首出“送引風(fēng)機全失”。跳閘時(shí)間為16時(shí)52分,當時(shí)機組AGC方式,A、B、D磨運行,負荷210MW。
為確定跳閘原因,進(jìn)行了以下檢查試驗:
(1)對兩路電源的輸出分別進(jìn)行測量,結果顯示5V、15V、-15V、24V、125V輸出均正常。
(2)模擬更換電源模件的過(guò)程,并測量電源輸出125V正常,拔插電源模件過(guò)程中,萬(wàn)用表顯示電壓無(wú)明顯波動(dòng)。
(3)檢查所有的125V電源硬線(xiàn)回路連接無(wú)松動(dòng)。
(4)專(zhuān)業(yè)、班組技術(shù)人員到廠(chǎng)后立即組織再次模擬更換電源模件的過(guò)程,當拔出故障電源時(shí),模件正常,而重新插入電源時(shí),發(fā)現該控制柜的數字量輸入子模件IO信號指示燈有瞬間閃斷現象,反復三次試驗故障現象相同。
(5)更換電源監測模件后,再次進(jìn)行拔插電源模件試驗,數字量輸入子模件IO信號仍然存在瞬間閃斷現象,因此判定電源背板可能存在問(wèn)題,立即組織更換。
(6)更換背板結束后,重復上述實(shí)驗,該控制柜所有模件工作正常。并多次拔插電源模件,數字量輸入子模件信號瞬間閃斷現象消失。
20時(shí)20分,機組點(diǎn)火,21時(shí)50分,重新并網(wǎng)。
三、原因分析
1、該類(lèi)型電源為ABBⅡ型電源,自2001年改造后已近10年,電源更換工作時(shí)常進(jìn)行,且更換程序為設備生產(chǎn)廠(chǎng)家ABB公司標準程序,不存在人員誤操作現象。
2、通過(guò)多次試驗證明,此次跳機的直接原因是電源背板存在虛接的地方,從而導致在電源模件插入時(shí)系統瞬間失去125VDC電壓,所有風(fēng)機的運行信號由于失去查詢(xún)電壓(數字量輸入信號消失,由“1”變“0”),導致鍋爐因“失去所有風(fēng)機”觸發(fā)MFT動(dòng)作,機組跳閘。
3、電源背板故障原因有兩種可能:
①此電源為2001年9月投入使用,至今已10年,印刷板存在老化后接觸不良的現象,背板在插入電源模件時(shí)受力產(chǎn)生形變后電路短時(shí)斷路。
②該背板的故障為產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,常規的測試手段無(wú)法發(fā)現(在本次出現故障時(shí)用萬(wàn)用表測量125VDC母線(xiàn)一直未檢測到電壓的變化),只有在插入電源模塊時(shí)背板的微小形變才會(huì )出現故障點(diǎn)的瞬間斷路。
4、此種電源背板電路設計存在不足之處,板內125VDC電路非完全冗余電路,共用電路部分成為電源可靠性瓶頸。
四、暴露問(wèn)題
1、ABB公司Ⅱ型電源隨著(zhù)使用年限的增長(cháng),可靠性逐漸降低,部分設計缺陷慢慢暴露,成為安全生產(chǎn)的重大隱患。
2、針對此類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題,沒(méi)有很好的檢測手段,檢修期間無(wú)法發(fā)現此類(lèi)問(wèn)題并消除。
3、盡管?chē)栏駡绦辛穗娫锤鼡Q的程序,但是對ABB公司現有的產(chǎn)品多方面存在隱患的認識不夠,對在極端情況下造成的后果估計不足,未預見(jiàn)到電源背板出現問(wèn)題會(huì )引起機組跳閘。
五、防范措施
1、立即更換存在問(wèn)題的電源背板,并將存在問(wèn)題的電源背板送至ABB公司做深度檢驗,找出背板存在的確切安全隱患。
2、在機組檢修期間,要完善模件、電源的抗沖擊試驗的檢測方式,在用萬(wàn)用表測量各種數據的同時(shí),也要觀(guān)察各類(lèi)模件帶電后是否發(fā)生異常狀況。
3、研究探討更為穩妥的消缺方案,如暫不更換故障電源模件,等待停機時(shí)完成;或者短時(shí)解除相關(guān)跳機保護,確保更換電源時(shí)可能產(chǎn)生的假信號無(wú)法威脅機組安全運行。
4、始終以“如履薄冰、如臨深淵”的心態(tài)對待安全生產(chǎn)工作,對重要的消缺工作高度重視,消缺方案要經(jīng)專(zhuān)業(yè)論證和審批,嚴格落實(shí)組織措施、技術(shù)措施和事故預想,并選擇合適的時(shí)段進(jìn)行。
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