大唐灞桥热电厂2x300MW机组设备误动原因分析及对策.pdf

1 大唐灞桥热电厂 2x300MW 机组 设备误动原因分析及对策 万罗强 (大唐灞桥热电厂) 【摘 要】本文分析了大唐灞桥热电厂厂 2x300MW 机组出现的 DCS 误动原因，并讨论了变频器运行过程中对 控制系统的干扰影响，介绍了 DCS 防止干扰的措施。 【关键词】DCS 误动；变频器 干扰 1 引言 大唐灞桥热电厂 2x300MW 机组采用炉机电集中控制方式，DCS 采用和利时 MACSV 系统，在 两炉之间设置两台机组合用的集中控制楼，并伸入煤仓间内。控制楼 9.6m层为电缆夹层,12.6m层布 置单元控制室、锅炉热控电子设备室，锅炉、汽机电子设备室采用物理分散布置，在汽机房内 6.3m 层靠近汽机头部布置汽机热控电子设备室。两台机组均于 2008 年 12 月份投产，分别命名为 1 号机 组、二号机组。 2 干扰引起的事件 2008 年 12 月 25 日至 2009 年 1 月 19 日，大唐灞桥热电厂 2x300MW 机组发生一连串的误动事 件，其现象均为就地设备动作但查不出 DCS 指令，这一连串的事件统计如下： 1) 2008 年 12 月 25 日，1 号机组高加切投门关闭、高加出水门关闭； 2) 2008 年 12 月 25 日，1 号机组 A 吸风机 1 号入口烟气门关闭； 3) 2008 年 12 月 26 日，2 号机组 A 密封风机启动； 4) 2009 年 1 月 12 日，1 号机组 RFV 截止阀开启、高压汽源站进汽旁路门开启； 5) 2009 年 1 月 15 日，2 号机组 1 号送风机润滑油站 2 号油泵启动； 6) 2009 年 1 月 15 日，2 号机组一次风机至磨一次冷风母管风门关闭； 7) 2009 年 1 月 16 日，1 号机组 D 磨稀油站高速油泵停止； 8) 2009 年 1 月 19 日，1 号机组凝汽器真空破坏门开启； 9) 2009 年 1 月 19 日，2 号机组凝汽器真空破坏门开启。 3 干扰源分析 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 2 对 DCS 信号的干扰程度要看干扰源离传输线的远近， 距离大没有影响； 但电源被干扰和污染后， 直接传导到用电负载了，影响较大。电厂环境瞬态干扰源的可能因素有以下几个方面： 3.1 静电放电(ESD)骚扰 任何暴露部分都可能发生静电放电(ESD)。静电放电产生几十安培的纳秒级瞬态电流， 通过复杂 的路径经过设备流到大地，如果它流过数字设备时，很可能使数字电路发生误动作。放电路径在很 大程度上是由杂散电容、机壳搭接和导线电感决定的。这些路径一般会是 PCB 地线的某些局部、寄 生电容、外部设备，或暴露的电路等，感应的瞬态对地电位之差会导致电路的误操作。 3.2 1MHz 和 100kHz 衰减振荡波干扰 1MHz 和 100kHz 衰减振荡波骚扰主要是模拟发电厂、 变电站的高压母线的开关操作出现重燃以 及隔离刀闸的合、 分操作引起的陡波瞬态， 属于 “阻尼振荡瞬态脉冲群(阻尼振荡波)” 。 1MHz和100kHz 脉冲群骚扰通过传导、电容耦合及磁场耦合等方式影响继电保护装置。对于 1MHz 衰减振荡波的上 升时间为 75ns 脉冲宽度，能量较大，每个瞬态波形持续时间大约为 10s。 3.3 快速瞬变脉冲群干扰 快速瞬变脉冲群将引起数字系统的位错、系统复位、内存错误以及死机等现象。在 IC 输入端， 快速瞬变脉冲群对寄生电容充电，经过累积，最后达到并超过 IC 芯片的抗扰度电平。可能出现这样 的情况：几个脉冲(或短时间的脉冲群)不会引起数字系统失效，而长时间的脉冲群将使装置失效。微 处理器及外围器件的各个逻辑元件都有相应的电平和噪声容限，外来噪声只要不超过这些元件的容 限值，系统就能维持正常；一旦侵入系统的噪声超过了某种容 限，就可能造成微处理器系统出 错，成为装置误动、拒动的重要原因。 控制楼 6.3m 层安装了 4 台变频器，0m 层安装了 6 台凝结水泵变频器，变频器在工作过程中， 将高次谐波叠加在 DCS 工作电源上，导致 DCS 电源品质不合格。 从电源波形来看，电源受到传导干扰，电源被污染，电源波形严重失真，进而导致 DCS 控制 系统数字信号受到快速瞬变脉冲群干扰。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 3 图 1 图 2 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 4 4 采取的措施 解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装 EMI 滤波器，阻止干扰进入系统设备。 在对信号电缆或交流输入电源施加瞬变干扰信号时，DI 输入电路中的光耦器件同样可能存在光 耦瞬态饱和现象。因此，需要在软件上做些处理，如防抖处理。 大唐灞桥热电厂 2x300MW 机组 DCS 采取了软件上的防抖处理，误动事件再也没有发生。 作者简介： 万罗强 单位：大唐灞桥热电厂 地址：陕西省西安市灞桥区电厂西路 联系电话：13991901302 029- 83682405 邮编：710038 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn