一起因DCS系统电源失电导致的非停事件

一、设备概况   

机组类型：锅炉型号为：SG2028/17.5-M909，型式为亚临界、一次中间再热控制循环汽包炉，采用单炉膛Π型露天布置，全钢架悬吊结构；汽轮机型号为：N600-16.7/537/537，型式为600MW亚临界、中间再热式、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机；发电型号为：QFSN-630-2，型式为水-氢-氢冷却发电机；主变型号为：SFP-750MVA/500kV，型式为三相强迫油循环风冷变压器，额定容量为750MVA。启动后至此次非计划停运前连续运行时间89天。

该机组2006年投产，采用德国SIEMENS公司生产的TELEPERM-XP型DCS系统。

DCS系统电源设计为UPS和保安段两路220VAC供电，分属20CUM02和20CUM03电源柜，两路电源分别经9个电源模块转换后输出至24VDC母排，经解耦二极管后给DCS系统各控制器、网络装置等设备供电。

该DCS系统电源特性为：当单个电源模块发生故障退出运行，负荷将被优先分配至剩余带载较高的模块；两24VDC母排输出电压偏差≤0.7V时，两路电源共同供电，电压偏差＞0.7V时自动切换至输出电压高的母排供电。理论上6个电源模块即可满足DCS系统供电负载要求。

二、事件经过

（一）事件运行前工况

28日18:25，2号机组负荷395MW，主/再热蒸汽温度536/529℃，主汽压14.23MPa。21、22给水泵、21凝结水泵运行、21、22引、送、一次风机运行，21、22、23、24、25、26制粉系统运行，总燃料量209t/h，炉主给水流量1232t/h，火检正常，燃烧稳定，期间无任何较大操作和设备启停操作。

（二）事件详细过程

28日18:25，2号机组负荷395MW，机组故障跳闸，发电机出口开关跳闸，汽轮机转速下降，就地检查厂用电切换正常，检查制粉系统、引、送、一次风机未跳闸，手动MFT无效，发现DCS所有画面黑屏，立即就地依次紧停21-26制粉系统，21、22一次风机，立即启动主机交、直流油泵，顶轴油泵，锅炉吹扫十分钟后就地停运21、22引、送风机，破坏真空，手动按预案确保机组安全停运，锅炉闷炉、汽轮机闷缸，汽轮机转速到零后投入汽轮机盘车，2号机组跳闸。

三、非停后8小时内检查情况：

1、机组故障停运后，现场检查发现#2机组DCS系统24VDC电源失电，全部控制器、网络通讯模块及MEH、ETS等系统均停运。DCS系统网络中断，3台过程处理站、1台历史站全部离线，8台操作员站呈现黑屏状态。

2、检查2号机组DCS系统直流电源柜保安段和UPS段进线220VAC电源正常，24VDC控制电源母线失去。

3、20CUM02电源模块全部报超温报警停运，20CUM03柜电源模块剩余三个运行，其它均报超温报警故障停运。  

4、测量发现20CUM03柜电源模块G6故障无电压输出，模块电源指示灯显示正常，无报警。

5、进行电源模块带载试验时，检查发现20CUM02柜电源模块G8风扇不转，报警指示灯亮，测量无输出。

6、测量电源模块输出电压存在不平衡现象，高值25VDC,低值22.5VDC。

7、对所有控制柜24VDC双电源解耦二极管进行检测均正常。

8、对24VDC电源所带负载进行测试，电流无异常现象。

四、非停原因分析：

综合上述检查和试验情况分析：

1. 直接原因：DCS电源柜失电导致汽轮机ETS动作。

该机组ETS柜由DCS电源柜供电，ETS柜失电导致AST电磁阀失电跳汽轮机；主汽门关闭触发发电机程序逆功率保护动作。

2. 主要原因：电源模块负载分配严重不平衡，当出现电源模块故障超温退出运行时，其他电源模块负载增加，陆续超温退出，最终导致DCS系统失电。

经测量各电源模块输出电流发现，实际运行过程中存在各电源模块负载分配不平衡情况，导致部分电源模块长时间高负载运行，当某一电源模块超温退出运行后，负荷被优先分配至剩余带载较高的模块；当某一电源柜母排电压高于另一电源柜母排0.7V时，负载将会转移至母排电压高的电源柜，增加其承担的负载，导致此电源柜高负载电源模块超温退出运行，导致母排电压变化，两配电柜负载重新分配。上述过程重复发生，最终电源柜无法承担DCS系统负载，DCS系统失电。

3.其他原因：

（1）DCS电源柜顶部散热风扇原由本柜电源模块供电，因违反反措要求，发电企业退出对散热风扇的供电但未重新提供电源，降低了电源柜的散热能力，加速电源模块元器件老化；

（2）未对运转17年的电源模块带载能力测试，没能发现电源模块老化带载能力下降，及时对电源模块负载不平衡进行调整；

（3）未将电源模块故障信号接入DCS系统进行监视并报警。

五、防范措施：

1、更换20CUM02柜电源模块G8和20CUM03柜电源模块G6。

2、所有电源模块输出电压进行调整一致。

3、更换使用年限较长，存在老化现象的电源模块。

4、利用1号机组停运机会检查电源模块。

六、持续改进：

1. 公司建立三级技术监督网络，对发现的问题建立整改台账并进行闭环管理，落实设备管理责任，有效掌握本企业设备的运行、检修、缺陷情况，各级人员重视监督服务单位反馈的问题建议并加以整改。

2. 公司制定相关工作计划，开展#2机组热工控制系统测评、DCS电源切换试验等工作，按要求完成日常技术工作，定期进行相关试验项目，进行负载能力测试、电流平衡调校等检验检测工作。

3. 公司应制定设备故障预控报警措施，设置DCS电源失去等异常情况声光报警逻辑，加强安全隐患辨识，反事故措施落实执行到位，加强各级人员对电源柜散热风扇的重要性认识，将DCS电源柜的电源模块故障信号接入声光报警。

4. 公司应建立现场巡检制度，要求每日对电源柜等区域进行巡检，严格落实制度要求，积极开展巡检工作，完善设备检查记录，记录巡检时间、电源模块电流电压及温度等关键信息，提早发现设备故障隐患。

5. 公司要重视运行人员的培训工作，在类似DCS失电等故障处置过程中，要克服困难，正确处置，确保设备的安全。