反措热控部分解析.ppt

华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,国家能源局25项重点要求热控部分解析,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,二十五项反措的发展变化及编制依据,落实二十五项反措的基本要求,防止分散控制系统控制保护失灵事故,三,一,二,反措其它章节关于热控部分的要求,四,一、二十五项反措的发展变化及编制依据,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,一、二十五项反措的发展变化及编制依据,安全生产中急需解决的若干技术问题,关于防止电力生产重大事故的重点要求,关于防止电力生产事故的二十项重点要求,1980年电力工业部15项,1987年水利电力部18项,1992年能源部20项,2000年国家电力公司25项,关于防止电力生产事故的二十五项重点要求,各集团公司各自制定反措细则,2014年国家能源局25项,防止电力生产事故的二十五项重点要求,4,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,一、二十五项反措的编制依据,1.火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统在线验收测试规程DL/T655-2006）2.火力发电厂汽轮机控制系统在线验收测试规程（DL/T656-2006）3.火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程（DL/T657-2006）4.火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程（DL/T658-2006）5.火力发电厂分散控制系统技术规范书(QDG 1-K401-2004)6.火力发电厂热工保护系统设计技术规定(DL/T 5428-20097.火力发电厂设计技术规程（第12章热工自动化部分）(DL/T 5000-2000),华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,一、二十五项反措的编制依据,8.火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程（DL/T659-2006）9.火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程(DL/T1091-2008)10.火力发电厂分散控制系统技术条件(DL/T 1083-2008)11.发电厂热工仪表及控制系统技术监督导则（DL/T 1056-2007）12.火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程(DL/T 774-2004)13.火力发电厂厂级监控信息系统技术条件（DL/T 924-2005）14.大中型火力发电厂设计规范（GB 50660-2011）15.火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定（DL/T 5182-2004）,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,一、二十五项反措的编制依据,16.电力建设施工及验收技术规范-第5部分：热工仪表及控制装置（DL/T 5190.5-2004）17.火力发电厂辅助系统（车间）热工自动化设计技术规定（DL/T 5227-2005）18.电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定（国家经贸委令第30号（2002）19.电力二次系统安全防护规定（电监会5号令）,二、落实二十五项反措的基本要求,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,二、落实二十五项反措的基本要求,1.坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针在规划设计阶段、安装调试阶段、生产维护阶段、更新改造阶段都要坚决落实“二十五项反措”的基本要求,三、防止分散控制系统控制、保护失灵事故,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,2014年，集团公司火电机组强迫停运事件统计：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,锅炉原因占60%,2014年强迫停运按专业分,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,a、现场设备异常引起的占据首位约36.4%，b、控制系统软硬件引起的占据次位约28%，c、电缆接线、模件松动引起的约占18.2%d、检修维护不当引起的为13.6%,某省电厂因热控专业问题引起故障原因统计,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,某集团热控专业2000-2013年非停原因汇总棒状图,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,某集团热控专业2000-2013年非停原因百分比图,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,热工缺陷原因分类,集团内热工缺陷原因分类统计：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,9.1.1 分散控制系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求（包括紧急故障处理），控制站及人机接口站的中央处理器（CPU）负荷率、系统网络负荷率、分散控制系统与其他相关系统的通信负荷率、控制处理器周期、系统响应时间、事件顺序记录（SOE）分辨率、抗干扰性能、控制电源质量、全球定位系统（GPS）时钟等指标应满足相关标准的要求。,9.1 分散控制系统(DCS)配置的基本要求,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,19,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,一般要求CPU负荷率在极端工况下不大于60%。DCS模拟量控制扫描周期一般要求250ms，要求快速处理的控制回路可为125ms。温度等缓慢控制对象扫描周期可在500-750ms之间。开关量扫描周期一般为100ms,ETS系统应不大于50ms，OPC和0PT部分逻辑扫描周期不大于20ms。根据DL/T659-2006火力发电厂分散控制系统验收测试规程中规定，在繁忙工况下DCS数据通信总线负荷率不超过30%，以太网通信负荷率不得超过20%。从操作信号发出到DCS的I/O输出发生变化的时间不应大于2S。SOE测点分辨率不大于1ms，SOE通道应有4ms防抖动滤波处理，不同控制器的SOE模件应有可靠的时钟同步措施。,19,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例一,1997年，浙江某电厂7-8号机组发生频繁发生死机造成的机组停运事故，试生产的三个月内曾发生22次DCS故障和死机，机组因此跳机8次，主要原因就是通讯总线负荷率过高。通讯负荷率超标 建议对策：尽量按照工艺系统进行控制器分组，减少控制器间的通讯量。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例二,2008年，某电厂扩建机组因为造价原因DCS控制器配置对数较少，控制器负荷率严重超标，最高达到86%，在机组整套启动前做试验的过程中发生延时等计时模块工作异常，导致设备联锁保护动作异常，主要原因就是控制器负荷率过高。控制器负荷率超标 建议对策：在控制允许的情况下，根据不同系统要求，适当降低控制器扫描周期，或增加控制器对数。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例三,某电厂2号机组负荷200MW，8时23分，各控制器依次发时钟故障报警，部分主控制器先后离线，备用控制器变主控后一段时间也先后离线。原因是主副时钟控制软件分装在工程师站和一个操作员站，两个时钟时间不同步，造成控制器离线。该厂5号机组在2002年试运期间曾发生DCS时钟与GPS时钟不同步，引发DCS操作员站失灵事件。由于网上传送的数据均带时间标签，时钟紊乱后给运行机组带来严重后果。系统时钟不可靠,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.2 分散系统的控制器、系统电源、为I/O模件供电的直流电源、通信网络等均应采用完全独立的冗余配置，且具备无扰切换功能；采用B/S、C/S的分散控制系统的服务器应采用冗余配置，服务器或其供电电源在切换时应具备无扰切换功能。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,火力发电厂分散控制系统技术条件（DL/T 1083-2008）从控制对象角度要求“用于机组主控和重要辅机系统的DCS的控制处理器均为主要控制器，应冗余配置；重要辅机设备可包括送风机、引风机、一次风机、空气预热器、制粉系统、给水泵、凝结水泵、循环水泵、真空泵、重要冷却水泵、重要油泵等。同时规定虽然控制处理器故障，而短期内不影响机组稳定运行的辅助控制系统的DCS，可不要求冗余配置；”,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例四,2013年11月16日某厂#2机组#19控制器故障切换导致汽包水位低报警，汽包水位最低到-328.69mm后逐步恢复，2台小机指令突变至12.4%。事后检查#19控制器主从已切换，查看历史曲线以及设备日志，发现#19站主控制单元A故障报警后恢复正常。控制器切换不能无扰，在控制器故障时部分数据出现了跳变。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例五,某电厂DCS为采用B/S、C/S结构的DCS系统，其服务器为单台设计，由于运行年限较长，服务器出现故障死机，导致上下位信息无法交换，操作员操作指令无法下发，控制器的控制和监视信息无法上传，监控画面无法刷新，最后只能启动停机预案。本次事故是典型的系统核心节点硬件设计缺陷导致。说明关键服务器冗余设置的必要性,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.3 分散控制系统控制器应严格遵循机组重要功能分开的独立性配置原则，各控制功能应遵循任一组控制器或其他部件故障对机组影响最小的原则。,是从独立性原则考虑，从控制器包含机组功能角度来阐述控制器的配置原则,防止DCS某一对控制器故障导致机组停运，应避免将重要功能集中在一对控制器的配置方式，达到最大程度实现风险分散的目的。新增加的条款,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,重要的并列或主备用运行的辅机或者辅助设备控制，应按下列原则配置控制器：1.送风机、引风机、一次风机、凝结水泵和非母管制的循环水泵等两台并列运行的重要辅机，以及A、B段厂用电控制装置，应分别配置在不同的控制器中，但允许送风机和引风机等按介质流程组合在一个控制器内。2.给水泵控制系统应分泵配置到不同的控制器中，但允许同一给水泵的MEH和METS配置在一个控制器中。3.磨煤机、给煤机、风门和油燃烧器等多台组合运行的重要设备应按工艺流程要求组合，至少配置三控制站。火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则（DLT 261-2012）条也有具体要求,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,火力发电厂热工保护系统设计规定（DLT 5428-2009）5.3.5.条对独立性的具体规定：（1）停机、停炉保护逻辑系统应当有独立的逻辑、独立的冗余 控制器、独立的输入/输出系统和独立的电源。且应在功能上物理上独立于其他逻辑，不得与任何其他逻辑系统（如MCS和SCS等）组合在一起。（2）保护逻辑系统应公限于单台机，不应多台机组共用，一套保护逻辑系统。（3）冗余IO信号应通过不同的I/0模件和透道引入/引出。（4）触发停视、停炉保护信号的开关量仪表和模拟量交送器 传感器应单独设置；当确有困难而需与其他系统合用时，信号应首先进入保护系统，然后再通过隔离设施引至其他系统。（5）触发停机、停炉保护信号的开关量仪表和模拟量变送器/传感器的取样系统不应与其他系统的发讯器合用，冗余配置的开关量仪表或模拟量变送器，传感器也不应使用同一取样系统。（6）停机、保妒动作命令不应通过通信总线传送。触发停机停炉的信号应为硬接线。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例六,某电厂在300MW机组的DCS设计过程中，采用减少控制器配置数量的设计方式以降低硬件成本进行，将协调、燃料、风量控制放在同一对控制器内，造成该控制器负荷较大，2004年7月，该控制器故障，最终导致锅炉灭火。功能配置不当是该次事故的主要原因，没有进行主要辅机功能的分散布置。控制器负荷率过高。建议对策：增加控制器对数，将主要辅机系统分控制器分散配置，既降低了系统单控制器故障的安全风险，同时也降低了控制器负荷率。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例七,某电厂脱硫DCS将2台增压风机分在一个控制器，4台浆液循环泵分在另一个控制器，随着国家环保政策的改变，在取消脱硫系统旁路挡板后，此种分配方式显然是违反反措要求的。改进措施：进行技术改造，重新分配测点，优化逻辑，消除隐患。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.4 重要参数测点、参与机组或设备保护的测点应冗余配置，冗 余 I/O 测点应分配在不同模件上。,火力发电厂分散控制系统技术条件（DL/T 1083-2008）：5.2.1.15“对某些重要的关键参数，应采用三重冗余变送器测量”；5.2.1.17“对某些仅次于关键参数的重要参数，应采用双重冗余变送器测量”火力发电厂热工保护系统设计技术规定（DL/T 5428-2009）5.3.6明确要求“主要开关量仪表应冗余配置；火力发电厂热工控制系统设计技术规定（DL/T 5175-2003）还要求“冗余I/O信号应通过不同的I/O模件和通道引入/引出。火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则（DL/T 261-2012）条“机组重要信号I/O配置”,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,推荐配置原则（不限于此）：1.应三重冗余（或同等冗余功能）配置的模拟量输入信号：机组负荷，汽轮机转数、轴向位移、给水泵汽轮机转数、凝汽器真空、主机润滑油压力、抗燃油压、主蒸汽压力、主蒸汽温度、主蒸汽流量、调节级压力、汽包水位、汽包压力、水冷壁进口流量、主给水流量、除氧器水位、炉膛负压、增压风机入口压力、一次风压力、再热器压力、再热器温度、常压流化床床温及流化风量、中间点温度（作为保护信号时）、主保护信号、调节级金属温度等。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,2.至少应双重冗余配置的模拟量输入信号：加热器水位、凝汽器水位、凝结水流量、主机润滑油温、发电机氢温、汽轮机调门开度、分离器水箱水位、分离器出口温度、给水温度、送风风量、磨煤机一次风量、磨煤机出口温度、磨煤机入口负压、单侧烟气含氧量、除氧器压力、中间点温度（非保护）、二次风流量等。3.应具有三重冗余配置重要热工开关量输入信号：主保护动作跳闸（MFT、ETS、GTS）信号以及联锁主保护动作的主要辅机动作跳闸保护信号等。4.至少采用双重冗余配置的次要重要开关量输入信号：风箱与炉膛差压，一次风和炉膛差压等。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,5.冗余配置的I/O信号、多台同类设备的各自控制回路的I/O信号，必须分别配置在不同的I/O模件上。6.所有的I/O模件的通道，应具有信号隔离功能。7.电气负荷信号应通过硬接线直接接入DCS。8.取自不同变送器用于机组和主要辅机跳闸的保护输入信号，应直接接入相对应的保护控制的输入模件。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例八,某电厂的600MW机组低真空保护测量采用三个独立的压力变送器，但是三个压力变送器的取样管接至一个压力取样源，然后进行三取二逻辑运算作为低真空保护跳机信号。某次取样管堵塞，导致三个变送器同时动作，直接跳机。本次事故是由于测点配置不符合要求引起的典型事故，说明I/O点全程独立配置的必要性。建议对策：测点应从取样管开始全程独立配置，实现真正的三取二功能。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例九,某电厂的汽包水位保护测量采用三个独立的变送器，也分配在不同的I/O模件中，但是三个模件都在一个分支上。某次分支电源故障，导致三个变送器同时动作，直接发生MFT。本次事故是由于测点配置不符合要求引起的典型事故，说明I/O点全程独立配置的必要性。同时在分配要考虑到不同设备厂家的特点。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.5 按照单元机组配置的重要设备（如循环水泵、空冷系统的辅机）应纳入各自单元控制网，避免由于公用系统中设备事故扩大为两台或全厂 机组的重大事故。,增加定义了公用系统和单元机组控制设备的范围，明确了原来有机组公用系统控制设计存在隐患问题。但循环水泵控制应根据本厂实际情况而定，有的单位两台机组循环泵入口增加了联络门，这样循环水系统就变成了公用系统。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十,39,某电厂建设有两台600MW机组，其中两台机组的公用系统采用公用系统DCS进行控制，公用系统配置一对控制器。其中两台机组的循环水泵控制配置在公用系统的DCS控制系统内，在2008年6月，该电厂公用系统DCS的主控制器发生故障，备用控制器切换不成功，造成两台机组的循环水泵全部跳闸，引起两台机组均因真空降低而跳闸停机。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十,单元机组的控制设备没有配置在单元机组控制内，而错误的配置在公用控制系统内。控制器切换不能实现无扰切换。将两台机组的循环泵控制分别接入到单元机组DCS内控制。因控制器切换存在扰动，应联系供应商解决，同时应核对是否存在长信号控制设备现象，如有均应改为脉冲控制方式，减少因控制故障、电源故障等原因引起循环水泵跳闸。,建议对策：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.6 分散控制系统电源应设计有可靠的后备手段，电源的切换时间应保证控制器不被初始化；操作员站如无双路电源切换装置，则必须将两路 供电电源分别连接于不同的操作员站；系统电源故障应设置最高级别的报 警；严禁非分散控制系统用电设备接到分散控制系统的电源装置上；公用 分散控制系统电源，应分别取自不同机组的不间断电源系统，且具备无扰 切换功能。分散控制系统电源的各级电源开关容量和熔断器熔丝应匹配，防止故障越级。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,1.强调了DCS系统各级电源的容量匹配要求。,2.补充规定了公用系统电源的配置原则。,3.严禁系统电源外接非系统的设。,4.新条款不再要求配置独立与DCS之外的声光报警而改为设置系统最高级别报警,5.针对一些厂家操作员站电源是一路电源的情况，要求将操作员站平均分配到不同电源供电。,6.取消了备用电源切换时间小于5ms的要求，考虑到设备性能提高及各厂家设备切换时间要求差异不同，因此只要达到系统不能初始化最终目标即可,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.6条款编制依据：DCS 系统电源应满足火力发电厂分散控制系统技术条件（DL/T 1083-2008）要求：“6.3.1.1 机组、脱硫、全厂辅助系统等重要系统配置DCS应能够接受电厂提供的两路交流单相电源且应具有可靠的电源冗余功能，任何一路外部电源失去或故障不应引起控制系统任何部分的故障、数据丢失或异常动作。任何一路外部电源失去应在DCS系统获得报警。”“6.3.2.4 冗余电源的直流隔离或切换组件（如二极管或其他部件）应冗余配置，防止因其故障造成DPU电源系统的故障。”,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十一,某电厂200MW机组全部操作员站电源为一路，2010年8月，操作员站电源故障，全部操作员站无法使用，机组失去监视，因短时间无法恢复，只好紧急手动停机停炉。操作员站电源配置不合理仅有一路供电。如配备有可靠的电源切换装置，则应将UPS电源和保安段电源经电源切换装置后提供给各操作员站。如无电源切换装置，则应将操作员站平均分配到不同电源供电。,建议对策：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十二,某电厂4号机组上午10点带203MW负荷运行。10点17分21秒，ETS电源失电（同时还有两台空预器控制电源丧失），AST电磁阀失电动作，汽轮机跳闸，2秒钟后MFT动作，10点18分45秒发电机逆功率保护动作，5041和5042断路器和灭磁开关跳闸，机组解列。事发后热控人员检查发现ETS系统电源空气开关1MK、2MK均处于分闸状态，查看DCS历史记录无汽轮机跳闸首出，因此分析确认汽轮机跳闸停机原因是ETS系统失电导致。ETS系统失电原因为400V保安4B段电压产生瞬时波动电压下降（电源并未失去，在切换过程中更易产生电弧）,45,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十二,造成ETS电源切换器启动并切换。在ETS电源切换时，主、辅电源同时在合闸状态（采用接触器切换，在切换过程中触点未完全断开，有电弧产生），保安4B段电源B相与UPS（电源切换装置输入电源）存在有短时合环现象，压差过大产生冲击电流，将该回路系统上的空开冲跳，直到合环回路消除。而其他有切换器的电源回路是保安A相与UPS供电，与ETS不是一个回路系统，在ETS系统发生短时合环时，未受到冲击，没有出现跳闸。,46,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十二,47,ETS电源切换装置不满足使用要求。加强冗余电源切换实验管理，定期进行电源切换，了解切换装置是否存在问题，及时更换不符合要求的电源装置。,建议对策：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,分散控制系统接地必须严格遵守相关技术要求，接地电阻满足标 准要求；所有进入分散控制系统的控制信号电缆必须采用质量合格的屏蔽 电缆，且可靠单端接地；分散控制系统与电气系统共用一个接地网时，分 散控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,49,9.1.7条款编制依据：火力发电厂分散控制系统技术条件（DL/T 1083-2008）的要求：6.8.3 DCS应不要求单独的接地网，接地电阻小于4欧姆的电厂电气地网应能够满足DCS接地要求。各电子机柜中应设有独立的安全地、屏蔽地及相应接地铜牌。每套DCS可采用中心接地汇流排的方式，实现系统的单点接地。电缆屏蔽层应在机柜侧单端接地。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,50,火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程（DL/T659）4.9 DCS 的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定。屏蔽电缆的屏蔽层应单点接地。DCS 采用独立接地网时，若制造厂无特殊要求，则其接地极与电厂电气接地网之间应保持 10m 以上的距离，且接地电阻不应大于 2。当 DCS 与电厂电气系统共用一个接地网时，控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点，且接地电阻应小于 0.5。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十三,某电厂#4机组运行过程中突然发生B送风机“轴承温度高”，引发B送风机跳闸，检查发现B送风机轴承温度三点同时突变超90，引起B送风机跳闸，从测点的升温速率来看，判断是误发轴承温度高信号，事后经调查分析，该三个轴承温度点是用一根16芯电缆接入到DCS内，但是该电缆未在机柜内接地，未在DCS柜内接地的原因是因为该电缆在现场存在未知接地点，因担心电缆屏蔽层两点接地形成环路，影响测量，因此在外部发生接地后将DCS柜内屏蔽接地拆除。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十三,电缆接地不符合要求，没有在机柜内单端接地，因现场环境较为复杂，信号干扰因素较多，将干扰信号引入测量通道。违反全程冗余原则，重要信号的冗余应该尽量采用不同电缆接入，避免因屏蔽不好引起整个电缆所承接的信号全部产生干扰。查找电缆外部接地点，去除电缆现场接地缺陷，将电缆在DCS柜内进行单端接地，保证接地电阻符合标准。另外新铺设两根屏蔽电缆或者利用现场其他两根以上屏蔽电缆的备用芯，将温度信号分电缆接入到DCS，切记一组信号勿使用不同电缆接入。,建议对策：,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十四,某厂2300MW机组，DCS采用和利时MACS系统，DEH控制采用FOXBORO的I/A系统，1号机组稳定运行过程中，出现高调门大幅度抖动现象。检查接地系统，发现根据设计要求，和利时DCS接地只采用了统一的接地铜排，而FOXBORO系统要求有独立的系统接地和屏蔽地，实际安装中将FOXBORO机柜的系统地和屏蔽地与和利时系统接地铜排全部接在一起。将FOXBORO系统接地和屏蔽接地独立后，观察发现DEH阀门抖动现象消失，问题解决。接地线连接位置不当。建议：各种分散控制系统对接地的要求不尽相同，为保证系统的可靠运行，建议应严格按照DCS厂家要求进行配置。,53,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.8 机组应配备必要的、可靠的、独立于分散控制系统的硬手操设备（如紧急停机停炉按钮），以确保安全停机停炉。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,55,55,9.1.8条款编制依据：火力发电厂分散控制系统技术条件（DL/T 1083-2008）规定，为保证在DCS系统发生重大故障（如分散控制系统电源消失、通讯中断、全部操作员站失去功能、重要控制站失去控制和保护功能等），或在紧急工况下快速、安全停机，应设置手动操作装置，确保机组安全停运。紧急手动操作的设备应按照火力发电厂设计技术规程（DL/T 5000-2000）的规定执行：“应设置下列独立于分散控制系统的后备手操手段：汽轮机跳闸、总燃料跳闸、发电机变压器组跳闸、锅炉安全门、汽包事故放水门、汽轮机真空破坏门、直流润滑油泵、交流润滑油泵、电机灭磁开关、柴油机启动。”,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,56,56,56,56,9.1.8条款编制依据：DL/T 1083-2008 的要求“紧急手动装置应直接作用于设备或装置，不应通过DCS通道。应布置在操作员台便于操作的位置上，同时应有安全防护措施以防止误动。”为了防止误动，紧急停机停炉按钮应采用双按钮或带罩单按钮配置。条对此强制要求“在控制台上必须设置总燃料跳闸、停止汽轮机和解列发电机的跳闸按钮，跳闸按钮应直接接至停炉、停机的驱动回路。”,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.9 分散控制系统与管理信息大区之间必须设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向安全隔离装置。分散控制系统与其他生产大区之间应当采用具有访问控制功能的设备、防火墙或者相当功能的设施，实现逻辑隔离。分散控制系统与广域网的纵向交接处应当设置经过国家指定部门检测认证的电力专用纵向加密认证装置或者加密认证网关及相关设施。分散控制系统禁止采用安全风险高的通用网络服务功能。分散控制系统的重要业务系统应当采用认证加密机制。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十五,某日，某电厂运行人员发现#4机组操作指令执行有几秒的滞后。检查发现#4机组各操作员站，工程师站均感染了一种名为lovgate的病毒。该病毒挤占用计算机内存空间，造成操作员站反应迟缓。分析是#4机组有一台操作员站作为专门的通讯机与厂内MIS系统连接。病毒可能是通过MIS系统的网络传播至操作员站，引起机组操作指令执行严重迟缓。通过对#4机组所有人机接口站杀毒，同时安装病毒防火墙，各操作员站运行速度恢复正常。同时，暂时将DCS与厂MIS网隔离。计划再加装硬件防火墙，并定期更新硬防火墙软件。防病毒措施及生产区和管理区缺少可靠的加密认证措施引起。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,9.1.10 分散控制系统电子间环境满足相关标准要求，不应有380V及以上动力电缆及产生较大电磁干扰的设备，机组运行时，禁止在电子间使用无线通讯工具。,华 电 电 力 科 学 研 究 院 HUADIAN ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE,三、防止分散控制系统控制保护失灵,分散控制系统(DCS)配置的基本要求,案例十六,2004