DCS系統(tǒng)電源故障造成機(jī)組跳閘
一、設(shè)備簡況
某發(fā)電公司DCS電源型號(hào)為INFI90 MPS Ⅱ型電源,提供DCS所需的不同電源等級(jí)(125V、24V、±15V、5V),設(shè)備供貨商為北京ABB貝利工程有限公司。原DCS電源型號(hào)為N-90電源,投用時(shí)間是1990年12月/改造后型號(hào)為INFI90 MPS Ⅱ型,投用時(shí)間是2001年9月。
二、事件經(jīng)過
2011年3月6日15時(shí)24分,運(yùn)行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組#10PCU故障報(bào)警,檢修人員接通知后立即趕到現(xiàn)場,檢查發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組#10PCU 第二路電源模件FLD125故障指示燈亮,為防止缺陷擴(kuò)大影響機(jī)組安全,熱工專業(yè)研究決定按設(shè)備生產(chǎn)廠家ABB公司標(biāo)準(zhǔn)程序更換故障電源模件。在申請(qǐng)調(diào)度同意并辦理工作票后,16時(shí)43分,操作人、監(jiān)護(hù)人到位后更換工作開始,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(jī)組跳閘。跳閘首出“送引風(fēng)機(jī)全失”。跳閘時(shí)間為16時(shí)52分,當(dāng)時(shí)機(jī)組AGC方式,A、B、D磨運(yùn)行,負(fù)荷210MW。
為確定跳閘原因,進(jìn)行了以下檢查試驗(yàn):
(1)對(duì)兩路電源的輸出分別進(jìn)行測量,結(jié)果顯示5V、15V、-15V、24V、125V輸出均正常。
(2)模擬更換電源模件的過程,并測量電源輸出125V正常,拔插電源模件過程中,萬用表顯示電壓無明顯波動(dòng)。
(3)檢查所有的125V電源硬線回路連接無松動(dòng)。
(4)專業(yè)、班組技術(shù)人員到廠后立即組織再次模擬更換電源模件的過程,當(dāng)拔出故障電源時(shí),模件正常,而重新插入電源時(shí),發(fā)現(xiàn)該控制柜的數(shù)字量輸入子模件IO信號(hào)指示燈有瞬間閃斷現(xiàn)象,反復(fù)三次試驗(yàn)故障現(xiàn)象相同。
(5)更換電源監(jiān)測模件后,再次進(jìn)行拔插電源模件試驗(yàn),數(shù)字量輸入子模件IO信號(hào)仍然存在瞬間閃斷現(xiàn)象,因此判定電源背板可能存在問題,立即組織更換。
(6)更換背板結(jié)束后,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),該控制柜所有模件工作正常。并多次拔插電源模件,數(shù)字量輸入子模件信號(hào)瞬間閃斷現(xiàn)象消失。
20時(shí)20分,機(jī)組點(diǎn)火,21時(shí)50分,重新并網(wǎng)。
三、原因分析
1、該類型電源為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?yàn)樵O(shè)備生產(chǎn)廠家ABB公司標(biāo)準(zhǔn)程序,不存在人員誤操作現(xiàn)象。
2、通過多次試驗(yàn)證明,此次跳機(jī)的直接原因是電源背板存在虛接的地方,從而導(dǎo)致在電源模件插入時(shí)系統(tǒng)瞬間失去125VDC電壓,所有風(fēng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)由于失去查詢電壓(數(shù)字量輸入信號(hào)消失,由“1”變“0”),導(dǎo)致鍋爐因“失去所有風(fēng)機(jī)”觸發(fā)MFT動(dòng)作,機(jī)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(xiàn)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)量問題,常規(guī)的測試手段無法發(fā)現(xiàn)(在本次出現(xiàn)故障時(shí)用萬用表測量125VDC母線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(xiàn)故障點(diǎn)的瞬間斷路。
4、此種電源背板電路設(shè)計(jì)存在不足之處,板內(nèi)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、暴露問題
1、ABB公司Ⅱ型電源隨著使用年限的增長,可靠性逐漸降低,部分設(shè)計(jì)缺陷慢慢暴露,成為安全生產(chǎn)的重大隱患。
2、針對(duì)此類質(zhì)量問題,沒有很好的檢測手段,檢修期間無法發(fā)現(xiàn)此類問題并消除。
3、盡管嚴(yán)格執(zhí)行了電源更換的程序,但是對(duì)ABB公司現(xiàn)有的產(chǎn)品多方面存在隱患的認(rèn)識(shí)不夠,對(duì)在極端情況下造成的后果估計(jì)不足,未預(yù)見到電源背板出現(xiàn)問題會(huì)引起機(jī)組跳閘。
五、防范措施
1、立即更換存在問題的電源背板,并將存在問題的電源背板送至ABB公司做深度檢驗(yàn),找出背板存在的確切安全隱患。
2、在機(jī)組檢修期間,要完善模件、電源的抗沖擊試驗(yàn)的檢測方式,在用萬用表測量各種數(shù)據(jù)的同時(shí),也要觀察各類模件帶電后是否發(fā)生異常狀況。
3、研究探討更為穩(wěn)妥的消缺方案,如暫不更換故障電源模件,等待停機(jī)時(shí)完成;或者短時(shí)解除相關(guān)跳機(jī)保護(hù),確保更換電源時(shí)可能產(chǎn)生的假信號(hào)無法威脅機(jī)組安全運(yùn)行。
4、始終以“如履薄冰、如臨深淵”的心態(tài)對(duì)待安全生產(chǎn)工作,對(duì)重要的消缺工作高度重視,消缺方案要經(jīng)專業(yè)論證和審批,嚴(yán)格落實(shí)組織措施、技術(shù)措施和事故預(yù)想,并選擇合適的時(shí)段進(jìn)行。
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