一、機(jī)組概況

某電廠1號(hào)機(jī)組為660MW超超臨界機(jī)組，DCS系統(tǒng)為艾默生OVATION3.0.4版本。16號(hào)控制器配置有一套遠(yuǎn)程控制站，由16號(hào)控制器下MAUA卡通過光纖連接至遠(yuǎn)程站的REMOTENODE卡做為遠(yuǎn)程站與16號(hào)控制器的通訊連接；66號(hào)控制器下MAUB卡通過光纖連接至遠(yuǎn)程站的REMOTENODE卡做為遠(yuǎn)程站與66號(hào)控制器的通訊連接。16號(hào)和66號(hào)控制器互為冗余，為一對(duì)控制器。MAUA卡與B卡之間無直接物理連接，兩者之間的切換通過控制器切換實(shí)現(xiàn)。

該遠(yuǎn)程站主要控制1A、1B循環(huán)水泵出口電動(dòng)蝶閥指令及狀態(tài)反饋。1A、1B循環(huán)水泵啟停指令及反饋在汽機(jī)電子間通過DROP16/66通過硬接線直接至就地進(jìn)行控制。

圖1遠(yuǎn)程N(yùn)ODE卡與MAU卡連接示意圖

二、事故前工況

異常工況發(fā)生前，1號(hào)機(jī)組處于CCS方式運(yùn)行方式，機(jī)組負(fù)荷576MW，主汽溫592℃，總?cè)剂狭?47t/h，給水流量1715t/h，凝汽器A真空為-90.7KPa，凝汽器B真空為-92.2KPa。1A、1B循環(huán)水泵運(yùn)行（2A、3A、3B、4B循環(huán)水泵運(yùn)行狀態(tài)，2B循環(huán)水泵為檢修狀態(tài)；4A循環(huán)水泵為備用狀態(tài)），其中1號(hào)至4號(hào)機(jī)組相鄰循環(huán)水母管各通過兩只聯(lián)絡(luò)門連接，且均處于全開狀態(tài)。

三、事件經(jīng)過

09:05:53，1號(hào)機(jī)組DCS系統(tǒng)循環(huán)水遠(yuǎn)程站畫面所有模擬量信號(hào)顯示異常（調(diào)閱歷史記錄檢查發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程站AI信號(hào)壞質(zhì)量、DI信號(hào)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，原有的“0”信號(hào)均翻轉(zhuǎn)為“1”信號(hào)，“1”信號(hào)保持不變，RTD信號(hào)好質(zhì)量但數(shù)值錯(cuò)誤），1A、1B循環(huán)水出口液控蝶閥關(guān)信號(hào)誤發(fā)。

09:06:08，1A、1B循環(huán)水泵停運(yùn)。凝汽器A、B真空開始下降，凝汽器A、B進(jìn)口壓力由0.079MPa快速降低，09:06:25，該壓力降低至0.008MPa，機(jī)組凝汽器真空持續(xù)下降。

由于1號(hào)機(jī)循環(huán)水泵入口地勢較低，且循環(huán)水聯(lián)絡(luò)管接口靠近1號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵出口，1號(hào)機(jī)兩臺(tái)環(huán)水泵跳閘后，對(duì)應(yīng)出口液控碟閥在開啟狀態(tài)，母管循環(huán)水通過1號(hào)機(jī)組液控蝶閥倒流，導(dǎo)致1-4號(hào)機(jī)均受影響（1號(hào)機(jī)凝汽器入口循環(huán)水壓力由0.07mpa降到0，相鄰的2號(hào)機(jī)組凝汽器入口循環(huán)水壓力由0.07降低至0.03MPa，最遠(yuǎn)端的4號(hào)機(jī)循環(huán)水母管壓力降低0.04MPa）。09:06:14，4A循環(huán)水泵運(yùn)行人員手動(dòng)啟動(dòng)。

09:06:58，運(yùn)行人員先后兩次手動(dòng)降低1號(hào)機(jī)組負(fù)荷指令，由578MW降低至540MW。09:08:22，退出協(xié)調(diào)方式，09:08:22停B磨煤，燃料降低至205t/h。

09:09:43，凝汽器A真空壓力開關(guān)63-1/LV1-1、63-4/LV1-1動(dòng)作，滿足真空低保護(hù)條件（定值-73.3Kpa），觸發(fā)凝汽器真空低主保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)ETS動(dòng)作，鍋爐MFT，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)聯(lián)跳。9時(shí)59分大機(jī)轉(zhuǎn)速到0，投入盤車。13時(shí)42分鍋爐重新點(diǎn)火，19：06并網(wǎng)。

四、現(xiàn)場檢查及處理情況

1、機(jī)組跳閘后，熱控人員現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)組循環(huán)水DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡的主卡”I”燈亮，報(bào)內(nèi)部故障。該機(jī)柜所有分支I/O卡件均報(bào)內(nèi)部故障，故障現(xiàn)象及示意如圖2。

圖2故障現(xiàn)象說明

圖316號(hào)控制站遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡REMOTEI/ONOD“I”燈亮，內(nèi)部故障

2、檢查drop16的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的IO信號(hào)異常，所有AI通道點(diǎn)變壞質(zhì)量，所有RTD通道點(diǎn)值變?yōu)?20.45（好質(zhì)量），所有DI通道點(diǎn)值變?yōu)?（好質(zhì)量），遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的所有IO卡件報(bào)警。1號(hào)機(jī)組1A、1B循環(huán)水泵出口液控蝶閥誤發(fā)全關(guān)信號(hào)，15S后保護(hù)停1A、1B循環(huán)水泵，9:09:43，1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)ETS畫面首出報(bào)“1號(hào)真空低”，機(jī)組跳閘。

3、處理情況

熱控人員聯(lián)系艾默生DCS廠家技術(shù)人員到現(xiàn)場共同檢查故障原因，系統(tǒng)檢查如下：

3.1調(diào)閱系統(tǒng)日志及控制器故障信息

查看了系統(tǒng)日志，異常信息指向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)故障。

3.2調(diào)閱歷史記錄

2017-7-229:05:54，控制器drop16的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的IO信號(hào)異常，所有IO卡件報(bào)警，所有AI通道點(diǎn)變壞質(zhì)量，所有RTD通道點(diǎn)值為-20.45（好質(zhì)量），所有DO通道點(diǎn)值為0（好質(zhì)量），所有DI通道點(diǎn)值為1（好質(zhì)量）。

3.3控制器及遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡件檢查

3.3.1檢查控制器drop16處于主控狀態(tài)，drop66處于備用狀態(tài)，所有遠(yuǎn)程IO卡件的I燈亮。從卡件指示燈，可以判斷出與drop16相連的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)node1的通訊故障。

3.3.2進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)node1的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡（RNC）故障，即節(jié)點(diǎn)卡小卡光纖連接口Tx無光束發(fā)出。通過對(duì)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡大卡及小卡作熱插拔處理，重新安裝，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡“I”燈仍亮，畫面數(shù)據(jù)未恢復(fù)。

3.3.3將遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡（RNC）大卡更換為新備件，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡“I”燈仍亮，畫面數(shù)據(jù)未恢復(fù)。

3.3.4將遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡（RNC）小卡更換為新備件，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡“I”燈熄滅，卡件狀態(tài)指示燈顯示正常，畫面數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。進(jìn)一步確認(rèn)故障卡件為遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)小卡故障。

3.3.5為防止故障再次發(fā)生，將遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡大小卡均更換為新備件。更換完成后，卡件狀態(tài)指示燈顯示正常，畫面數(shù)據(jù)完全正常。

圖4遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡件（RNC）組合，左側(cè)為小卡，右側(cè)為大卡。

五、原因分析

1、直接原因

RNCA卡故障，同時(shí)因控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能開啟，16號(hào)控制器未能切至66號(hào)控制器，導(dǎo)致循環(huán)水遠(yuǎn)程站全部通訊中斷。該遠(yuǎn)程站主要控制1A、1B循環(huán)水泵出口液控碟閥的開關(guān)指令和開關(guān)反饋。通訊中斷后，循環(huán)水泵出口液控蝶閥關(guān)反饋信號(hào)（DI）翻轉(zhuǎn)，開關(guān)量點(diǎn)由“0”變“1”，信號(hào)誤發(fā)，誤跳1A、1B循環(huán)水泵導(dǎo)致機(jī)組真空低跳閘（1A、1B循環(huán)水泵跳閘指令由汽機(jī)電子間CTRL16/66控制器通過硬接線直接至就地進(jìn)行控制）。

9時(shí)05分53秒1A、1B循環(huán)水泵跳閘后，因遠(yuǎn)程站全部通訊中斷，故運(yùn)行發(fā)1A、1B循環(huán)水泵出口液控碟閥關(guān)指令（D0）就地液壓機(jī)構(gòu)無動(dòng)作。由于1號(hào)機(jī)循環(huán)水泵入口地勢較低，且循環(huán)水聯(lián)絡(luò)管接口靠近1號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵出口，1號(hào)機(jī)兩臺(tái)環(huán)水泵跳閘后，對(duì)應(yīng)出口液控碟閥在開啟狀態(tài)，母管循環(huán)水通過1號(hào)機(jī)組液控蝶閥倒流，未能進(jìn)入凝汽器，最終09時(shí)09分50秒凝汽器真空低保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。

2、重要原因

1號(hào)機(jī)組投產(chǎn)后，未對(duì)基建期安裝的遠(yuǎn)程站設(shè)置進(jìn)行排查，控制器一直按廠家設(shè)置進(jìn)行運(yùn)行，未能發(fā)現(xiàn)控制器組態(tài)設(shè)置有誤（控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能開啟，即當(dāng)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡故障時(shí)不觸發(fā)控制器切換）。

DCS廠家給出遠(yuǎn)程站開關(guān)量信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)的初步可能原因：控制器、I/O接口卡至MAU卡數(shù)據(jù)線、MAU卡、MAU卡至遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡光纖、遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡等故障，以及外部干擾、強(qiáng)電沖擊、工作環(huán)境因素等，都有可能觸發(fā)遠(yuǎn)程IO信號(hào)異常。目前，故障RNC卡已送至廠家檢測，進(jìn)一步確認(rèn)信號(hào)翻轉(zhuǎn)以及RNC卡故障的原因。

六、暴露問題

1、對(duì)DCS卡件劣化分析不足，1號(hào)機(jī)組DCS系統(tǒng)卡件已連續(xù)運(yùn)行8年之久，熱工專業(yè)對(duì)DCS系統(tǒng)卡件老化程度掌握不深入，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控不到位。

2、對(duì)循環(huán)水遠(yuǎn)程站通訊異常中斷的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，未考慮到通訊中斷可能造成的開關(guān)量點(diǎn)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)這種極端情況。

3、DCS系統(tǒng)故障報(bào)警功能不完善，出現(xiàn)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡故障等現(xiàn)象時(shí)，缺少監(jiān)視手段。

七、整改措施

1、關(guān)閉“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能，即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡故障時(shí)觸發(fā)控制器切換，恢復(fù)冗余功能。對(duì)檢查出的1號(hào)機(jī)組drop26/76控制器具有類似的問題進(jìn)行整改。

2、增加控制器故障（如遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)卡故障等）光字牌報(bào)警。

3、關(guān)于Ovation系統(tǒng)出現(xiàn)的開關(guān)量點(diǎn)翻轉(zhuǎn)這種異常情況，在國內(nèi)極為罕見。督促DCS廠家進(jìn)一步確認(rèn)信號(hào)以及MAU卡件損壞的原因，盡快出具報(bào)告。