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某机组因DCS开关量信号翻转导致非停案例电力知网导语：某电厂1号机组为660MW超超临界机组，DCS系统为艾默生OVATION3.0.4版本。16号控制器配置有一套远程控制站，由16号控制器下MAUA卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡做为远程站与16号控制器的通讯连接；66号控制器下MAUB卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡做为远程站与66号控制器的通讯连接。16号和66号控制器互为冗余，为一对控制器。MAUA卡与B卡之间无直接物理连接，两者之间的切换通过控制器切换实现。一、机组大概情况某电厂1号机组为660MW超超临界机组，系统为艾默生OVATION3.0.4版本。16号控制器配置有一套远程控制站，由16号控制器下MAUA卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡做为远程站与16号控制器的通讯连接；66号控制器下MAUB卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡做为远程站与66号控制器的通讯连接。16号和66号控制器互为冗余，为一对控制器。MAUA卡与B卡之间无直接物理连接，两者之间的切换通过控制器切换实现。该远程站主要控制1A、1B循环水泵出口电动蝶阀指令及状态反应。1A、1B循环水泵启停指令及反应在汽机电子间通过DROP16/66通过硬接线直接至就地进展控制。图1远程NODE卡与MAU卡连接示意图二、事故前工况异常工况发生前，1号机组处于CCS方式运行方式，机组负荷576MW，主汽温592，总燃料量247t/h，给水流量1715t/h，凝汽器A真空为-90.7KPa，凝汽器B真空为-92.2KPa。1A、1B循环水泵运行2A、3A、3B、4B循环水泵运行状态，2B循环水泵为检修状态；4A循环水泵为备用状态，其中1号至4号机组相邻循环水母管各通过两只联络门连接，且均处于全开状态。三、事件经过09:05:53，1号机组DCS系统循环水远程站画面所有模拟量信号显示异常调阅历史记录检查发现远程站AI信号坏质量、DI信号出现翻转，原有的“0信号均翻转为“1信号，“1信号保持不变，RTD信号好质量但数值错误，1A、1B循环水出口液控蝶阀关信号误发。09:06:08，1A、1B循环水泵停运。凝汽器A、B真空开场下降，凝汽器A、B进口压力由0.079MPa快速降低，09:06:25，该压力降低至0.008MPa，机组凝汽器真空持续下降。由于1号机循环水泵入口地势较低，且循环水联络管接口靠近1号机组循环水泵出口，1号机两台环水泵跳闸后，对应出口液控碟阀在开启状态，母管循环水通过1号机组液控蝶阀倒流，导致1-4号机均受影响1号机凝汽器入口循环水压力由0.07mpa降到0，相邻的2号机组凝汽器入口循环水压力由0.07降低至0.03MPa，最远端的4号机循环水母管压力降低0.04MPa。09:06:14，4A循环水泵运行人员手动启动。09:06:58，运行人员先后两次手动降低1号机组负荷指令，由578MW降低至540MW。09:08:22，退出协调方式，09:08:22停B磨煤，燃料降低至205t/h。09:09:43，凝汽器A真空压力开关63-1/LV1-1、63-4/LV1-1动作，知足真空低保护条件定值-73.3Kpa，触发凝汽器真空低主保护动作，汽机ETS动作，锅炉MFT，发电机出口开关联跳。9时59分大机转速到0，投入盘车。13时42分锅炉重新点火，19：06并网。四、现场检查及处理情况1、机组跳闸后，热控人员现场检查，发现1号机组循环水DCS系统远程节点卡的主卡I灯亮，报内部故障。该机柜所有分支I/O卡件均报内部故障，故障现象及示意如图2。图2故障现象讲明图316号控制站远程节点卡REMOTEI/ONOD“I灯亮，内部故障2、检查drop16的远程节点的IO信号异常，所有AI通道点变坏质量，所有RTD通道点值变为-20.45好质量，所有DI通道点值变为1好质量，远程节点的所有IO卡件报警。1号机组1A、1B循环水泵出口液控蝶阀误发全关信号，15S后保护停1A、1B循环水泵，9:09:43，1号机组汽轮机ETS画面首出报“1号真空低，机组跳闸。3、处理情况热控人员联络艾默生DCS厂家技术人员到现场共同检查故障原因，系统检查如下：3.1调阅系统日志及控制器故障信息查看了系统日志，异常信息指向远程节点故障。3.2调阅历史记录2017-7-229:05:54，控制器drop16的远程节点的IO信号异常，所有IO卡件报警，所有AI通道点变坏质量，所有RTD通道点值为-20.45好质量，所有DO通道点值为0好质量，所有DI通道点值为1好质量。3.3控制器及远程节点卡件检查3.3.1检查控制器drop16处于主控状态，drop66处于备用状态，所有远程IO卡件的I灯亮。从卡件指示灯，可以判定出与drop16相连的远程节点node1的通讯故障。3.3.2进一步检查，发现node1的远程节点卡RNC故障，即节点卡小卡光纤连接口Tx无光束发出。通过对远程节点卡大卡及小卡作热插拔处理，重新安装，远程节点卡“I灯仍亮，画面数据未恢复。3.3.3将远程节点卡RNC大卡更换为新备件，远程节点卡“I灯仍亮，画面数据未恢复。3.3.4将远程节点卡RNC小卡更换为新备件，远程节点卡“I灯熄灭，卡件状态指示灯显示正常，画面数据恢复正常。进一步确认故障卡件为远程节点小卡故障。3.3.5为防止故障再次发生，将远程节点卡大小卡均更换为新备件。更换完成后，卡件状态指示灯显示正常，画面数据完全正常。图4远程节点卡件RNC组合，左侧为小卡，右侧为大卡。五、原因分析1、直接原因RNCA卡故障，同时因控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure功能开启，16号控制器未能切至66号控制器，导致循环水远程站全部通讯中断。该远程站主要控制1A、1B循环水泵出口液控碟阀的开关指令和开关反应。通讯中断后，循环水泵出口液控蝶阀关反应信号DI翻转，开关量点由“0变“1，信号误发，误跳1A、1B循环水泵导致机组真空低跳闸1A、1B循环水泵跳闸指令由汽机电子间CTRL16/66控制器通过硬接线直接至就地进展控制。9时05分53秒1A、1B循环水泵跳闸后，因远程站全部通讯中断，故运行发1A、1B循环水泵出口液控碟阀关指令D0就地液压机构无动作。由于1号机循环水泵入口地势较低，且循环水联络管接口靠近1号机组循环水泵出口，1号机两台环水泵跳闸后，对应出口液控碟阀在开启状态，母管循环水通过1号机组液控蝶阀倒流，未能进入凝汽器，最终09时09分50秒凝汽器真空低保护动作跳机。2、重要原因1号机组投产后，未对基建期安装的远程站设置进展排查，控制器一直按厂家设置进展运行，未能发现控制器组态设置有误控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure功能开启，即当远程节点卡故障时不触发控制器切换。DCS厂家给出远程站开关量信号发生翻转的初步可能原因：控制器、I/O接口卡至MAU卡数据线、MAU卡、MAU卡至远程节点卡光纤、远程节点卡等故障，以及外部干扰、强电冲击、工作环境因素等，都有可能触发远程IO信号异常。目前，故障RNC卡已送至厂家检测，进一步确认信号翻转以及RNC卡故障的原因。六、暴露问题1、对DCS卡件劣化分析缺乏，1号机组DCS系统卡件已连续运行8年之久，热工专业对DCS系统卡件老化程度把握不深化，风险预控不到位。2、对循环水远程站通讯异常中断的风险认识缺乏，未考虑到通讯中断可能造成的开关量点状态翻转这种极端情况。3、DCS系统故障报警功能不完善，出现远程节点卡故障等现象时，缺少监视手段。七、整改措施1、关闭“DisableControllerFailoveronNodeFailure功能，即远程节点卡故障时触发控制器切换，恢复冗余功能。对检查出的1号机组drop26/76控制用具有类似的问题进展整改。2、增加控制器故障如远程节点卡故障等光字牌报警。3、关于Ovation系统出现的开关量点翻转这种异常情况，在国内极为罕见。催促DCS厂家进一步确认信号以及MAU卡件损坏的原因，尽快出具报告。