《分散控制系统典型故障应急处理预案导则》编制研究总

《分散控制系统典型故障应急处理预案》编制研究孙长生：电箱：scs54@网址:Http//工作单位：浙江省电力试验研究院兼：电力行业热工自动化技术委员会付秘书长

1）预案编制起因

2）预案编制过程3）预案主要内容

4）预案编制主要技术要点

5）预案编制试验中的经验交流

提纲3）二十五项反措、上级管理部门等均要求编写预案并开展反措演习1）DCS各种故障，如电源失电、操作员站“黑屏”或“死机”、主从控制器切换异常、通讯中断、模件损坏等事件时有发生2）根据中试所热工监督对已有的机组跳闸事件归类统计，30%以上事件是与运行或检修人员处理不当有关。

4）建立系统故障应急处理和长效管理机制，确保机组发生控制系统故障时，能迅速、准确地组织故障处理，最大限度地降低故障造成影响5）控制系统故障处理人员和经验都不足，人员流动可能性也大，需要有规范性培训和指导资料。《预案》编制概述11.1预案编制起因1.2故障处理不当案例

▲控制器组态下载时引起机组MFT

；▲控制器冗余切换失败，处理操作不当，机组MFT；▲给水控制器均故障，锅炉缺水爆管▲运行操作不当导致汽包水位高信号动作MFT，汽机大轴烧损；

▲操作人员退出油压保护联锁开关，汽机跳闸，断油烧瓦事件。▲通信故障厂区6KV05、06段失电▲DCS模件故障，机组跳闸

▲网口接触不良省煤器进口流量急降、逻辑错误锅炉MFT

；▲工程师站硬关机，系统无法启动

近一年时间收集、总结、研究，消化吸收深入探讨，编制今年8月上旬完成11家送审稿《控制系统故障应急处理预案编制》早期研究《火电厂热控系统可靠性配置与事故预控》编写模板国华集团提出，主任委员金耀华副总主持热工自动化技术委员会2010年下半年启动研究与编制研讨会、审查会、中国电力出版社出版申请2012年电力行业标准1.3预案编制全过程11家DCS厂家14家发电厂6家电科院2家技术中心编制过程，通过试验验证DCS运行的安全可靠性和《预案》编制的正确性。编制过程验证2）一些电厂在机组检修中做了全面的模拟试验3）各编制组都进行了试验（更多的试验待机组大修中进行）4）试验结果表明，系统配置、逻辑组态、参数设置中或多或少存在影响安全的问题。这些问题一般情况下难以发现，而一旦DCS出现特定故障，则可能因这些细节未考虑周全而危及机组安全运行（如控制器冗余切换不成功时的处理）。但这些细节问题可以通过完善故障处理预案、事先培训和反事故演习，提高事故处理能力来避免电力行业热工自动化技术委员会于8月23日～24日在北京召开《控制系统故障应急处理预案》编制审查会。《ABB预案》主要内容

24.控制系统综述：通过主要接地、电源、网络等，介绍控制系统概况5.应急处理预案的总体要求：是预案正文的主体内容附录A现场应急处理预案流程附录B故障快速查找表、故障诊断与处理流程。附录C故障处理典型操作卡。附录DⅠ级控制器全部故障应急处置方案附录EⅡⅢ级控制器全部故障应急处置方案附录F控制系统维护方法1.范围；2.规范性引用文件；3.术语定义和缩略语2.1ABB分散控制系统故障应急处理预案（乐清电厂版）一级二级故障处置方案、维护方案一级二级三级故障定位更换操作卡应急预案启动流程故障定级过程控制应急处理流程应急结束后期培训反事故演习组织机构预案管理应急响应《故障应急处理预案》总体框架辨识2.1风险辨识辨识可能发生的重大事故风险，对风险可能产生的影响进行分析，评估单位对该风险的应急能力。根据控制系统故障可能造成的后果将危险源分级Ⅲ级故障分级1）故障时直接造成机组跳闸或损坏设备、造成环保问题的为Ⅰ级2）不及时处理或处理不当可能造成机组跳闸或设备损坏的为Ⅱ级3）暂时不影响机组安全运行，但有可能发展成为Ⅱ级的定为Ⅲ级4）分散控制系统重大危险源分级列表《故障应急处理预案》中故障分级

2.22)Ⅰ级故障，启动应急预案并通知应急指挥组。应急指挥组对故障抢险过程的各种事项进行决策行发布。现场应急小组及各相关部门在应急指挥组的统一领导协调下根据职责分工开展应急工作3）Ⅱ级或Ⅲ级故障，由值长启动现场应急小组及相关的现场应急处置方案，在现场指挥机构的组织协调下根据职责分工开展应急处理工作。4）制定现场应急处置方案的流程与要求，给出控制系统典型故障快速查找表以及各种典型故障诊断与处理流程机组运行中，控制系统故障发生时，值长进行故障分级：预案分级启动5.4故障应急处理流程在5.5中制定了现场应急处置方案的流程与要求，给出了分散控制系统典型故障快速查找表以及各种典型故障诊断与处理流程；应急预案总体要求附录B2DCS故障诊断和处理流程DX.1.故障现象：1）运行检查;2）热工检查DX.2故障原因DX.3.故障后果DX.4.故障处理：1）运行处理；

2）维护处理列出所有相关的关系点。附录C控制系统故障操作卡及处理办法附录C1初始化控制器操作卡附录D：现场故障应急处置预案《预案规范》编制工作技术要点

3编预案之前，每对控制器控制哪些设备对运行人员来说是个黑洞，热工人员掌握也不全面。因此在编写每对控制器及PCU柜的故障应急处理预案中，均应列出主模件及PCU柜的主要控制设备及重要I/O点（包括重要通讯点）。通过培训学习，让运行和检修人员了解故障部件关联的设备，便于快捷查找故障、防止分析处理时出现漏洞。1）I／O点某些DCS故障发生后，运行、热工人员如不能及时干预，将会导致故障影响面扩大。因此所有现场处置方案中，均应列出故障现象、故障原因、故障后果、故障发生后运行与维护人员各自的处理措施并经过验证，以便DCS故障时，运行和热工人员根据经验指导有序地进行操作和干预，必要时直接停机，减少机组非停事件或损坏设备事件发生。2）处置方案故障快速查找表最后列，对应故障处理操作卡，目的是规范故障的查找和处理，应细化具有可操作性，让同专业的其他维护人员能根据它的指导完成整个故障、缩短故障处理时间，减少随意操作带来的不确定性隐患。可操作现场处置方案中，一定要综合大量故障分析处理案例的经验与教训，详细写出操作步骤、该强制的全部关联点（如控制器冗余切换不成功但机组未跳闸的故障处置时，相关的硬、软接点的强制和现场控制设备切手动等），防止处置时关联操作不到位导致处置失败。关联点编写DCS故障应急处理预案时的一个重要工作，是机组检修时按预案指导进行规范试验，从中发现系统隐患，通过逻辑优化、技改去消除或减少隐患，尽可能将DCS系统故障发生后需要人员干预的工作减至最少。对于不能消除的隐患，采取相应的措施并在预案中标明，让运行维护人员预知，提高故障处理时的有效性。隐患处理故障处理时，需运行、热工、机务人员的分类处理，而预案中运行处理的正确与否对故障的成败影响很大。因此编写预案时，一定需要运行、机务等其他专业人员的加入和充分沟通，运行参与

在编写分散控制系统故障应急处理预案过程中，应利用机组检修机会进行仔细的试验工作：模拟平时进行机、炉、电大联锁试验时的状态，锅炉吹扫完成、汽机挂闸、发电机模拟并网，并尽量模拟正常运行时的状况，在试验位或工作位启动相关设备，相关阀门或风门挡板也按运行时的状态进行开、关。然后分别模拟各控制主模件故障、各PCU柜失电、DCS环路中断、DCS失电等故障，详细记录各种故障产生的影响，以验证预案编写的正确性和可操作性。模拟试验验证《预案》编制试验中的经验交流

4本次与湖南电科院、湘潭电厂、ABB研究合作编写预案的过程试验中，发现控制系统中存在的一些问题，在此作一交流，供同行编写预案时参考。▲

MCS的PCU柜及DCS失电时，有的机组空预器会停运，预案中应提示运行人员及时干预以防止设备的损坏▲DCS失电时，炉将MFT并跳闸一次风机，送、引风机不会跳闸，其动叶、静叶或变频器将维持故障前开度不变（如设置为断信号保持），此时炉膛将产生大负压▲MCS的PCU柜失电时，其所属各测量信号失去，控制设备无法操作，此时很可能因相关参数失控导致MFT或机跳闸，预案中应提醒运行人员必要时就地手动干预1）失电后注意事项▲

MCS系统#21PCU柜#3、4控制器全部故障、#21PCU柜失电时再热器减温水气动闭锁阀将自动关闭，预案中应提出必要时就地手动干预。▲

SCS的#16PCU柜失电、#3、4控制器均故障时，过热器一、二级减温水气动闭锁阀将自动关闭，可能导致过热汽温严重超温，预案中应提出必要时就地手动干预。▲

FSSS系统#10PCU柜#3、4控制器全部故障时，锅炉主保护将拒动，对控制器进行故障复位操作或重新下载组态将导致MFT（组态中相关功能块初始值定义所致），必要时通过手动MFT按钮打闸锅炉。▲

一对冗余控制器均故障如重启后没有造成后果的，预案中应提示重新投入该控制器所辖设备的联锁开关（有的组态中联锁开关的初始值为退出联锁）。2）控制器均故障时注意事项很多设备在一对冗余控制器全部故障时只是无法操作。运行状态并不发生改变，但是在恢复控制器的过程中往往因控制器的初始化，导致意外指令发出，这些指令一般可通过分析组态预见，应在预案中提示，初始化前采取的措施，并经过试验验证正确，如：▲

某些泵（如开式水泵）控制器均故障时未跳闸，应验证重启时也不会跳闸，否则应有相应措施；▲

模拟量信号，如经过速率限制后参与保护逻辑的，要特别注意防止控制器重启时保护误动作；▲

从环路通讯来的信号如参与保护联锁，则应注意同一PCU柜内通讯模件与主控制器启动的先后顺序问题。▲

出现I级故障导致机组跳闸后，为保障设备安全，很多设备需要启停，但是集控室可能已经无法监控，需要运行人员到就地操作或者需要热控人员短接输出端子，一些端子有强电，应在相应现场处置方案中提醒热工、运行人员注意；防止触电。3）故障后处理注意事项▲

一对冗余控制器均故障如重启后没有造成后果，热控人员要提醒运行人员该控制器所辖设备的联锁开关需要重新投入（组态中联锁开关的初始值为退出联锁）。▲

部分需要改造才能在DCS故障时最大限度保证设备安全或将损失减至最小的设计缺陷，应完善预防措施；▲

由于各电厂机组热力系统不同、甚至同厂不同机组间的硬件结构、逻辑组态、参数设置等方面会有差别，而使得故障的解决方法各有差异。因此编写预案