（华电电力科学研究院有限公司 浙江杭州 310030）
摘要：本文分析了某350MW机组一起典型设备信号干扰停机事件，通过层层排查认为停机事件的主要原因是热工DCS信号受到干扰，使得生产数据失真，导致设备误动的过程。希望通过分析能够给后续其他机组运行提供借鉴参考作用。
关键词：火力发电厂；DCS系统；干扰
引言
随着计算机技术及网络通信技术的不断发展，DCS、PLC等控制系统在发电厂中得到广范应用，发电厂热力过程控制的稳定性和可靠性也有了很大的提高。但是在施工、调试、运行过程中，因热控系统受到干扰而造成硬件损坏的现象屡见不鲜，同时也对电厂的安全生产也构成了很大威胁。一方面我们也要在工程设计、安装和维护中高度重视，多方配合来共同解决问题，以求系统、有效地提高控制系统的抗干扰能力1。
本文通过对一起因为信号干扰导致设备误动的原因分析及预防处理。指出了信号干扰原因排查的方法及处理措施。以期未后续类似问题的分析提供有益的借鉴。
1 设备概况及事件经过
某厂六号机组容量为350MW，2014年12月投产发电。DCS采用南京自动化有限公司生产的MaxDNA分散控制系统。
2019年11月7日11:45:34至11:45:45期间，1号高调门、2号高调门保持全关位，3号高调门开度先恢复至19.0%后再次关闭至6.0%，随后全关至1%，4号高调门开度先恢复至19.1%后再次关闭至6.7%，随后全关至0.0%，3号高调门及4号高调门的全关时间均为11:45:36。在此过程中机组负荷先恢复至144.4MW，随后再次逐渐降低至70.7MW。
11:45:46 锅炉再热器保护动作，汽机跳闸、发电机解列。
2 检查情况
2.1 现场检查情况
2.1.1 SOE动作情况
查阅SOE记录，11月7日11:45:46.266，6号机组锅炉MFT保护动作，查询首出为再热器保护动作，11:45:46.276，6号机组汽机ETS保护动作，查询首出为锅炉MFT。
2.1.2 再热器保护逻辑检查
检查6号机组DCS组态图，再热器保护逻辑如图1所示。6号机组于11:45:36所有高调门全部关闭，由于高旁处于关闭状态，11:45:46所有高调门关闭10秒后，锅炉再热器保护动作。
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图1 再热器保护逻辑组态图
2.1.3 遥控负荷指令信号检查
检查历史曲线，发现6号机组由DCS侧发出，DEH侧接收的“遥控负荷”信号于11:45:26突然变为坏质量点（历史曲线中显示为白色），随后该信号发生数次跳变，最终信号变为零（实际信号跳变为负值，但与信号为零效果相同）。由于“遥控负荷”信号变为零即综合阀位指令变为零，所有高调门全部关闭，最终导致机组非停。
检查与“遥控负荷”信号相同AI卡件的其他信号后，发现其他信号在事故发生前后均无异常。
检查“遥控负荷”信号在DCS侧的AO输出端，发现DCS侧的AO输出信号“遥控负荷指令”在事故发生时未出现异常，仅DEH侧AI输入信号发生异常。
检查事故发生后“遥控负荷”信号约30分钟的历史曲线，发现DEH侧“遥控负荷”信号始终与DCS侧“遥控负荷指令”信号一一对应未再次出现异常。
检查与“遥控负荷”信号共用相同电缆桥架的另外两个模拟量信号，分别为“负荷参考”和“电厂负荷率限制”。其中“负荷参考”信号与“遥控负荷”信号同起点、终点机柜，“电厂负荷率限制”信号与“遥控负荷”信号不同终点机柜（分别为DEH03机柜和DEH01机柜），但同起点机柜且共用相同电缆桥架。检查历史曲线后发现，在“遥控负荷”信号发生异常的时刻，另外两个信号也出现了类似的跳变，且每次跳变的开始和结束时刻基本相同。
综上，可以排除故障信号所在AI卡件故障、故障信号DCS侧输出端信号故障的可能性。考虑到6号机组DCS系统电源设计为负端浮空，与同类型电厂广泛采用的负端接地的设计相比抗干扰能力差，存在信号在传输过程中受到外界干扰源干扰的可能性，且共用电缆桥架的另外两个信号也出现了同样的跳变，可以推断出信号故障是由于传输过程中受到外界干扰源干扰导致的。
2.1.4 外界干扰源排查
检查了“遥控负荷”信号所在电缆桥架，可见部分未发现破损、断线等异常；检查了“遥控负荷”信号的起点和终点机柜，两端机柜均接地良好；检查了“遥控负荷”信号所在电缆的屏蔽层，发现该电缆屏蔽层接地良好；检查了电厂的工作记录，当日事故发生前后现场未进行电焊等强干扰类作业。
检查操作员站操作记录，发现在干扰发生时刻IP地址为166.29的操作员站操作“#6机组板换冷却水B升压泵”停运。
调阅历史曲线，发现操作员站操作设备停运的时间与发生信号干扰的时间吻合，初步断定是设备启停时产生的电压电流变化对“遥控负荷”信号造成了干扰，如图2所示。
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图2 信号干扰与设备启停历史曲线
就地检查“#6机组板换冷却水B升压泵”380V动力电缆，发现该泵动力电缆存在与信号电缆放置时排列顺序错误且放置距离过近的情况，长度约5至6米。
3 原因分析
综上，可以推断信号干扰是“遥控负荷”信号所在电缆与“#6机组板换冷却水B升压泵”380V动力电缆存在较长排列顺序错误且放置距离过近部分引起的。当运行人员操作启停“#6机组板换冷却水B升压泵”时，动力电缆上的电压和电流变化会使相邻的信号电缆受到干扰，从而导致信号故障。
4 处理及防范措施
1）处理情况
现场已临时增加跨站网络变量作为“遥控负荷”信号冗余，并增加切除坏质量点功能，机组启动恢复运行。
2）“遥控负荷”信号进行硬接线三取二冗余配置，并做好偏差大报警。
3）对DCS系统电源进行改造，将电源负端接地，增强抗干扰能力。
5 结论
火力发电厂DCS控制系统安装的质量是直接影响工程质量的重要因素2，本次停机暴露出设备安装过程中动力电缆与信号电缆排列顺序错误且放置距离过近的现象；“遥控负荷”信号为机组运行过程中的重要信号，但只有一路无冗余,应采取双冗余方式予以处理热控系统的分布3； DCS系统电源负端浮空未接地的设计，抗干扰能力差，造成信号抗干扰能力差的潜在隐患。
参考文献
[1]罗日娜.浅议火电厂热控系统抗干扰技术.[J].电力设备,2018, 1.
[2]刘同勇、祖光耀. 火力发电厂DCS系统抗干扰措施探讨.[J].机电机械,2016, 09.
[3]王丘. 火电厂热控系统抗干扰技术分析.[J].硅谷,2014, 14.