任飞翔
华电湖北发电有限公司电力工程分公司 湖北?黄石?435000
摘 要：某公司一台机组容量为350MW，在一次机组正常运行过程中，由于信号干扰导致高调门异常关闭，触发锅炉再热器保护动作，机组解列。笔者分析了事件发生的原因，对生产过程中暴露的问题进行探头，并提出了防范措施。
关键词：信号干扰；高调门异常关闭；再热器保护；防范措施
一、事件经过
某公司一台机组容量为350MW，汽轮机为上海汽轮机有限公司生产制造的CJK350-24.2/0.4/566/566型超临界、间接空冷、抽汽凝汽式汽轮机。DCS采用南京自动化有限公司生产的MaxDNA分散控制系统。锅炉选用哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发设计、制造的，型号为HG-1200/25.4-YM1。
11月7日，该机组协调控制方式运行，机组负荷155MW，顺序阀控制方式。
调门油动机1行程-0.6%（1号高调门阀位）；
调门油动机2行程-1%（2号高调门阀位）；
调门油动机3行程19.5%（3号高调门阀位）；
调门油动机4行程19.6%（4号高调门阀位）；
11:45:29至11:45:33机组运行期间，1号高调门、2号高调门保持全关位，3号高调门开度由19.5%降至5.8%，4号高调门开度由19.6%降至6.3%。两秒后机组负荷从152MW降至126MW。
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。
二、现场检查情况
1. SOE动作情况
查阅SOE记录，11月7日11:45:46.266，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，机组汽机ETS保护动作，查询首出为锅炉MFT，11:45:47.399，机组汽轮机跳闸，之后发电机解列，磨煤机、一次风机、汽动给水泵等设备联锁跳闸。
2. 再热器保护逻辑检查
检查机组DCS组态图，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。逻辑关系正确，延时时间准确。
3.遥控负荷指令信号检查
检查历史曲线，发现机组由DCS侧发出，DEH侧接收的“遥控负荷”（协调控制方式下即为综合阀位指令）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。
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一IP地址的操作员站操作“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基本吻合，怀疑可能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。就地检查“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。
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。
5.EH油系统检查情况
在高调门异常关闭期间，机组负荷150MW～65MW，EH油压力平稳保持在13.7MPa，EH油泵电流稳定在21.9A。
三、原因分析
机组跳闸原因：锅炉主保护动作。锅炉主保护动作原因：再热器保护动作。再热器保护动作原因：四个高调门全关，高压旁路未开，延时10s。逻辑关系正确。四个高调门全关原因：机组顺序阀控制方式下带较低负荷运行，1、2号高调门未开，由于信号干扰导致“遥控负荷”信号即综合阀位指令信号跳变为零，3、4号高调门也在信号跳变过程中关闭，10秒后触发锅炉再热器保护，进而引起机组停机。信号干扰原因：“遥控负荷”信号所在的信号电缆与“机组板换冷却水B升压泵”的380V动力电缆存在5至6米排列顺序错误且放置距离过近部分，当运行人员操作设备时，动力电缆的电压电流变化对“遥控负荷”信号造成了干扰。
四、存在的主要问题
1.存在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，不符合《电力建设施工技术规范 第4部分：热工仪表及控制装置》（DL 5190.4-2012）第6.4.12条“电缆在桥架上的排列顺序应符合设计要求，信号电缆、控制电缆与动力电缆宜按自下而上的顺序排列。”及第6.4.13条“信号电缆与动力电缆之间的距离应符合设计要求，设计未作规定时其最小距离应符合附录E。”之规定。
2.“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。
3.DCS系统电源负端浮空未接地的设计，抗干扰能力差。
4.机组DEH和CCS逻辑中无低负荷或阀位低时自动退出遥控模式的逻辑，存在一定隐患。五、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.防范措施建议
（1）按照《电力建设施工技术规范 第4部分：热工仪表及控制装置》（DL 5190.4-2012）中的要求消除动力电缆和信号电缆的重叠现象，并在全厂范围内对类似问题进行排查。
（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。
（4）在DEH侧或DCS中的CCS侧增加机组负荷低或阀位低自动退出遥控的功能。
参考文献
[1] 罗峻.EH油系统常见故障的分析与处理[J].热电技术2004(04):46-47.
作者简介：任飞翔 (1988—)，男，工程师，就职于华电湖北发电限公司电力工程分公司，主要从事大型火力发电机组设备检修管理工作和安全生产管理工作。