引言

    甘肅大唐甘谷發(fā)電廠以大代小改造工程為2X330MW機組，2007年年底兩臺機組順利通過168試運行，成功投產(chǎn)開始商業(yè)運行。其分散控制系統(tǒng)(DCS)采用GE新華控制工程有限公司的XDPS-400e型。XDPS-400e型分散控制系統(tǒng)是GE新華XDPS-400+系統(tǒng)的升級系統(tǒng)，主要是在系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)上做了較大的改進，在同類機組容量的電廠也是首次應用。它的功能包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、電氣系統(tǒng)(ECS)、汽輪機控制系統(tǒng)(DEH)、旁路控制系統(tǒng)(BPC)等。

1 網(wǎng)絡配置

    大唐甘谷發(fā)電廠兩臺機組DCS系統(tǒng)設置2個獨立的雙環(huán)網(wǎng)，每臺機組一個環(huán)網(wǎng)，公用系統(tǒng)一個星型網(wǎng)。公用系統(tǒng)與單元機組之間采用專用網(wǎng)橋聯(lián)接在一起。單元機組網(wǎng)絡配置分為兩部分，主干網(wǎng)和實時信息網(wǎng)。主干網(wǎng)為100Mb冗余、容錯高速實時雙環(huán)網(wǎng)。冗余是指2條環(huán)網(wǎng)同時工作，互為熱備用。 容錯是指當環(huán)網(wǎng)中任何兩個站點間的線路發(fā)生故障或任何站點故障時，環(huán)網(wǎng)將自動退化為星型以太網(wǎng)，不會影響系統(tǒng)的正常工作。實時信息網(wǎng)是把系統(tǒng)上所有的人機接口(MMI)構(gòu)成一個實時總線網(wǎng)，以實現(xiàn)人機接口之間的信息資源數(shù)據(jù)共享。實時信息網(wǎng)由SMC交換機EZ1024R 100Mbps快速以太網(wǎng)交換機構(gòu)成。公用系統(tǒng)網(wǎng)絡配置公用系統(tǒng)為一個獨立的星型網(wǎng)，通過專用網(wǎng)橋與單元機組DCS網(wǎng)絡聯(lián)接在一起。網(wǎng)橋具有隔離性使3個DCS(#1機組DCS、#2機組DCS、公用系統(tǒng)DCS)網(wǎng)之間在電氣上相互獨立避免耦合。在操作上通過軟開關和硬開關兩種方式保證同一時間只能由一臺機組對公用系統(tǒng)操作。

2 出現(xiàn)的故障及其原因分析

    2008年4月16日10點48分，正常運行中的#2機組操作員站、工程師站所有監(jiān)控數(shù)據(jù)品質(zhì)壞，操作員無法監(jiān)控，故障持續(xù)近兩分鐘后值長令手動停爐和手動停機，直接造成2#機組非計劃停運。

    通過檢查#2機組報警歷史記錄，10：47：48至10：48：04期間，報警信號“SAC10DI003單元控制室空調(diào)系統(tǒng)#2總報警1”在短時間內(nèi)大量重復出現(xiàn)，緊接著DCS系統(tǒng)所有控制器出現(xiàn)復位現(xiàn)象。由于此信號為現(xiàn)場采集的信號，如此高頻率的出現(xiàn)不可能是實際產(chǎn)生;又因為此信號為公共系統(tǒng)采集的信號，同時通訊至#1機組，通過對比#1機組的報警歷史，亦排除了信號故障的可能。

    通過排除法，最后我們分析，在這一段時間內(nèi)，#2機組系統(tǒng)網(wǎng)絡發(fā)生阻塞，造成網(wǎng)絡負荷劇增，引起控制器復位，而網(wǎng)絡發(fā)生阻塞的可能原因我們分析有以下幾個方面：

1、 工作人員在處理其他問題的時候不小心將控制器復位，通過檢查電子間進出記錄和機組歷史記錄，可以肯定排除人員誤動的原因。

2、 虛擬環(huán)網(wǎng)發(fā)生“短路”，即在整個網(wǎng)絡沒有產(chǎn)生斷點的情況下，虛擬斷點閉合，造成網(wǎng)絡形成環(huán)路，網(wǎng)上數(shù)據(jù)不斷被重復復制，網(wǎng)絡負荷劇增。如交換機虛擬斷點開關被誤動。

3、 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不合理，造成網(wǎng)絡形成環(huán)路。從產(chǎn)生的現(xiàn)象及故障發(fā)生前的運行情況來看，可以排除這種可能性。

4、 網(wǎng)絡上某個節(jié)點網(wǎng)絡接口故障，向網(wǎng)絡上大量發(fā)送重復數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡阻塞。如公共系統(tǒng)與單元機組網(wǎng)關站的網(wǎng)卡故障。

3 采取的措施

針對出現(xiàn)的情況，我們制定了如下預防措施：

1、加強相關人員交換機設備使用的培訓工作，在交換機機柜醒目處貼警示標志，避免人員誤動。

2、更換網(wǎng)關站與#2機組接口的網(wǎng)絡接口卡。

3、交換機增加端口的流量限制。

    顯然，這次事故采取的這些措施里重中之重是交換機流量限制的設置，如果在事故發(fā)生之前我們已經(jīng)設置了流量限制，那么即使出現(xiàn)虛擬斷點閉合或節(jié)點網(wǎng)絡接口故障時，也不會因為向網(wǎng)絡大量發(fā)送數(shù)據(jù)而造成網(wǎng)絡負荷劇增，最終導致非停的結(jié)果。

4 交換機流量限制的設置

    大唐甘谷發(fā)電廠網(wǎng)絡為單層、快速交換式以太網(wǎng)，實時網(wǎng)(RTFNET)允許最大節(jié)點量為1024個，信息網(wǎng)(INFNET)允許最大節(jié)點量為250個。主干網(wǎng)由德國Hirschmann工業(yè)級交換機構(gòu)成，有RS20-1600M2M2SDAE交換機5對。公用系統(tǒng)網(wǎng)絡也由德國Hirschmann工業(yè)級交換機構(gòu)成，有RS2-TX交換機2對。交換機流量設置在#1、#2機組工程師站進行，安裝JAVA程序和專用Hirschmann軟件后，即可在工程師站對交換機流量進行設置，我們根據(jù)實際數(shù)據(jù)傳輸情況，定義交換機光口速率為15000，電口速率為1500，當然，具體設置步驟因交換機類型不同而不同，這里不再贅述。

5 結(jié)束語

    近年來，國內(nèi)火電機組發(fā)展迅速，機組從開工建設到投產(chǎn)的工程時間也大大縮短，在緊張的工期情況下，施工、調(diào)試單位難免留下工程隱患，作為電廠的主人，我們在緊抓大層面、大缺陷的同時，也要定期組織分析案例、細化設備保護、強化人員素質(zhì)，讓非停事故、安全事故不要成為新廠的“寵兒”!