一、機組概況

某電廠1號機組為660MW超超臨界機組，DCS系統(tǒng)為艾默生OVATION3.0.4版本。16號控制器配置有一套遠程控制站，由16號控制器下MAUA卡通過光纖連接至遠程站的REMOTENODE卡做為遠程站與16號控制器的通訊連接；66號控制器下MAUB卡通過光纖連接至遠程站的REMOTENODE卡做為遠程站與66號控制器的通訊連接。16號和66號控制器互為冗余，為一對控制器。MAUA卡與B卡之間無直接物理連接，兩者之間的切換通過控制器切換實現(xiàn)。

該遠程站主要控制1A、1B循環(huán)水泵出口電動蝶閥指令及狀態(tài)反饋。1A、1B循環(huán)水泵啟停指令及反饋在汽機電子間通過DROP16/66通過硬接線直接至就地進行控制。

圖1遠程NODE卡與MAU卡連接示意圖

二、事故前工況

異常工況發(fā)生前，1號機組處于CCS方式運行方式，機組負荷576MW，主汽溫592℃，總燃料量247t/h，給水流量1715t/h，凝汽器A真空為-90.7KPa，凝汽器B真空為-92.2KPa。1A、1B循環(huán)水泵運行（2A、3A、3B、4B循環(huán)水泵運行狀態(tài)，2B循環(huán)水泵為檢修狀態(tài)；4A循環(huán)水泵為備用狀態(tài)），其中1號至4號機組相鄰循環(huán)水母管各通過兩只聯(lián)絡門連接，且均處于全開狀態(tài)。

三、事件經(jīng)過

09:05:53，1號機組DCS系統(tǒng)循環(huán)水遠程站畫面所有模擬量信號顯示異常（調閱歷史記錄檢查發(fā)現(xiàn)遠程站AI信號壞質量、DI信號出現(xiàn)翻轉，原有的“0”信號均翻轉為“1”信號，“1”信號保持不變，RTD信號好質量但數(shù)值錯誤），1A、1B循環(huán)水出口液控蝶閥關信號誤發(fā)。

09:06:08，1A、1B循環(huán)水泵停運。凝汽器A、B真空開始下降，凝汽器A、B進口壓力由0.079MPa快速降低，09:06:25，該壓力降低至0.008MPa，機組凝汽器真空持續(xù)下降。

由于1號機循環(huán)水泵入口地勢較低，且循環(huán)水聯(lián)絡管接口靠近1號機組循環(huán)水泵出口，1號機兩臺環(huán)水泵跳閘后，對應出口液控碟閥在開啟狀態(tài)，母管循環(huán)水通過1號機組液控蝶閥倒流，導致1-4號機均受影響（1號機凝汽器入口循環(huán)水壓力由0.07mpa降到0，相鄰的2號機組凝汽器入口循環(huán)水壓力由0.07降低至0.03MPa，最遠端的4號機循環(huán)水母管壓力降低0.04MPa）。09:06:14，4A循環(huán)水泵運行人員手動啟動。

09:06:58，運行人員先后兩次手動降低1號機組負荷指令，由578MW降低至540MW。09:08:22，退出協(xié)調方式，09:08:22停B磨煤，燃料降低至205t/h。

09:09:43，凝汽器A真空壓力開關63-1/LV1-1、63-4/LV1-1動作，滿足真空低保護條件（定值-73.3Kpa），觸發(fā)凝汽器真空低主保護動作，汽機ETS動作，鍋爐MFT，發(fā)電機出口開關聯(lián)跳。9時59分大機轉速到0，投入盤車。13時42分鍋爐重新點火，19：06并網(wǎng)。

四、現(xiàn)場檢查及處理情況

1、機組跳閘后，熱控人員現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)1號機組循環(huán)水DCS系統(tǒng)遠程節(jié)點卡的主卡”I”燈亮，報內部故障。該機柜所有分支I/O卡件均報內部故障，故障現(xiàn)象及示意如圖2。

圖2故障現(xiàn)象說明

圖316號控制站遠程節(jié)點卡REMOTEI/ONOD“I”燈亮，內部故障

2、檢查drop16的遠程節(jié)點的IO信號異常，所有AI通道點變壞質量，所有RTD通道點值變?yōu)?20.45（好質量），所有DI通道點值變?yōu)?（好質量），遠程節(jié)點的所有IO卡件報警。1號機組1A、1B循環(huán)水泵出口液控蝶閥誤發(fā)全關信號，15S后保護停1A、1B循環(huán)水泵，9:09:43，1號機組汽輪機ETS畫面首出報“1號真空低”，機組跳閘。

3、處理情況

熱控人員聯(lián)系艾默生DCS廠家技術人員到現(xiàn)場共同檢查故障原因，系統(tǒng)檢查如下：

3.1調閱系統(tǒng)日志及控制器故障信息

查看了系統(tǒng)日志，異常信息指向遠程節(jié)點故障。

3.2調閱歷史記錄

2017-7-229:05:54，控制器drop16的遠程節(jié)點的IO信號異常，所有IO卡件報警，所有AI通道點變壞質量，所有RTD通道點值為-20.45（好質量），所有DO通道點值為0（好質量），所有DI通道點值為1（好質量）。

3.3控制器及遠程節(jié)點卡件檢查

3.3.1檢查控制器drop16處于主控狀態(tài)，drop66處于備用狀態(tài)，所有遠程IO卡件的I燈亮。從卡件指示燈，可以判斷出與drop16相連的遠程節(jié)點node1的通訊故障。

3.3.2進一步檢查，發(fā)現(xiàn)node1的遠程節(jié)點卡（RNC）故障，即節(jié)點卡小卡光纖連接口Tx無光束發(fā)出。通過對遠程節(jié)點卡大卡及小卡作熱插拔處理，重新安裝，遠程節(jié)點卡“I”燈仍亮，畫面數(shù)據(jù)未恢復。

3.3.3將遠程節(jié)點卡（RNC）大卡更換為新備件，遠程節(jié)點卡“I”燈仍亮，畫面數(shù)據(jù)未恢復。

3.3.4將遠程節(jié)點卡（RNC）小卡更換為新備件，遠程節(jié)點卡“I”燈熄滅，卡件狀態(tài)指示燈顯示正常，畫面數(shù)據(jù)恢復正常。進一步確認故障卡件為遠程節(jié)點小卡故障。

3.3.5為防止故障再次發(fā)生，將遠程節(jié)點卡大小卡均更換為新備件。更換完成后，卡件狀態(tài)指示燈顯示正常，畫面數(shù)據(jù)完全正常。

圖4遠程節(jié)點卡件（RNC）組合，左側為小卡，右側為大卡。

五、原因分析

1、直接原因

RNCA卡故障，同時因控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能開啟，16號控制器未能切至66號控制器，導致循環(huán)水遠程站全部通訊中斷。該遠程站主要控制1A、1B循環(huán)水泵出口液控碟閥的開關指令和開關反饋。通訊中斷后，循環(huán)水泵出口液控蝶閥關反饋信號（DI）翻轉，開關量點由“0”變“1”，信號誤發(fā)，誤跳1A、1B循環(huán)水泵導致機組真空低跳閘（1A、1B循環(huán)水泵跳閘指令由汽機電子間CTRL16/66控制器通過硬接線直接至就地進行控制）。

9時05分53秒1A、1B循環(huán)水泵跳閘后，因遠程站全部通訊中斷，故運行發(fā)1A、1B循環(huán)水泵出口液控碟閥關指令（D0）就地液壓機構無動作。由于1號機循環(huán)水泵入口地勢較低，且循環(huán)水聯(lián)絡管接口靠近1號機組循環(huán)水泵出口，1號機兩臺環(huán)水泵跳閘后，對應出口液控碟閥在開啟狀態(tài)，母管循環(huán)水通過1號機組液控蝶閥倒流，未能進入凝汽器，最終09時09分50秒凝汽器真空低保護動作跳機。

2、重要原因

1號機組投產(chǎn)后，未對基建期安裝的遠程站設置進行排查，控制器一直按廠家設置進行運行，未能發(fā)現(xiàn)控制器組態(tài)設置有誤（控制器“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能開啟，即當遠程節(jié)點卡故障時不觸發(fā)控制器切換）。

DCS廠家給出遠程站開關量信號發(fā)生翻轉的初步可能原因：控制器、I/O接口卡至MAU卡數(shù)據(jù)線、MAU卡、MAU卡至遠程節(jié)點卡光纖、遠程節(jié)點卡等故障，以及外部干擾、強電沖擊、工作環(huán)境因素等，都有可能觸發(fā)遠程IO信號異常。目前，故障RNC卡已送至廠家檢測，進一步確認信號翻轉以及RNC卡故障的原因。

六、暴露問題

1、對DCS卡件劣化分析不足，1號機組DCS系統(tǒng)卡件已連續(xù)運行8年之久，熱工專業(yè)對DCS系統(tǒng)卡件老化程度掌握不深入，風險預控不到位。

2、對循環(huán)水遠程站通訊異常中斷的風險認識不足，未考慮到通訊中斷可能造成的開關量點狀態(tài)翻轉這種極端情況。

3、DCS系統(tǒng)故障報警功能不完善，出現(xiàn)遠程節(jié)點卡故障等現(xiàn)象時，缺少監(jiān)視手段。

七、整改措施

1、關閉“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能，即遠程節(jié)點卡故障時觸發(fā)控制器切換，恢復冗余功能。對檢查出的1號機組drop26/76控制器具有類似的問題進行整改。

2、增加控制器故障（如遠程節(jié)點卡故障等）光字牌報警。

3、關于Ovation系統(tǒng)出現(xiàn)的開關量點翻轉這種異常情況，在國內極為罕見。督促DCS廠家進一步確認信號以及MAU卡件損壞的原因，盡快出具報告。