一起燃機(jī)電廠全廠停電事故的分析

何鐵光

（大唐華銀攸縣能源有限公司，湖南 株洲 412307)

1 概述

某燃機(jī)電廠3臺400 MW F級的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組(V94.3A型，德國西門子公司生產(chǎn))分別于2006年5-7月投入運(yùn)行。1,2號機(jī)組經(jīng)市(直轄市)電網(wǎng)調(diào)度批準(zhǔn)，由西門子公司燃燒與熱控工程師進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗(yàn)，3號機(jī)組正常運(yùn)行。

此3臺機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)均采用西門子公司的TELEPERM XP系統(tǒng)(簡稱“TXP系統(tǒng)”)，同時(shí)設(shè)置1套公用系統(tǒng)。各機(jī)組TXP系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊由SINCE NET總線承擔(dān)，而SINCE NET總線系統(tǒng)又分為工廠總線和終端總線2部分。各機(jī)組TXP系統(tǒng)的工廠總線、終端總線分別與公用系統(tǒng)的公用總線、終端總線連接，工廠總線共有9個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換器(ESM)，由光纖或電纜串接，正常運(yùn)行狀態(tài)下呈“C”型網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，其中任一網(wǎng)絡(luò)交換器具有冗余配置功能，并通過相應(yīng)配置具有網(wǎng)絡(luò)斷點(diǎn)監(jiān)測功能。即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換器人工設(shè)置冗余配置功能后，如“C”型網(wǎng)中出現(xiàn)1個(gè)斷點(diǎn)時(shí)，則冗余配置功能生效，以保證網(wǎng)絡(luò)始終保持“C”型網(wǎng)運(yùn)行；如“C”型網(wǎng)中出現(xiàn)2個(gè)及以上斷點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)則會(huì)異常。該廠機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)由德國西門子公司(以下簡稱“SPPA”)承擔(dān)。

2 事故經(jīng)過

2013-12-04，該燃機(jī)電廠西門子監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致單臺機(jī)組跳閘，在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)過程中產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)阻塞引發(fā)另外2臺機(jī)組同時(shí)跳閘，發(fā)生全廠對外全停的電力安全事故。

2013-12-04T14:25，3號機(jī)組因機(jī)組TXP系統(tǒng)工廠總線通訊故障，機(jī)組保護(hù)動(dòng)作跳閘，跳閘時(shí)負(fù)荷300 MW。15:36，1，2及3號機(jī)組TXP系統(tǒng)及公用系統(tǒng)監(jiān)視界面異常，1，2號機(jī)組跳閘，跳閘時(shí)機(jī)組負(fù)荷分別為222 MW，310 MW，導(dǎo)致全廠對外停電。

2.1 3號機(jī)組情況

14:25，3號機(jī)組跳閘后，通過查看SOE事件記錄，查明機(jī)組跳閘原因是工廠總線通訊故障。檢查機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及通訊設(shè)備，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為5P)故障報(bào)警，隨即對其進(jìn)行復(fù)位重置，但是故障未消除，報(bào)警仍然存在。經(jīng)研究后決定利用廠內(nèi)備件對該網(wǎng)絡(luò)交換器進(jìn)行在線更換，更換后故障報(bào)警消失。

2.2 1，2號機(jī)組情況

在對3號機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為5P)更換后數(shù)分鐘后，1，2號機(jī)組在15:36同時(shí)跳閘，相關(guān)監(jiān)視界面也同時(shí)出現(xiàn)異常。

2.3 機(jī)組恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行情況

3臺機(jī)組跳閘后，按照SPPA工程師建議，將3號機(jī)組TXP系統(tǒng)與公用系統(tǒng)之間網(wǎng)絡(luò)斷開，隨后1，2號機(jī)組監(jiān)控界面及監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊恢復(fù)正常。

對該機(jī)組TXP系統(tǒng)所屬網(wǎng)絡(luò)交換器、連接線等逐一排查后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為4P)的連接口松動(dòng)(RJ45接頭)。通過查閱歷年維護(hù)記錄，根據(jù)SPPA電氣工程師建議，利用備件網(wǎng)絡(luò)交換器(原編號為5P，原屬3號機(jī)組)對網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為7P)進(jìn)行了更換。測試后網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，并于2013-12-05向市電網(wǎng)調(diào)度申請依次并網(wǎng)。

3 原因分析

3.1 直接原因

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障

3號機(jī)組TXP監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為4P)的連接接口松動(dòng)(RJ45接頭)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)交換器(編號為7P)設(shè)備發(fā)生故障，造成系統(tǒng)出現(xiàn)2個(gè)斷點(diǎn)，破壞了“C”型網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致3號機(jī)組TXP系統(tǒng)通訊中斷，引發(fā)3號機(jī)組工廠總線通訊故障保護(hù)跳閘。

3.1.2 更換功能相異的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

在3號機(jī)組TXP監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換器存在異常信號的情況下，廠方工作人員采取了更換備件的措施。由于該系統(tǒng)的日常維護(hù)均由生產(chǎn)廠商西門子公司承擔(dān)，而該公司未對電廠工作人員進(jìn)行相關(guān)設(shè)備技術(shù)交底，致使廠方工作人員更換3號機(jī)組網(wǎng)絡(luò)交換器時(shí)，因外觀相同難以辨別功能差異而使用了不同型號的交換器，造成3號機(jī)組TXP系統(tǒng)形成“O”型網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致通訊網(wǎng)絡(luò)阻塞，進(jìn)而引發(fā)1，2號機(jī)組因通訊故障保護(hù)跳閘。

3.2 間接原因

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備重要故障告警功能不足

西門子機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)對3號機(jī)組網(wǎng)絡(luò)交換器連接口(RJ45接頭)松動(dòng)和另一網(wǎng)絡(luò)交換器故障的情況未能及時(shí)、有效地告警提示運(yùn)行人員，導(dǎo)致系統(tǒng)同時(shí)出現(xiàn)2個(gè)斷點(diǎn)，致使3號機(jī)組保護(hù)跳閘。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊故障隔離措施不到位

西門子機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)通訊故障缺乏有效防護(hù)手段和隔離措施。由于3號機(jī)組與1，2號機(jī)組網(wǎng)絡(luò)相連接，3號機(jī)組因更換網(wǎng)絡(luò)交換器不當(dāng)致使機(jī)組通訊網(wǎng)絡(luò)阻塞，隨即引發(fā)1，2號機(jī)組通訊網(wǎng)絡(luò)阻塞，最終導(dǎo)致1，2號機(jī)組保護(hù)跳閘。

4 暴露的問題

4.1 技術(shù)交底不徹底

電廠機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)制造廠商德國西門子公司在系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、通訊原理、設(shè)備配置等方面的技術(shù)交底不徹底，相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)不到位，其用戶使用手冊的指導(dǎo)性不足。

4.2 運(yùn)行維護(hù)自主性不強(qiáng)

電廠機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)過于依賴制造廠商，維護(hù)模式主要是通過遠(yuǎn)程獲取運(yùn)行參數(shù)來進(jìn)行信息判別，并由廠商負(fù)責(zé)定期巡視檢查，導(dǎo)致電廠運(yùn)管人員難以全面了解掌握機(jī)組的運(yùn)行狀況。

4.3 網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)技術(shù)力量薄弱

電廠網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理和技術(shù)人員不足，熱控專業(yè)人員對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)原理了解甚少，未對崗位人員進(jìn)行專業(yè)能力培訓(xùn)考核，電廠網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)技術(shù)水平亟待加強(qiáng)。

5 防范措施

5.1 開展同類燃?xì)鈾C(jī)組生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的排查工作

要對所屬機(jī)組生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行排查統(tǒng)計(jì)，有條件時(shí)可對國外電力生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)信息安全狀況開展專題研究，提出切實(shí)可行的風(fēng)險(xiǎn)防控及安全防護(hù)措施，避免類似事故的發(fā)生。

5.2 強(qiáng)化電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)和等級保護(hù)工作

要按照電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全管理要求，對類似監(jiān)控系統(tǒng)開展安全評估及等級保護(hù)測評工作，切實(shí)保證機(jī)組監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理

要提高對網(wǎng)絡(luò)與信息安全的認(rèn)識，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，完善相關(guān)工作制度、流程，增強(qiáng)信息安全防范意識，派送技術(shù)人員參加相關(guān)信息安全培訓(xùn)，切實(shí)提高網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理水平。

5.4 完善網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急預(yù)案

要規(guī)范編制應(yīng)急預(yù)案并定期舉行應(yīng)急演練，不斷整改發(fā)現(xiàn)的問題，提高電廠網(wǎng)絡(luò)與信息安全應(yīng)急管理水平。