電廠分散控制系統(tǒng)的故障分析及維護措施

林亮

（武昌理工學院 430223）

摘要：電廠運轉的穩(wěn)定性關乎社會生產、居民用電穩(wěn)定，作為電廠運行控制系統(tǒng)的主要組成部分，實現(xiàn)電廠分散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是電網供電穩(wěn)定的保障基礎。在實際電廠生產運行過程當中，電廠分散控制系統(tǒng)常會因為電源電壓不穩(wěn)、信號干擾、硬件故障等因素導致電廠正常運轉的中斷[1]，本文就目前電廠分散控制系統(tǒng)常見故障原因進行分析討論，并根據(jù)不同故障原因提出相應解決方案，為今后處理相關故障提供一定的借鑒。

關鍵詞：電廠；分散控制系統(tǒng)；故障；維護措施

1. 引言

電廠分散控制系統(tǒng)的作用在于通過計算機、通信和屏幕顯示技術，實現(xiàn)對生產過程的數(shù)據(jù)采集、控制和保護等功能[2]，利用通信技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的多計算機監(jiān)控系統(tǒng)，它具備著功能分散，數(shù)據(jù)共享，可靠性高的優(yōu)點。但是在實際電廠運轉過程當中DCS（電廠分散控制系統(tǒng)）常會因為電廠分散控制系統(tǒng)硬件故障、通信網絡串擾中斷信號傳輸、SOE設備工作異常以及電源供電故障這些因素最終導致電廠運行故障的發(fā)生。隨著電力系統(tǒng)自動化水平越來越高，在電廠分散控制系統(tǒng)發(fā)生異常的情況下能夠快速查到問題源頭并及時解決是衡量一個電力系統(tǒng)全局性的重要指標，這也能夠保證商業(yè)用電和居民用電得到保障。

2. 電廠分散控制系統(tǒng)故障分析

2.1 分散控制系統(tǒng)通信故障分析及維護措施

電廠分散控制系統(tǒng)的通信系統(tǒng)作為傳輸中樞，擔負著數(shù)據(jù)共享、資源分析以及資源共享等功能。由于DSC和現(xiàn)場前端I/O設備的直接連接，因此在平常的工作過程當中外界串擾很容易通過電網傳輸電纜對DCS的通信傳輸帶來干擾，從而引起整個DCS系統(tǒng)的故障。找到干擾信號源是應對這一問題的首選方案，在電廠的DCS系統(tǒng)中，電子通信元件之間組成一個較為復雜的通信網絡，這些電子元件的供電通常都是由電廠內部發(fā)電直接提供電源電壓，與此同時，電廠內部的其他大功率動力設備也都使用相同電路進行供電，這些設備電機運轉過程中會有較大電流形成，眾所周知，大電流通過引起的電磁效應將直接引起DCS系統(tǒng)中的通信設備收到極強的電磁干擾[3]。除此之外，在日常使用過程當中，由于這些動力設備的啟動和關閉瞬間都將會產生瞬時電流迅速增加或變化，這對DCS通信設備的影響也是比較大的。關于這類問題的解決辦法可以通過獨立DCS通信系統(tǒng)供電電源來減少以上問題帶來的信號干擾。

在DCS系統(tǒng)中不同控制層之間的異常切換也會引起通信網絡信號丟失從而導致通信網絡的故障，在這種情況下，設備異常的表現(xiàn)通常為：I/O設備接口模塊發(fā)出報警信號，相關工作人員可以通過總控系統(tǒng)對中央處理器進行reset進行故障排除。

在實際工作過程當中，有時候因為屏蔽電纜接地方法不正確導致接地電阻過大引起了接地噪聲干擾信號，這時會在傳輸通道直接產生電位差，由于傳輸電纜外部帶有金屬層，這時候反而會使得屏蔽層自身形成一個自干擾系統(tǒng)，從而影響到整個系統(tǒng)的通信狀況。在接地電纜安裝的時候需要保證接地電纜接地良好，正確的安裝可以有效降低外界干擾以及系統(tǒng)當中其它弱電設備帶來的信號干擾，從而可以使得通信傳輸質量顯著提升，也使得DCS系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

2.2 分散控制系統(tǒng)硬件故障分析及維護措施

分散控制系統(tǒng)中的硬件故障通常意義上指的是前端信號采集設備異常，前端信號采集設備通常包括了信號傳輸部分、信號分析部分、以及中心輸入輸出設備三個部分。作為DCS系統(tǒng)控制端口，常見的故障情況有：電路年久出現(xiàn)線路老化，設備維護欠缺導致因為環(huán)境或者人為因素產生設備故障，這些故障一旦出現(xiàn)通常會導致前端信號接收與CPU中樞處理系統(tǒng)出現(xiàn)連接故障，硬件系統(tǒng)顯示異常等，對于該類故障發(fā)生之后，因為當前采用的DCS系統(tǒng)硬件通常帶有自診斷功能，因此首先可以通過自診斷判斷故障發(fā)生原因，除此之外，還可以通過對立傳感器來進行硬件故障原因發(fā)生的診斷[4]。在進行現(xiàn)場勘測的時候，我們還需要對現(xiàn)場故障原因有充分的調查了解，避免盲目操作情況的出現(xiàn)，以免造成故障的進一步惡化，硬件故障的維護在保證電路安全的前提條件下，通過合理的方法尋找出故障點之后對故障點進行維修，根據(jù)故障嚴重情況對故障點采取維修或者更換的處理方式，確保安全的前提下有效率地解決故障原因。

2.3 分散控制系統(tǒng)電源故障及維護措施

DCS控制系統(tǒng)一旦發(fā)生電源故障，會引起控制終端系統(tǒng)崩潰，從而使得整個系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，在實際生產過程當中，導致分散控制系統(tǒng)電源故障的原因也比較多樣化，在電廠大型設備中，由于啟閉電壓都會導致瞬時電壓發(fā)生明顯的變化，因此長期反復重復這一操作并且不定期保養(yǎng)或者及時檢查發(fā)現(xiàn)問題通常情況下會導致電源設備元件的損壞，從而使得電源前端控制出現(xiàn)失效情況。其次，由于操作人員的疏忽或者環(huán)境因素導致電源接頭電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定，從而導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。如果供電電壓出現(xiàn)異常也會導致電源異常，異常斷電對于設備的損壞也會導致電源故障的發(fā)生[5]。對于電源故障維護與解決方案：日常操作必須規(guī)范的前提條件下，需要安排專人負責相關元件的日常維護，一旦故障發(fā)生，需要通過恰當?shù)姆椒▽ふ夜收显搭^并且安排相關專業(yè)人員及時對故障進行排除，確保生產工作的迅速恢復。

2.4 分散控制系統(tǒng)SOE設備故障及維護措施

SOE設備作為分析分散控制系統(tǒng)機組故障的重要組件，擔負著整個電廠分散控制系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控的責任，在實際生產過程當中，SOE設備易出現(xiàn)信號丟失、SOE數(shù)據(jù)紊亂、數(shù)據(jù)重復發(fā)送、數(shù)據(jù)處理錯誤等故障，在這個情況下，電廠分散控制系統(tǒng)由于接受信號出現(xiàn)錯誤，會導致反饋信號響應執(zhí)行的動作產生誤差，進而影響整個分散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性[6]。對于SOE設備故障發(fā)生，應當及時聯(lián)系相關人員對設備模塊進行相應調整，及時對故障源頭進行排障，確保整個電廠分散控制系統(tǒng)盡快恢復正常運作。

3. 結論

綜上所述，電廠分散控制系統(tǒng)的擔負著當前我國數(shù)字化新型電廠的核心樞紐，在日常的管理維護中應當安排專人專責，對DCS系統(tǒng)中易發(fā)生故障的部分進行定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時上報并采取相應措施給予修復，避免問題的進一步擴大，從故障的源頭入手，將實際生產中的損失最小化。此外，對于負責各個部分的工作人員也應該定期組織相應的培訓以確保相關人員對于系統(tǒng)內各個部分的充分了解，以避免故障出現(xiàn)的時候因為盲目操作造成的故障加劇。

參考文獻：

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[2]張莉. 論電廠分散控制系統(tǒng)的故障原因及處理措施[J]. 中國新技術新產品，2014，23：70.

[3]向立清. 對電廠分散控制系統(tǒng)抗干擾措施的探討[J]. 中國科技財富，2009，06：55+57.

[4]劉軍，陳紅. 電廠分散控制系統(tǒng)備件協(xié)同管理模式研究[J]. 中國流通經濟，2007，01：35-37.

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[6]孟磊. 論電廠分散控制系統(tǒng)的故障原因及處理措施[J]. 民營科技，2011，12：20.