在線更換TPS02卡件風(fēng)險分析及控制措施

文/陳剛

1 TPS02卡件簡介

河源電廠一期工程的DCS采用ABB公司的Symphony系統(tǒng)，其中DEH（汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)）部分也采用Symphony硬件實(shí)現(xiàn)軟硬一體化控制。。

TPS02卡件是一種DEH系統(tǒng)專用的特殊IO卡件，每塊卡件內(nèi)部具有獨(dú)立的CPU控制器。它采集的主要信號有：轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)有功功率、中壓排汽壓力、汽機(jī)掛閘、并網(wǎng)。根據(jù)這些信號，通過板載CPU自行計(jì)算，可以直接輸出功率負(fù)荷不平衡保護(hù)、OPC動作、跳機(jī)等重要保護(hù)。另外，TPS02卡件可以作為IO卡件將板載信號通過總線通訊發(fā)送給主控制器進(jìn)行處理。出于安全考慮，共配置3塊TPS02作為冗余卡件，每塊TPS02卡件的信號完全相同，如果不同卡件上的信號有異，則使用三取二或三取中原則。

2 河源電廠使用情況

我公司#1機(jī)組投產(chǎn)至2018年，已使用約10年時間。2018年一年時間內(nèi)，該機(jī)組TPS02卡件總共出現(xiàn)3次故障情況。第一次為卡件上的轉(zhuǎn)速信號異常波動；第二次為卡件的擴(kuò)展總線接口芯片故障導(dǎo)致整個#52機(jī)柜內(nèi)部所有總線通訊信號錯亂，設(shè)備亂動，甚至跳機(jī)；第三次為板載所有信號失效變?yōu)?。

可見，隨著使用時間變長，卡件本身可靠性會下降。由于TPS02卡件上的信號對DEH系統(tǒng)至關(guān)重要，并網(wǎng)、掛閘信號的異常翻轉(zhuǎn)甚至?xí)苯訉?dǎo)致跳機(jī)，因此，必須制定一套安全、可靠的方案，來及時對TPS02卡件進(jìn)行在線更換。

3 卡件更換方案分析

DEH內(nèi)部的控制邏輯環(huán)環(huán)相扣，牽一發(fā)而動全身。同一個信號，會有多處引用，重要信號甚至幾十個地方使用，把所有板載信號相關(guān)的聯(lián)鎖保護(hù)暫時退出，同時不因保護(hù)退出導(dǎo)致拒動，造成設(shè)備損壞，難度很大。通過對DEH控制邏輯反復(fù)的分析與討論，應(yīng)從以下幾個方面著手。

3.1 掛閘信號翻轉(zhuǎn)

后果：

（1）汽輪機(jī)運(yùn)行信號、TV/GV切換等信號復(fù)位；

（2）協(xié)調(diào)控制模式退出；DEH系統(tǒng)變?yōu)楸镜乜刂疲?/p>

（3）DEH控制的目標(biāo)值、設(shè)定值清零；

（4）閥位參考信號（Reference）清零；

（5）所有伺服閥控下的閥門指令清零；

（6）觸發(fā)跳閘；汽輪機(jī)甩負(fù)荷，變成電動機(jī)運(yùn)行。

處置方案：如果同時2個TPS02卡件上的掛閘信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)，所有閥門關(guān)閉，所有閥門指令變?yōu)?，汽輪機(jī)運(yùn)行信號復(fù)位，此時直接進(jìn)行打閘操作。

3.2 并網(wǎng)信號翻轉(zhuǎn)

后果：

（1）系統(tǒng)認(rèn)為機(jī)組脫網(wǎng)運(yùn)行，觸發(fā)OPC保護(hù)動作，DEH控制切換至轉(zhuǎn)速控制回路；

（2）調(diào)門會全開或全關(guān)；

（3）并網(wǎng)信號消失聯(lián)關(guān)四抽電動門；

（4）并網(wǎng)信號消失聯(lián)開汽機(jī)側(cè)疏水閥；

（5）就地OPC電磁閥動作。

處置方案：拔除TPS02卡件自帶OPC動作硬回路繼電器；拔除OPC電磁閥線圈；DEH切換至手動控制方式，切除解列甩負(fù)荷保護(hù)；將電超速動作值修改為3030，防止卡件更換期間實(shí)際發(fā)生解列甩負(fù)荷，如發(fā)生甩負(fù)荷立即出發(fā)電超速動作，清零指令關(guān)閉閥門，同時立即打閘；為防止四抽電動門關(guān)閉提前將小機(jī)汽源切換至輔汽聯(lián)箱；提前將汽機(jī)側(cè)疏水閥切換至手動控制狀態(tài)；如在卡件更換期間發(fā)現(xiàn)并網(wǎng)開關(guān)實(shí)際斷開，立即手動打閘。

3.3 轉(zhuǎn)速信號故障

后果：機(jī)組退出調(diào)頻回路；失去103%轉(zhuǎn)速保護(hù)。

處置方案：影響較小，不做特別預(yù)防。

3.4 上述第2條與第3條同時發(fā)生

后果：如發(fā)生以上情況，DEH系統(tǒng)觸發(fā)跳閘邏輯，并以及如下聯(lián)鎖保護(hù)：

（1）TPS02卡件自帶超速保護(hù)；

（2）DEH跳閘至ETS硬接線保護(hù)；

（3）所有閥門的TRIP BAIS指令；

（4）閥位參考清零。

此時強(qiáng)行保住機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，會使汽輪機(jī)進(jìn)入電動機(jī)模式運(yùn)行。此時只能快速通過邏輯復(fù)位跳閘指令，手動恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)。

處置方案：轉(zhuǎn)速故障和脫網(wǎng)信號同時觸發(fā)時，操作人員根據(jù)機(jī)組重要參數(shù)判斷是否需要打閘操作。如參數(shù)變化不大，則在熱工人員復(fù)位跳閘指令后，立即手動輸入一個指令，開啟閥門。

3.5 功率、中壓排汽壓力信號變?yōu)閴馁|(zhì)量

后果：功率信號故障，有可能觸發(fā)高排壓比低跳機(jī)保護(hù)。

處置方案：在ETS側(cè)退出高排壓比低跳機(jī)保護(hù)。

4 結(jié)語

電廠工作，安全最重。如有必要在線對TPS02卡件進(jìn)行更換，必須反復(fù)核對控制邏輯中的所有信號，確保相關(guān)操作不會導(dǎo)致機(jī)組跳閘。特別要注意并網(wǎng)信號與掛閘信號是否翻轉(zhuǎn)以及其后果，并提前做好預(yù)案應(yīng)對突發(fā)狀況。