第一篇：DCS故障分析處理及維護防范措施

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關鍵詞： DCS 故障

摘要：本文結合火電廠DCS在生產運行中出現的故障實例，對DCS故障進行了分類和分析，并就如何維護DCS以及減少DCS故障提出了具體辦法和措施。

一、分散控制系統(DCS)概述

DCS具有通用性強、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規范化、調試方便、運行安全可靠的特點，在國內外電力、石油、化工、冶金、輕工等生產領域特別是大型發電機組有著較為廣泛的應用。目前國內應用較多的的品牌主要有：

(1)國外品牌：美國ABB、西屋、德國西門子、日本橫河、日立等;

(2)國內：國電智深、和利時、新華等。

DCS的安全、可靠與否對于保證機組的安全、穩定運行至關重要，若發生問題將有可能造成機組設備的嚴重損壞甚至人身安全事故。所以非常有必要分析DCS運行中出現的各類問題，采取措施提高火電廠DCS的安全可靠性。

二、DCS在生產過程中的故障情況

每個廠家的DCS都有其各自的特點，因此其故障的現象分析和處理不盡相同，但歸納起來由DCS引起機組二類及以上障礙可劃分為三大類：

(1)系統本身問題，包括設計安裝缺陷、軟硬件故障等。

(2)人為因素造成的故障，包括人員造成的誤操作，管理制度不完善及執行環節落實。

(3)系統外部環境問題造成DCS故障。如環境溫度過高、濕度過高或過低、粉塵、振動以及小動物等因素造成異常。

2.1 DCS本身問題故障實例

此類故障在生產過程中較為常見，主要包括系統設計安裝缺陷，控制器(DPU或CPU)的死機、脫網等故障，操作員站黑屏，網絡通訊堵塞，軟件存在缺陷，系統配置較低，與其他系統及設備接口存在問題等。

2.1.1 電源及接地問題：

(1)某電廠DCS電源系統采用的是ABB公司Symphony III型電源，但基建時仍按照II型電源的接地方式進行機柜安裝，與III型電源接地技術要求差異很大。機組投產以來發生多次DCS模件故障、信號跳變、硬件燒壞的情況，疑與接地系統有關。同樣，某電廠在基建期間DCS接地網設計制作安裝存在問題，DCS系統運行后所有熱電阻熱電偶溫度測點出現周期波動。

(2)某廠因電源連線松動而導致汽機側控制系統失效。

經驗教訓：DCS沒有良好的接地系統和合理的電纜屏蔽，不僅系統干擾大，控制系統易誤發信號，還易使模件損壞。可見，UPS電源、控制系統接地等存在問題將給電廠投產后DCS的安全穩定運行留下極大隱患。因此，DCS系統電源設計一定要有可靠的后備手段，負荷配置要合理并有一定余量;DCS的系統接地必須嚴格遵守制造廠技術要求(如制造廠無特殊說明應按照DLT774規定執行)，所有進入DSC系統控制信號的電纜必須采用質量合格的屏蔽電纜，并要同動力電纜分開敷設且有良好的單端接地。

2.1.2 系統配置問題：

(1)浙江某電廠DCS(T-ME/XP系統)頻繁故障和死機造成機組停運事故。

7、8機組(2*330MW)，從1997年2月試生產至5月，兩臺機組共發生22次DCS系統故障和死機，造成機組不正常跳閘8次。之后又多次? 發生操作畫面故障(8號機組有兩次發生全部6臺操作站“黑屏”)，嚴重威脅機組安全。經分析認為其DCS系統存在以下幾個方面的問題：(1)DCS工程設計在性能計算軟件、開關量冗余配置上存在問題。(2)硬件配置不匹配(其中包括T-ME和T-XP兩種系統的匹配和通信問題)。(3)個別硬件設計不完善。(4)進一步分析，關鍵的CS275(下層T-ME)通訊總線負荷率過高出現“瓶頸”問題現象。而歐洲T-ME/XP系統用戶在配置合理的前提下，T-ME/XP系統使用情況基本良好。

(2)某電廠在200MW機組的熱控系統自動化改造上使用的DCS，由于系統配置的負荷率計算不準且為了減少投資，技術指標均接近允許極限，加之該系統有運行時中間虛擬I/O點量大的特點，所以在改造后期調試時發現個別控制器的負荷率竟超過了90%，個別軟手操操作響應竟接近1min，根本無法使用，后經過大幅度調整(系統重新增加配置)，才解決了這個問題。

(3)東北某600MW機組，由于招標技術規范對I/O通道隔離性質表述不到位，因此DCS廠家做的配置很低，結果在調試時燒損了大量的I/O板，后來改變了隔離方式和更改換了硬件，電廠又花費了許多資金，也抵消了當初的招標價格優勢。此外，電纜的質量與屏蔽問題也必須高度重視，重要信號及控制應使用計算機專用屏蔽電纜，許多改造工程正是由于電纜的問題導致電纜不得不重新敷設，影響了工期。

(4)某電廠300MW機組新華XDPS-400系統工程師站頻繁死機，經檢查發現其運行程序較多：多個虛擬DPU、歷史數據記錄、性能計算、報表等。把歷史數據分配至別的人機接口站問題解決。

2.1.3 控制器(DPU或CPU)故障

(1)某電廠300MW #2機組HIACS-5000CM控制系統FSSS1的CPU故障，且未將控制權交出，從CPU未能切換為主控，導致該部分系統控制設備無法操作(設備保持原狀態工作)。在對主CPU執行在線更換步序至停電時，從CUP切換主控CPU，系統設備受控，更換原主控CPU后系統一切正常。

(2)ABB早期某時間生產的SYMPHONY 同一PCU機柜內不同控制器之間通訊出現數據不一致的情況，通過升級固件這一問題得到解決;

(3)新華控制XDPS系統早期某批次DPU曾多次出現離線、死機現象，經檢查為DPU卡件個別電容問題，經升級更換卡件問題解決。

由于目前DCS的控制器均為冗余配置，大大減少了主控制器“異常”引發機組跳閘的次數。但是，一旦一對冗余的控制器同時死機，將直接威脅到安全生產，對于此類情況一定要采取措施切實避免。

2.1.4 DCS網絡故障

(1)某電廠西屋WDPF控制系統，由于多次改造系統增加了大量測點和自動控制回路，系統負荷率高達70%以上，造成網絡通訊堵塞，多次出現操作員進行操作、切換畫面時間過長、畫面黑屏等問題。后經升級改造為OVATION系統，系統正常。

(2)某電廠600MW機組負荷508MW，工況穩定，汽輪機所有調門突然大幅擺動，經檢查故障原因是機組運行時M5 控制器的轉速信號短時間內由3000r/min 變成了0r/min，又馬上恢復，調門擺動的原因也是M3和M5通訊時出現掉數據現象，導致Trip Bias(跳閘偏置)信號在機組運行時由0變為1，引起所有調門大幅擺動。對該問題采取措施：對PCU 控制總線的通訊信號進行多重化處理，對通訊信號增加一定延時，躲過通訊信號瞬間跳變;對重要的通訊信號采用了通訊冗余。

2.1.5 DCS軟件問題

(1)某電廠300MW供熱機組DCS調試過程中未對測點品質參數進行修改，致使其模擬量測點只有在斷線的情況下才認為是壞品質測點，未充分起到品質校驗功能。后對所有測點品質參數進行了設置，提高了設備運行的可靠性。

(2)HIACS-5000CM控制系統畫面組態時，雙擊grab組態工具后，彈出 c++錯誤窗口無法正常使用。經檢查發現grab.ini 文件被改動過，從其他機器拷貝文件覆蓋后，工具恢復正常。因為grab 非正常退出后保留了錯誤的信息在grab.ini 文件中。

(3)某電廠除氧器水位控制回路邏輯是由高加水位控制邏輯拷貝修改而成，修改過程不徹底，PID參數未根據除氧器情況設置整定，造成運行中除氧器上水門發散調節，調節品質惡化。采取措施：檢查邏輯，重新整定PID參數。

2.1.6 系統接口問題

某電廠200MW供熱機組電氣并網信號至DEH只有一路，在機組正常運行的過程中該電氣并網輔助接點故障出現抖動，造成汽輪機跳閘。采取措施：使用屏蔽通訊電纜，增加冗余接點信號，并進行3取2邏輯判斷。

2.2 人為因素造成DCS故障實例

人為因素造成DCS的故障，在生產過程中也較為常見。包括人員造成的誤操作，管理制度不完善及未按規程規定執行工作步驟等。

2.2.1 未按規程規定執行工作步驟

(1)某電廠新華XDPS系統DEH的#12DPU故障，對其在線更換，使用的是小機MEH系統的DPU備品。在更換DPU后，只將#32主控DPU拷貝至#12副控未寫電子磁盤，其實質只是將副控DPU的內存內容與主控保持一致，#12DPU電子磁盤內容仍為MEH小機控制邏輯。在系統停電吹灰后，按順序啟動#12DPU成為主控，由于其邏輯為MEH邏輯而非DEH邏輯，造成系統通訊異常、數據頻閃、畫面顯示不正常，人機接口站無法操作。在重新對#12DPU送電，拷貝#32DPU邏輯并寫盤后正常。

(2)某電廠HIACS-5000CM控制系統，循環水泵房遠程I/O卡件更換，未執行在線更換操作步驟，其卡件未能激活進入工作狀態，導致現場設備狀態與DCS畫面不符，設備無法控制。執行在線更換步序后，系統正常。

2.2.2 人員誤操作

(1)某電廠機組運行中，在進行處理缺陷時工作人員誤動DCS繼電器柜繼電器造成引風機跳閘，鍋爐MFT。

(2)某電廠DCS卡件故障，在進行更換卡件過程中，由于工作人員未認真核對設備、卡件跳線錯誤，導致新更換的卡件燒損。

2.2.3 管理制度不完善

(1)某電廠DCS系統管理制度不完善，未對軟件升級、備份等工作進行規定。其輔網水處理POK1操作員站在升級打補丁后，未進行備份。該操作員站硬盤出現故障在進行系統恢復后，由于其軟件版本較低，導致與網絡通訊不正常，數據不刷新。

(2)某電廠操作員站管理不嚴，其放置于集控室的主機USB端口及光驅未進行有效封閉，個別運行人員夜班期間利用操作員站玩游戲、看電影，導致操作員站死機。

2.3 外部環境因素造成DCS故障實例

外部環境因素造成DCS故障的數量相比于前兩類問題而言相對較少，但在實際生產過程中也時有發生。

(1)某電廠電子設備間風道口正處于DPU機柜上方，由于設計和其他原因，機組運行中消防水通過風道流入DCS機柜，導致DPU、服務器等設備進水燒損，機組停運。

(2)某電廠循環水泵房遠程IO柜，由于底部封堵不嚴，造成冬季老鼠竄入，在機柜上部溫度較高處構筑巢穴，最終造成遠程IO脫雙網。

(3)某電廠電子設備間的封閉性較差，卡件、DPU積灰較為嚴重，曾多次出現故障。在采取完善電子間封閉、加裝空調等措施后卡件、DPU等故障基本杜絕。

三、DCS系統故障防范及維護措施

通過以上諸多故障實例，我們不難看出，降低DCS系統的故障幾率，必須做好分散控制系統從選型設計到運行、維護的全方位工作。

3.1 DCS的選型設計調試

3.1.1無論新建機組還是升級改造的DCS，系統和控制器的配置要重點考慮可靠性和負荷率(包括冗余度)指標。通訊總線負荷率設計必須控制在合理的范圍內，控制器的負荷率要盡可能均衡，要避免因涉及規模大而資金不足所帶來的、影響系統安全運行的“高負荷”問題的發生。

3.1.2系統控制邏輯的分配，不宜過分集中在某個控制器上，主要控制器應采用冗余配置。

3.1.3電源設計必須合理可靠。一是要強調電源設計的負荷率;二是要強調電源的冗余配置方式，同時一定要保證兩路電源的獨立性。

3.1.4要注重DCS系統接口的可靠性措施。強調重要接口的冗余度和接口方式的選擇，主要是注意可靠性和實時性。

3.1.5對于DCS系統接地一定按廠家要求執行，避免接地問題造成系統大面積故障。應注重考慮系統的抗干擾措施、自診斷和自恢復能力，I/O通道應強調隔離措施。電纜的質量與屏蔽問題也必須高度重視，重要信號及控制應使用計算機專用屏蔽電纜。

3.1.6要充分考慮主輔設備的可控性，要根據設備的運行特點和各種工況下機組處理緊急故障的要求，配置操作員站和后備手操裝置。緊急停機停爐按鈕配置，應采用與DCS分開的單獨操作回路。同時，不能盲目地追求人機界面的“簡潔化”，系統配置還應以滿足安全生產為第一位。特殊有關安全的緊急干預性操作不能完全建立在DCS完好的基礎上。

3.1.7對涉及機組安全的執行機構、閥門等外圍設備，在設計與配置時，要保證這些關鍵設備在失電、失氣、失信號或DCS系統失靈的情況下，能夠向安全方向動作或保持原位。

3.1.8對于保護系統，應采用多重化信號攝取法，并合理使用閉鎖條件，使信號回路具有邏輯判斷能力。

3.1.9在調試期間按照調試大綱和具體辦法，對所有邏輯、回路、工況進行測試。

3.2 DCS運行、啟停維護

3.2.1做好維護準備工作

做好DCS系統的維護工作，主要包括：

(1)維護人員應了解系統總體設計思路。熟悉DCS系統結構和功能構成，了解系統設備硬件知識，熟知各部件如控制器、IO卡件、電源等正常狀態和異常狀態，熟練掌握DCS組態軟件。

(2)系統的備份：包括操作系統、驅動程序、引導啟動盤、控制系統軟件、授權盤、控制組態數據庫，并控制組態數據是最新的和完整的。針對實際使用中的光盤容易磨損的缺點，注意多做備份，并采用移動硬盤、U盤、硬盤等備份形式確保各軟件的保存。

(3)硬件儲備: 對易損、使用周期短的部件和關鍵部件如鍵盤鼠標、I/ O 模塊、電源、通訊卡等都應根據實際情況作適量的備份，保證各類型卡件、模塊備品不少于1個，并按照制造廠要求存放，如有條件應對備品進行校驗，切實掌握備品卡件模塊狀態。

(4)整理各類產品的售后服務范圍、時間表，形成一份硬件生產廠家、系統設計單位技術支持人員通信錄，充分利用DCS供貨商和系統設計單位技術支持。

3.2.2 日常維護

系統的日常維護是DCS系統穩定高效運行的基礎，主要的維護工作有以下幾點：

(1)根據25項反措要求、DL/T774檢修維護規程等制度文件規定，完善DCS系統管理制度。

(2)保證電子設備間的良好封閉，防止小動物竄入，減小粉塵對元件運行及散熱產生的不良影響，保證溫度、濕度符合制造廠規定，避免由于溫度、濕度急劇變化導致在系統設備上的凝露。可考慮將DCS電子間的環境溫度信號引入CRT中，并有報警。

(3)每天檢查系統各機柜風扇是否工作正常，風道有無阻塞，以確保系統各設備能長期可靠地運行。

(4)保證系統供電電源質量且為兩路電源可靠供電，當任一電源失去即報警。

(5)電子設備間禁止使用無線通訊工具，避免電磁場對系統的干擾，避免移動運行中的操作站、顯示器等，避免拉動或碰傷設備連接電纜和通訊電纜等。

(6)規范DCS系統軟件和應用軟件管理，軟件的修改、更新、升級必須履行審批授權及負責人制度。嚴禁使用非正版軟件和安裝與系統無關軟件，做好主機USB端口、光驅等的封閉管理工作。

(7)做好各控制回路的PID參數、調節器正反作用等系統數據記錄工作。

(8)檢查控制主機、顯示器、鼠標、鍵盤等硬件是否完好，實時監控工作是否正常。查看故障診斷畫面，是否有故障提示。

(9)DCS設備包括DPU、人機接口站等上電應按照一定次序逐一進行，每臺設備上電觀察正常后再進行下一設備上電，避免出現異常難于分析。上電后，通信接頭不能與機柜等導電體相碰，互為冗余的通信線、通信接頭不能碰在一起，以免燒壞通信網卡。

(10)定期對DCS主系統及與主系統連接的所有相關系統的通信負荷率進行在線測試。檢查冗余主從設備狀態，條件許可或定期進行主從設備切換，對設備自行切換的原因進行檢查分析。

(11)增加組態易讀性：對重要組態頁增加了中文描述;對重要保護系統編寫與組態一致的詳細邏輯說明書;編制試驗操作卡并保證隨時更新。規范DCS組態作業，機組運行中盡量不做重大組態修改。必須進行組態時應慎重，充分做好相應的技術措施和安全措施，確保DCS和機組的安全穩定運行。

(12)定期逐臺重新啟動所有人機接口站一次(建議2、3個月左右)，以消除計算機長期運行的累計誤差。

3.2.3 停運維護

機組檢修期間應對DCS 系統應進行徹底的維護，主要包括:

(1)利用機組檢修時間逐個復位DCS系統的DPU、CPU和操作員站及數據站;刪除組態中的無效I/O點，對組態進行優化。

(2)系統冗余測試: 對冗余電源、服務器、控制器、通訊網絡進行冗余測試。注意觀察系統停運過程中各設備停電時，主從設備切換、網絡、人機接口站是否正常;系統檢修重新上電后對各設備進行切換測試。

(3)系統灰塵清除：系統停運的情況下，整個系統進行吹灰，包括計算機內部、控制站機籠、電源箱、風扇、機柜濾網等部件的灰塵清理。

(4)系統供電線路檢修，對UPS進行供電能力測試和實施放電操作。同時注意檢查DPU主機卡CMOS電池電量，進行定期更換，防止因電池而引起的CMOS數據丟失。

(5)接地系統檢修。包括端子檢查、對地電阻測試。

(6)現場設備檢修，根據檢修維護規程，參照有關設備說明書進行。

(7)檢查DCS系統和其他系統的接口，重要信號冗余處理，與其他系統的通信視其具體情況，采取單向傳輸和加裝防火墻措施。

(8)系統上電：系統大修后維護負責人確認條件具備，方可上電。并應嚴格遵照上電步驟進行。

3.2.4 故障檢修維護

系統在發生故障后應進行被動性維護，主要包括以下工作:

(1)在日常工作中應認真按照25項反措要求，充分做好包括DPU(CPU)死機、網絡通訊崩潰在內的各種事故預想，將運行緊急處理措施、安全措施、技術措施、檢修步驟編寫成冊，確保機組的安全運行。

(2)處理DCS故障按照制造廠應用手冊中的要求開展工作，更換前確認卡件模塊型號、地址(應確保與其他設備地址不沖突)、跳線等與被更換卡件一致并嚴格執行在線更換程序。

(3)故障被動維護同樣應嚴格執行工作票制度，避免搶修冒進，應結合具體故障表現進行詳細分析。根據DCS系統自診斷報警、故障現象判斷，找到故障點，通過報警的消除來驗證維修結果。如：通信接頭接觸不良會引起通信故障，確認通信接頭接觸不良后，利用工具重做接頭;通信線破損應及時更換。某個卡件故障燈閃爍或者卡件上全部數據都為零，可能的原因是組態信息有錯、卡件處于備用狀態而冗余端子連接線未接、卡件本身故障、該槽位沒有組態信息等。當某一生產狀態異常或報警時，可以先找到反映此狀態的儀表，然后順著信號向上傳遞的方向，用儀器逐一檢查信號的正誤，直到查出故障所在。

(4)現場設備故障檢修必須開具工作票，做好DCS強制和隔離措施。閥門維修時，應起用旁路閥。檢修結束后及時通知集控運行人員進行檢驗，操作人員應將自控回路切為手動。

(5)當出現較大規模的硬件故障、原因不明故障或超出本廠維護人員技術水平的故障時，除當時采取緊急備件更換工作外，要及時和廠家取得聯系，由廠家專業技術支持工程師進一步確認和排除故障。

四、結束語

DCS應進行從設計、施工、調試、運行進行全過程全方位管理，作為系統維護人員應根據系統配置和生產設備控制情況，制定科學、合理、可行的維護策略和方式方法，做到預防性維護、日常維護緊密配合，進行系統的、有計劃的、定期的維護，對運行中出現的各種故障，應具體問題具體分析。減少DCS的故障關鍵是要做到預防第一，保證系統在要求的環境下長期良好地運行。

第二篇：電力變壓器運行維護故障分析及處理

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電力變壓器的正常運行能夠為電力系統提供穩定可靠電壓轉換，滿足不同用戶對不同電壓的需求。為了能夠實現電力變壓器的這一功能，必須在電力變壓器運行，選擇科學合理的維護方法，才能既提高電力變壓器的使用壽命，又能同時保證電力變壓器安全可靠的工作，為用戶提供優質的電力資源。本文從電力變壓器運行維護的必要性出發，論述了電力變壓器運行維護的內容，對電力變壓器的日常運行維護方法進行具體的介紹，并對電力變壓器有可能出現的故障問題及處理措施進行深入分析。

前言：

近年來，隨著工業領域各行業的快速發展，對于電力的需求日益膨漲，為電力變壓器的穩定運行帶來了前所未有的壓力。電力變壓器是一種靜止的電力設備，它在電力系統中起到了對不同電壓的轉換作用，電壓可通過變壓器來實現其升高或者降低的目的，進而來滿足不同用戶的不同電壓要求。而對電力變壓器存在的故障采取有效措施及時、科學的處理，不僅是保證電力系統正常運行的關鍵，也是保障人們生命、財產安全和降低經濟損失的關鍵。

一、電力變壓器運行維護的必要性

電力變壓器是電力企業發供電的核心設備之一，是電網傳輸電力的樞紐，變壓器的持續、穩定、可靠運行對電力系統安全起到非常重要的作用。通過電力變壓器，才能實現電壓的升高或降低，才能為用戶提供安全優質的電力資源，而電力變壓器的運行中不可避免地會出現各種故障，如絕緣質損壞、接觸不良、無功損耗等，這些故障必須要及時有效的排除，才能保證電力變壓器的正常運行。因此，電力變壓器運行維護十分重要，不但關系到電力企業的供電質量，還關系到用戶的用電質量，為了能夠科學的維護運行中的電力變壓器，選擇適當的方法尤為重要，能夠起到事半功倍的效果。

二、電力變壓器運行維護的內容

電力變壓器運行維護的目的就是預防和快速解決事故故障，快速恢復電力變壓器的正常運行，保證電力供應的優質。因此，電力變壓器運行維護的內容也是圍繞這一目的進行，即 1）防止電力變壓器過載運行；2）防止電力變壓器絕緣部分老化或損壞；3）保證電力變壓器導線接觸良好；4）防止電力變壓器遭受雷擊；5）對電力變壓器實行短路保護；6）防止電力變壓器超溫工作；7）必要時對電力變壓器進行無功補償；8）防止靜電干擾。這些電力變壓器運行維護的內容都是為了保證其安全可靠的運行，為了給用戶提供優質、安全、高效的電壓，必須圍繞這些維護內容選擇適當的維護方法，才能實現上述目的。

三、電力變壓器的故障分析及處理

1、運轉聲音異常

電力變壓器在正常運轉時，交流電在通過變壓器的繞組時，在鐵芯產生周期性的交變磁通變化，而磁通變化時，會引起鐵芯的規率性振動，便會發出“嗡嗡”的均勻聲音。在對電力變壓器進行維護檢查時，如果發現變壓器的聲音不均勻或者異常，則應該根據聲音判斷其可能存在的故障。如果這種異常聲音持續的時間不長，則可能是因為有大動力的設備啟動或者發生系統短路，導致變壓器經過的電流過大，產生聲音的短暫異常，但仍然需要對變壓器進行詳細的檢查；如果變壓器內部連續不斷的發出異常聲音，則可能是由于鐵芯的硅鋼片端 www.tmdps.cn

部發生了振動，此時應該嚴密觀察變壓器的運行情況及異常聲音的變化情況，如果雜音不斷的增加，應該立即停止變壓器工作，對內部進行仔細檢查；如果變壓器內部的聲音較為強烈且不均勻，甚至存在內部放電和爆裂的聲音，有可能是鐵芯的穿心螺絲松動，使鐵芯由于過松而造成的硅鋼片振動，長時間的振動會破壞硅鋼片的絕緣層，使鐵芯溫度過高；如果存在內部放電和爆裂的聲音，多數是由于繞組或者引線對外殼閃絡放電，或者是鐵芯的接地線斷線，使鐵芯感應到高壓電對外殼放電，導致聲音異常。內部放電很容易造成變壓器的絕緣嚴重受損，甚至發生火災。發生此類情況應該立即停止變壓器運轉，檢查其故障的具體原因，根據情況進行處理。

2、油溫異常分析及處理

為了保證電力變壓器的絕緣不會過早老化，應該將變壓器的溫度控制在85℃以下。如果變壓器的油溫比平時高出10℃以上，或者在負荷不變的情況下油溫持續上升，便可確定變壓器已經發生故障。而導致變壓器溫度上升的原因可能是散熱器發生堵塞、冷卻系統發生故障、線圈匝間短路或者是其它內部故障，應該停止變壓器運行，根據情況進行具體分析和故障排除。

3、油位異常分析及處理

電力變壓器的油位應該在規定范圍內，如果短時間內油位的波動較大，則可認為油位異常。如果溫度正常而油位異常時，可能是由于呼吸器堵塞、防爆管的通氣孔堵塞、嚴重漏油、油枕中的油過少或者是檢修后缺油等原因，維修時應該先檢明油位異常的原因，然后再采取相應措施進行處理。

4、滲漏油分析及處理

油漏屬于電力變壓器的常見故障，滲漏油常見的部位是各閥門系統和膠墊接線的樁頭位置。導致滲漏油的原因可能是蝶閥膠的材料不好、安裝不良、放油閥的精度不高、在螺紋處滲漏；也可能是膠墊的密封性不好或者失去彈性，小瓷瓶破裂導致滲漏等。檢修時，應該首先檢查各環節的密封情況，然后再檢查膠墊等部件的材質情況。為了避免滲漏油問題的產生，安裝時盡量選擇材質良好的部件。

5、高壓熔斷器熔斷處理

高壓熔斷器熔斷時，應該首先判斷是變壓器內部的故障還是外部的故障所引起的。如果是變壓器內部故障引起，應該馬上停止變壓器的運行，然后進行處理，如果是變壓器外部的故障，可先對故障進行排除，然后更換熔絲。

四、電力變壓器的檢修方法

1、鐵芯的檢修

對變壓器的鐵芯進行檢修時，應該先將鐵芯及油道的油泥清除干凈，檢查鐵芯的接地是否完好和可靠；對穿心夾緊螺桿和螺帽的松緊情況進行檢查；然后檢查其絕緣性，采用2500v www.tmdps.cn

兆歐的儀表對穿心夾件螺桿的對地絕緣電阻進行測量，并測量鐵芯對地的絕緣電阻，確定其值是否在500Mn以上。、繞組的檢修

先將繞組線上的油泥進行清除，檢查繞組的外觀是否良好，其絕緣是否存在損壞和老化問題，引線的夾板是否牢固；隔開相間的絕緣板牢固情況及兩側的間隔是否均勻，對繞組的絕緣電阻進行測量；檢查夾件和膠墊是否松動，并對所有引線的絕緣捆扎情況進行檢查，查看捆扎線是否牢靠。

3、分接開關的檢修

對分接開關檢修時，主要是檢查其靜觸頭間的接觸情況，檢測其觸頭壓力能否滿足要求；還需要檢查其固定部分的導電情況是否良好，分接開關的固定情況，以及分接開關的絕緣情況和觸頭間的電阻值等。如果分接開關的接觸不良，在受到短路電流的沖擊時，就容易燒壞。

4、氣體繼電器的檢修

電力變壓器使用較多的是擋板型氣體繼電器。對于此類氣體繼電器的檢修應該主要檢查其上油、下油的情況是否靈活；采用干簧接點通斷燈泡電流，并觀察其產生的火花，看看不否存在粘住情況；對接線板和接線柱的絕緣情況進行祥細檢查；檢查接線板、放油口及試驗頂桿和兩端的法蘭處是否滲漏油；對斷電器進行裝復時，應該注意其外殼的箭頭指向，避免裝反，保證其油箱指向儲油柜。安裝完成后采用試驗頂桿檢測上下油的靈活性。

五、結論

隨著電力系統負荷的不斷增長，電力變壓器的運行維護工作也越來越重要。對電力變壓器進行維護管理時，應該將安全管理放在第一位，對電力變壓器的運行情況和常見故障進行全面了解，發現故障及時排除，保證電力系統的安全運行。

第三篇：DCS系統防病毒防范措施

DCS系統防病毒防范措施

1、熱工人員應分級授權使用工程師工作站、操作員站等人機接口。

2、嚴禁在DCS系統中使用非DCS軟件。

3、嚴禁非授權人員使用工程師站和操作員站電腦人機接口。

4、運行操作員站電腦盤柜門鎖門，鑰匙由專人保管。（值長保管）

5、運行操作員站電腦外接USB口進行禁用。

6、在易受攻擊破壞的系統上安裝正版防毒殺毒軟件，并保證其實時監控并定期對系統殺毒軟件病毒庫進行升級。

7、嚴禁在系統操作電腦上使用移動存儲設備。（包括手機、優盤、移動硬盤等）

8、對系統內用戶名和密碼進行專人專管，并注意提高密碼可靠性。

9、系統管理員定期為系統做好備份，備份應與現系統保持一致，且至少有兩套備份；系統管理員在使用外存儲設備之前，必須對外存儲設備進行查殺毒工作（外存儲設備為DCS系統專用的）。

10、在網絡各節點主機中加裝防火墻軟件。

11、系統管理員應關注系統軟件的升級補丁，及時完成升級工作以提高系統運行的穩定性和可靠性。

檢修部熱工專業

2011年11月8日

第四篇：電力變壓器的運行維護及故障處理

電力變壓器的運行維護及故障處理

一、電力變壓器的運行原則

1、變壓器運行的溫度

變壓器在運行中要產生銅損和鐵損，這兩部分損耗最后全部轉變為熱量，使變壓器的溫度升高。我國電力變壓器大部分采用A級絕緣。在變壓器運行時的熱量傳播過程中，各部分的溫度差別很大，繞組的溫度最高，其次是鐵心的溫度，再次是絕緣油的溫度，而且上層的油溫比下層的油溫高。變壓器運行中允許的溫度是由上層的油溫決定的。采用A級絕緣的變壓器，在正常的運行中，當周圍的溫度為40℃時，規定變壓器的上層油溫最高不超過85℃為宜。

2、變壓器運行的溫升

變壓器溫度與周圍介質溫度的差值叫做變壓器的溫升。由于變壓器的各部分的溫度差別很大，這將影響變壓器的絕緣。再有，當變壓器的溫度升高時，繞組的損耗將增加。所以，需要對變壓器在額定負荷時對各部分的溫升作出規定。對于采用A級絕緣的變壓器，當周圍的溫度為40℃時，上層油的允許溫升為55℃，繞組的允許溫升為65℃。

3、變壓器運行時的電壓變化范圍

在電力系統中，由于電網的電壓波動，加在變壓器繞組的電壓也將是變動的。當電網的電壓小于變壓器所用的分接頭額定電壓時，對變壓器沒有什么損害；當電網的電壓高于變壓器的分接頭的額定電壓時，將會引起變壓器繞組溫度升高，變壓器所消耗的無功功率增加，并且使副線圈的波形發生畸變。所以，一般以變壓器的電源電壓不超過分接頭額定電壓的5%為宜。

4、變壓器并列運行的要求

將兩臺或兩臺以上的變壓器的原繞組并聯到公共電源上，副繞組也并聯在一起向負載供電，這種方式叫做變壓器的并列運行。在現在的電力系統中，隨著系統的容量增大，變壓器的并列運行是十分必要的。

電力變壓器的并列運行要滿足下列要求：

（1）各臺變壓器的變比應相等，其允許的差值應在+0.5%內。（2）各臺變壓器的短路電壓應相等，其允許的差值在+10%內。（3）各臺變壓器的接線應相同。

二、電力變壓器運行中的檢查與維護

1、運行中的檢查

為了保證變壓器能安全可靠地運行，運行值班人員對運行中的變壓器應作定期巡回檢查，嚴格監視其運行數據。對于油浸式電力變壓器在現場作定期巡回檢查時，應檢查以下項目。

（1）變壓器的上層油溫以及高、低繞組溫度的現場表計指示與控制盤的表計或CRT顯示應相同，考察各溫度是否正常，是否接近或超過最高允許限額。

（2）變壓器油枕上的油位是否正常，各油位表不應積污或破損，內部無結露。

（3）變壓器油流量表指示是否正常，變壓器油質顏色是否劇烈變深，本體各個部位不應有漏油、滲油現象。

（4）變壓器的電磁噪聲和以往比較應無異常變化。本體及附件不應振動，各部件溫度正常。

（5）冷卻系統的運轉是否正常；對于強迫油循環風冷的變壓器，是否有個別風扇停止運轉；運轉的風扇電動機有無過熱的現象，有無異常聲音和異常振動；油泵是否運行正常。

（6）變壓器冷卻器控制裝置內各個開關是否在運行規定的位置上。（7）變壓器外殼接地，鐵芯接地及各點接地裝置是否完好。

（8）變壓器箱蓋上的絕緣件，例如套管、瓷瓶等，是否有破損、裂紋及放電的痕跡等不正常現象。充油套管的油位指示是否正常。

（9）變壓器一次回路各接頭接觸是否良好，是否有發熱現象。（10）氫氣監測裝置指示有無異常。

（11）變壓器消防水回路是否完好，壓力是否正常。

（12）吸濕器的干燥劑是否失效，必須定期檢查，進行更換和干燥處理。

2、變壓器的維護

（1）工作人員應定期做好變壓器絕緣油的色譜檢查，并核對氫氣監測裝置的指示值，以便及時發現變壓器中可能存在的異常情況。（2）變壓器正常運行時，每小時用計算機處理并輸出打印一次主變、廠高變、啟/備變的溫度，廠變的溫度在定期檢查時記錄一次。

（3）按“設備定期切換試驗制度”的規定，每半個月一次，對主變、廠高變、啟/備變的冷卻器進行試驗并切換運行。

（4）按“設備定期切換試驗制度”的規定，每半個月一次，對主變、廠高變、啟/備變的有載調壓裝置進行分接頭升降遙控試驗。

（5）按“設備定期切換試驗制度”的規定，對主變、廠高變、啟/備變進行檢查。

三、變壓器的故障及處理方法

1、變壓器不正常的溫升的處理

變壓器在運行中，油溫或線圈溫度超過允許值時應查明原因，并采用措施使其降低其溫度，同時須進行下列工作：

（1）檢查變壓器的負荷和冷卻介質溫度下應有的油溫和線圈溫度。（2）檢查變壓器的CRT顯示溫度是否正常。

（3）檢查冷卻裝置是否正常，備用冷卻器是否投入，若未投入則應立即手動啟動。

（4）調整出力、負荷和運行方式，使變壓器溫度不超過規定值。

經檢查，如冷卻裝置及測溫裝置正常，調整出力、負荷和運行方式仍無效，變壓器油溫或線圈溫度仍有升高趨勢，或油溫比正常時同樣負荷和冷卻溫度高出10℃時，應立即向有關領導匯報，停止變壓器運行。在處理過程中應通知有關檢修人員到場參加處理。

2、變壓器油位不正常的處理

變壓器油位顯著降低時應采取如下措施：

（1）如由于長期微量漏油引起，應加補充油并視泄露情況安排檢修。（2）若因油溫過低而使油位大大降低時，應適當調整冷卻裝置運行方式。（3）在加油過程中，應撤出重瓦斯保護，由”跳閘”改位投”信號”。待加油結束，恢復重瓦斯保護投”跳閘”。

3、變壓器油流中斷的處理（1）檢查油流指示器是否正常。

（2）檢查冷卻裝置工作電源是否中斷，備用電源是否自動投入，油泵是否停轉。若冷卻裝置故障，須調整當時的運行方式，必要時按溫升接帶負荷，但不允許超過變壓器銘牌規定的該冷卻條件下的允許容量。

4、壓力釋放裝置動作

（1）檢查釋壓板破壞后是否大量噴油。

（2）檢查變壓器噴油是否著火，若著火按變壓器著火處理。

（3）由于變壓器內部故障引起壓力釋放裝置動作時，須按事故進行處理。（4）檢查壓力釋放裝置能否自動復置。

5、瓦斯繼電器動作跳閘或發信號時的處理

（1）迅速對變壓器外部進行檢查，看有無設備損壞。（2）有檢修人員對變壓器進行內部檢查予以確認。（3）檢查瓦斯繼電器有無因外力沖擊而動作。

（4）檢查瓦斯繼電器內有無氣體，并根據氣體量、顏色和對氣體色譜分析確定化學成分來判斷。

（5）檢查并記錄氫氣檢測裝置指示值。

（6）當瓦斯信號發出時，應查明原因，并取氣體化驗，決定能否繼續運行。若正常運行中，瓦斯信號每次發出時間逐漸縮短，應匯報上級，同時值班人員作好跳閘準備。

（7）若屬于瓦斯誤動，應盡快將變壓器投入運行。

6、變壓器著火時的處理

首先應將其所有電源開關和閘刀拉開，停用冷卻器。若變壓器油在變壓器頂蓋上著火，應立即打開變壓器事故放油閥，啟動變壓器噴水滅火裝置，使油冷卻而不易燃燒。若變壓器內部故障引起著火時，則不能放油，以防止變壓器發生爆炸。若變壓器外殼炸裂并著火時，必須將變壓器內所有的油都放到儲油坑或儲油槽中。

7、變壓器冷卻電源故障處理

首先檢查備用電源能否投入，若不能迅速降低變壓器負荷，使負荷下降到變壓器銘牌所規定的自然冷卻方式下的負荷，就必須嚴密監視變壓器線圈溫度，溫度不能超限，并立即通知檢修人員進行處理。

8、變壓器運行中瓷套管發熱和閃絡放電的處理

（1）高低壓瓷套管是變壓器外部的主絕緣，它的絕緣電阻值由體積絕緣電阻和表面絕緣電阻兩部分并聯組成。因為瓷套管暴露在空氣中，受到環境溫度、濕度和塵土的影響，所以其表面電阻是一個變化值。當積塵嚴重時，污穢使瓷套管表面電阻下降，導致泄漏電流增大，使瓷套管表面發熱，再使電阻下降。這樣惡性循環，在電場的作用下由電暈到閃絡導致擊穿，造成事故。這種情況的處理辦法是擦拭干凈瓷套管表面污穢。

（2）瓷套管有破損裂紋時，破損處附著力大，積塵多，表面電阻下降大，在強電場下造成瓷套管表面局部放電，甚至擊穿。這種情況只能更換合格的瓷套管。

第五篇：雷電侵害DCS的途徑及防范措施

雷電侵害DCS的途徑及防范措施

摘要：

概 述

2004年夏天，上海地區雷暴頻頻“發作”，共有4個火電廠的DCS及外圍熱控設備遭受雷電入侵而受到不同程度的損壞，此情況近年來所罕見。

案例1:2004年7月6、8日，某電廠4臺300MW機組遭受2次雷擊，瞬間造成4臺機組全部退出AGC運行方式;其中3號機組A側引風機軸承溫度躍升十幾度(最高達87°并發出“軸承溫度高”報警)險些誤跳風機;雷擊使化學水處理系統外圍的壓力和溫度變送器損壞10多臺、損壞化水程控模塊3塊，損壞打印機、交換機等多臺。

案例2:2004年8月4日，某電廠350MW機組遭強雷電截擊，雷電后強大的雷電脈沖通過電源及信號電纜造成1號機組4塊DCS的I/模塊損壞、2號機組2塊DCS模塊損壞;外圍水處理系統7臺壓力、溫度變送器損壞;0號機組有20點軸承監測溫度出現異常升高而產生誤報警;另造成制氧1號高壓氮壓縮機電機軸承溫度突升至連鎖動作值而跳壓縮機。

案例3:2004年8月16日，某自備電廠遭受雷擊導致信息系統交換機端口損壞4塊，造成管理信息系統(MIS)部分信息中斷，案例4:2004年8月22日，某自備電廠外圍化水設備遭受雷擊，雷擊損壞化水處理池液位計1臺、壓力變送器3臺，通過信號電纜傳導造成Honeywell控制系統1塊I/0模塊損壞、部分程序丟失，還造成部分供熱用戶測量表計損壞。

2004年是上海地區近十幾年來發電廠遭受雷擊最多、熱控設備損壞最嚴重、影響最大的一年。雖然沒有造成機組的非計劃停機或MFT動作，只是個別機組減出力運行，但是卻提醒上海地區火電廠熱控專業人員不能忽視熱控系統的防雷問題。

通過調查和分析發現，這4起雷擊多是在寬廣的場地引發的，并通過信號或電源電纜將強雷電脈沖或感應雷過電壓引入DCS引起模塊損壞，沒有1起是直接造成DCS控制設備損壞的。檢查還發現存在個別現場露天安裝表計外殼沒有嚴格接地(以安裝支架作為接地)、接地線松動及虛接地、主設備不接地及原接地線脫落等現象，這些都是引起DCS遭受雷害的誘因。

一、雷電入侵DCS的途徑

雷電的表現形式主要有2種，一種是直擊雷，是指帶電云層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。直擊雷威力巨大，雷電壓可達幾萬伏至幾百萬伏，瞬間電流可達十幾萬安，在雷電通路上，物體會被高溫燒傷甚至融化;另一種是感應雷，是指當直擊雷發生后，帶電云層迅速消失，而地面上某些范圍由于散流電阻大，出現局部高電壓，或由于直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物因電磁感應而產生高電壓以致發生閃擊的現象，統計表明，感應雷引起的事故約占雷害事故的80%～90%。1.1 建筑物外的侵入

(1)雷電遠點襲擊電力線。雷電首先擊在電力線上，通過電力線直接擊穿用電設備的電子元件，從而影響DCS的供電。(2)雷電近點電力線的入侵。實際上是雷電襲擊用電設備所在的建筑物避雷針，引起雷電電磁脈沖，除通過避雷引線、水管、金屬門窗等門地面有遷接的金屬物質的雷電流外，剩下的部分將擊穿UPS輸出和輸入對地線端，從而影響DCS的供電和網絡設備。(3)錯相位雷擊。如果一個高能量雷打在一條火線上，而另一

.................................................................................................................線線之間會產生電壓差侵入用電設備，直接影響三相UPS、DCS及整個控制系統的供電。1.2 建筑物內感應雷擊

雷電對DCS的危擊主要是通過直擊雷和雷電電磁脈沖干擾2種形式。

(1)雷電直接擊中建筑物或地面，雷電流沿引下線、接地體流功過程中在土壤中產生強大的感應電磁場，通過感應耦合到DCS而損壞其電子元器件。另外，控制室建筑物的防直擊雷裝置在接閃時，強大的瞬間雷電流通過引下線流入接地裝置，會使局部地電位浮動并產生跨步電壓，若防雷接地裝置是獨立的，它和控制系統的接地體沒有足夠的絕緣距離，它們之間會放電(稱為雷電反擊)而對DCS的I/0模塊產生干擾或破壞，如前述4起雷害中的案例1、4。

(2)雷電電磁脈沖干擾是指強大的雷閃電流產生的脈沖電磁場，它對DCS的干擾有:a.控制室建筑物的防直擊雷裝置接閃時，引下線會流過強大的瞬間雷電流，如在引下線一定距離內有連接DCS的電源及I/0電纜等，則引下線內的雷電流會對這些電纜產生電磁輻射，將雷電流引入DCS損壞I/0模塊(如前述案例2);b.控制室周圍發生雷擊放電時，會在各種金屬管道、電纜線路上產生感應電壓。如果這些管道和線路引入到控制室把過電壓傳導到DCS上，也會對DCS產生干擾或損壞。

二、DCS及控制室防雷主要措施

雷電會產生強大的電磁波，一般0.24mT的電磁波沖擊就能造成電子設備的直接損壞，0.003mT的電磁波沖擊就能造成電子設備的誤動，因此，自20世紀90年代起，IEC先后頒布了文獻[1]、[2]等防雷標準。我回頒布了GB 50057-1994《建筑物防雷設計規范》的同家標準[3]。該標準第6章專門規定了“防雷擊電磁脈沖"的要求，表明防雷技術已引起國內各行業的重視。2.1 控制室的防雷

根據文獻[3]規定，按防雷要求分為一、二、三類防雷建筑物。一類要求最高;二類次之。DCS控制室如果和生產設備在同一建筑物內，其防直擊雷設施應根據生產設備的特點綜合確定和設計。如果DCS控制室是獨立的建筑物，應按該標準規定的三類防雷建筑物的標準設防。

將控制室的墻和鋼筋、金屬門窗等進行等電位聯接，并與防直擊雷的接地裝置相聯，使控制室形成一個法拉第籠，可減少雷電磁脈沖的影響[4]。控制室有許多電纜和外部相聯，因此要對從室外進入控制室的各種電纜采取屏蔽措施，對容易被雷電波侵入的地方更應重視，只有堵死一切雷電導入的通路，才能有效保護DCS設備免受雷電的侵害。2.2 DCS設備的防雷

DCS應用中最不清楚但又必須解決的問題就是接地問題。不僅很多用戶不清楚，甚至有的DCS廠家也未必很清楚。各DCS廠家為保證系統能在各種復雜的應用現場正常運行，提出的接地要求也各不相同，不但概念比較籠統、模糊(如將工作接地和保護接地混為一談)，而且對接地的具體技術要求也存在較大差異，有的很苛刻，有的則相對較寬松，如 I/A Series對內部交流地、邏輯地、系統地是不區分的，當電源的3根線(相線、零線、地線)接到機柜的配電盒時，即完成了系統接地。TELEPERM一ME采用1個接地點且與電氣網共地方式.H一3000的安全地采用就地接大地或接入匯集板(總接地板)，而系統地(直流工作地)則采用匯集板接地方式。而INFI一90則以大地零電位為參考電位。但不管如何不同，用戶應注意如下2點。

(1)保護接地:DCS的所有設備均有一個保護地，該保護地一般在機柜和其它設備設計加工時已在內部接好，有的系統已將該保護地在內部同電源進線的保護地(三芯插頭的中間頭)連在一起，有的不允許將保護地同該線相連，用戶一定要仔細閱讀廠家提供的接地安裝說明書，不管哪種方式，保護接地必須將一臺設備上所有的外設或系統的保護接地連在一起，然后用較粗的絕緣銅導線將各站的保護接地連在一起，再從一點上與大地接地系統相連。

(2)屏蔽地(模擬地):是所有接地中要求最高的一種。幾乎所有的DCS都提出屏蔽地一點接地，且接地電阻小于lΩ。在DCS機柜內部都安置了屏蔽地匯流排，用戶在接線時將屏蔽線分別接到屏蔽地匯流排上，在機柜底部，用絕緣的銅辮連到一點，然后將各機柜的匯流點再用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點上。大多數的DCS不僅要求各機柜屏蔽地對地電阻小于lΩ，且各機柜間的電阻也要小于1Ω。

不同的接地方式對接地電阻的要求也不同。電力部門對DCS接地電阻的要求是:采用獨立接地時 接地電阻小于4Ω;采用與電氣網共地時接地電阻應小于lΩ;采用防雷地、電氣地、DCS地三者共地時應小于0.5Ω，實測結果說明火電廠電氣接地網的接地電阻可達到小于0.1Ω[5]。

文獻[6]對屏蔽電纜的接地原則上要求一端接地，另一端懸空。但單端接地只能防靜電感應，不能防磁場強度變化所感應的電壓，不能阻礙雷電波的侵入。為減少屏蔽芯線的感應電壓，僅在屏蔽層一端做等電位聯接的情況下，應采用有絕緣隔開的雙層屏蔽，外層屏蔽(如用金屬走線槽或穿線金屬管作為第2屏蔽層)應至少在兩端做等電位聯接。從防雷角度看，走線糟及穿線金屬管應選擇金屬材質而不應選用環氧樹脂等絕緣材料。

要將DCS的接地系統和防雷電系統的接地系統進行等地位聯接，即使受到雷電反擊，它們之間因不存在電位差，所以不可能通過雷電反擊構成對電子元件的威脅，因此等電位聯接是DCS免遭雷擊的重要措施。

企業以太網的防雷是確保網絡安全的重要方向，特別是多雷地區一些采用粗纜將各分廠相互連接的企業，雷電經常會造成交換機、計算機及其網絡接口卡等設備損壞(如前述案例3)。對這種粗纜遭雷擊情況分析表明，凡室外敷設電纜埋地深度在0.6m以上時，幾乎不會將雷電波引入網卡，對防雷是非常有利的。2.3 防雷接地及布線

防雷工程的一個重要方面是接地及引下線路的布線問題[4，7]，整個工程的防雷效果如何甚至防雷器件能不能發揮作用都與此有關。因為所有的防雷設施都需要通過接地系統把雷電流泄入大地，從而保護設備和人身。如果接地系統做得不好，不但會引起設備故障、燒壞元器件，嚴重時還將危及工作人員的生命安全。恃別是強功能高價值設備的廣泛應用，要求更可靠的接地保護;另一方面由于微電子技術的發展，使現代電子設備要求更低的接地電阻。

相關技術規范對不同類型的接地系統接地電阻有明確規定，通常在設計時要求:(1)接地連接方式和接地參數并重;(2)以減少或消除同系統中不同性質的接地(如防雷接地、工作地、外殼接地、靜電地、信號地等)之間的電位差為目的，選用適當的布線方式;(3)根據地網所在地的接地電阻、土層分布等地質情況，盡量進行準確設計施工。此外，要認真做好接地系統的定期維護保養，特別是在每年雷電到來前應做好:(1)對全廠接地網的完好程度、接地電阻大小等進行檢測，對投產多年的電廠，要認真做好接地網壽命周期、接地體腐蝕狀況評估，發現問題及時整改;(2)認真檢查露天安裝控制設備(變送器、液位計等)殼體、屏蔽電纜、走線槽等接地狀況，嚴防接地線纜松動、虛接、脫落、接地電阻過大等異常情況的發生。2.4 防雷電保護器

防雷器的作用就是在最短時間內將線路上因感應雷產生的浪涌電流釋放到地網，使建筑物內各點之間電位差大致不變，從而保護設備。電源保護器(SPD)是一種限制瞬態過電壓和分走電涌電流的器件。按其在DCS中的用途可分為電源防雷器、I/O防雷器和通信線路防雷器3種。當有連結電纜從室外或其它系統進入控制室時，裝設SPD可防護電子設備免遭雷電浪涌的閃擊。但如所有I/0通道都裝設 SPD，成本將大幅上升。應按實用性、發生雷擊事故的可能性和后果，合理配置防雷器，以免造成不必要的浪費。各種防雷器性能再好，如沒有很好的接地裝置也難奏效，因為以千安計算的強大雷電流要在地電阻上形成很高的電壓，接地電阻越大，該電壓就越高。因此，盡量減小接地電阻是有效防雷的基礎條件。

三、結 語

DCS的防雷工作不是簡單的避雷設施的安裝和堆砌，而是一項要求高、難度大的系統工程，涉及多方面因素。為此，必須貫徹經濟、實用、高標準、嚴要求、高起點、高可靠性原則，在遵守有關國家標準、行業標準的基礎上，還應參考和引入IEC有關防雷標準要求，以達到更好的防雷效果，確保DCS的可靠、穩定、健康運行。

火電廠DCS物理分散設計

［作者：佚名 發表時間：2007-5-25 閱讀：225］

摘要：本文介紹了當今幾家主要DCS品牌的產品狀況，針對火電廠的實際情況，就DCS應用發展中的物理分散方面談了自己的看法，與同行探討。0 CIMS模型理論的發展

DCS于七十年代中期誕生以來，以其硬件品種少、可靠性高、容易維護，控制策略由軟件實現、靈活方便、功能強大、軟件組態也很簡單，運行人員監盤面小、CRT監視即能監視局部控制回路、又能監視全局等優點迅速發展起來。尤其是近代大容量、高參數機細的安裝，電網對機組運行控制要求的提高，常規控制系統已不能勝任控制任務，DCS以不可逆轉的形式在200MW以上機組廣泛應用。近兩年來隨著電子技術和計算機技術的發展，DCS價格下降，小型發電機組、包括小型供熱鍋爐也都紛紛采用DCS來控制。目前，：DCS在火電機組上的應用技術相當成熟，應用已基本 DCS完成控制任務的狀態，向用好DCS，充分發揮、挖掘DCS潛力的方向轉變，使DCS 的應用更上一層樓，發揮最大效益。

就火電廠的應用情況來看，DCS應用的發展面臨的任務基本上有三個方面，一是，隨著電力系統體制的改革，廠網分開、電力市場經濟的來臨，電廠需要一個完整的計算機自動化網絡，DCS生產商在這方面有非常多的可開拓的機遇。另一方面，就目前DCS的應用水平來看，多數DCS應用是就工程而作工程，僅僅完成機組控制系統的投運，完成生產過程的控制，許多高級應用在國內尚未涉及，沒有充分發揮DCS的 功能，在目前硬件 水平的基礎上可作的軟件工作非常多，性能計算、故障診斷、控制優化運行指導、提高控 制性能、延長機組壽命、減少機組停運時間、節約原料等諸多方面的工作都有待去完成，著名的DCS廠商在這些方面都有豐富的軟 件，國內廠家在這些方面也應多作一些應用開發和宣傳推廣工作，這些工作也有助于樹 立DCS生產商和其工程合作商的形象，增強 其競爭力，電站用戶在這方面也應有所投入，這是一低投入高回報的項目。最后一方面，也是DCS概念本身應該包括而至今未能創造效益的一項，DCS(distribute control system)的distribute不僅包括控制系統功能分散，而 還應包括控制系統物理分散，以減少電纜量 和電纜敷設的施工費用，縮短熱控施工周期，減輕熱控施工前松后緊的矛盾。雖然DCS 物理分散后，系統維護比集中電子設備間形式困難，但通過完善DCS系統的自診斷功能可以得到彌補。本文著重就DCS廠家的硬 件及應用情況，結合目前我國火電廠的實際 設計水平，就在火電廠熱工自動化設計中積 極穩妥的進行DCS物理分散設計介紹作者的思路。現場總線(FCS)

談到物理分散，首先應想到的應是FCS。近年來，DCS在工業生產過程中廣泛應用，工程人員對其信賴感備增，數字化控制的特點 和優越性越來越深刻的被人們所認識。隨著 微電子技術及信息網絡技術的發展，現場總線控制系統應運而生。現場總線是指在生產現場的測量控制設備與控制中心之間實現全數字、雙向、串行、多節點數字通信網絡，基于這種開放型網絡構造了新一代的全分布控制系統一現場總線，控制系統(FCS)。

FLS從概念上講，是一全新的系統，有巨大的優越性，在石油化工等—些領域已有成功應用。但是，FCS的應用是一系統工程，涉及到協議的統一，涉及到變送器、執行機構等各個環節設備的智能化及充足的產品供應，這些均不是—朝一夕能解決的事情。目前、FCS的狂熱思潮已經過去，應用的呼聲更趨于平靜。另外，FCS從工程技術方面講仍未定型，單元機組的協調控制等復雜算法應在 FCS的哪—級去完成等等，仍是需研究確定的問題。因此，FCS作為“安全可靠”為第— 設計原則的火電廠控制系統設計選型，條件尚不具備。在所選用DCS允許的情況下，可在工藝系統的局部，例如燃油泵房，小范圍采用FCS產品，為FCS在火電廠的應用積累經驗。電子設備間分散

隨著網絡和計算機技術的發展，DCS應用的推廣普及，響應用戶的普遍需求，DCS網絡趨向于采用通用的網絡硬件和標準協議，DCS廠商專注于測量控制卡件的生產和控制策略軟件的開發；目前，大多數DCS的主干通訊網絡支持光纖介質，通訊網絡兩站之間的距離滿足電子設備間分散的要求，以下是電站常用的幾家DCS的通訊網絡情況。

MCS公司的MAXl000+PLUS系統采用 MAXnet通訊網絡連接工程師站、操作員站和機柜RPU(DPU柜)，MAXnet通訊網絡采用 100Mbps的交換式以太網．支持雙絞線和光纖介質，當機柜距離控制室低于超過180m 時可采用雙絞線，超過18m時需采用光纖介質，可達1000m；ABB貝利公司symphony系統中用于過程控制和過程管理數據交換的控制網絡為Cnet，Cnet的環形網絡用于連接現場控制站HCU(DPU柜)、人系統接口和系統工程設計工具，環形網絡使用存儲器插入式的存儲轉發協議，數據傳輸率為10MB／S，可采用同軸電纜和光纖介質，相鄰兩節點之間的距離可達2000m以上：西門子公司的TXP 系統的電廠總線用于AS620自動控制系統(DPU柜)、0M650過程控制和管理系統的處理器PU／SU、ES680工程設計系統處理器ES 和DS670診斷系統處理器DS之間的通訊，終端總線用于PU／SU、OM650操作終端叮(操作員站)、ES680操作終端ET(工程師站)和 DS670操作終端DT之間的通訊，電廠總線和終端總線均是通過使用光纜的局域以太網建立起來的，采用IEEE802．3標準的碰撞檢測(CSMA／CD)協議，傳輸介質可采用同軸電纜和光纖，最遠距離可達4300m；上海福克斯波’ 羅的I／ASefies系統的結構按節點的概念來構成，I／ASeries系統各個站(控制處理機，應用操作站處理機等)通過節點總線(Nodebus)相互連接形成過程管理和控制節點，節點總線符合IEEE802．3標準，采用總線形式，傳遞媒體為同軸電纜或光纜，通訊管理方式采用碰撞檢測方式，數據傳輸率為，10MB／S，節點總線段最大長度為0Om，利用節點總線擴展組件進行總線擴展，兩節點總線擴展組件之間距巨離最大300m，節點總線最大長度為 700m；控制處理機通過現場總線和現場總線組件連接，現場總線采用雙絞線時最大長度可達1800m，采用光纜時可達20km；西屋公司的Ovation系統的OvationFDDI通訊網絡以FDDI網絡(光纖分布式數據接口)為基礎，通訊速率為l00Mbp／s，以光纖為介質，兩站之間距離可達2km，超過2km時，可選擇單模光纖，兩站之間距離可達60km，FDDI環形距離最大為200km。

從以上幾家電站常用的DCS來看，高速數據總線的通訊距離均能滿足主廠房內控制機柜物理分散的要求。因此，完成DCS電子設備間分散，例如分別建立鍋爐電子設備間和汽機電子設備間，主要受主設備布置的制約。目前已有電廠在初步設計中即采用在鍋爐和汽機側分別設置鍋爐電子設備間和汽機電子設備間的布置方式。

在汽機房設立汽機電子設備間，應充分考慮振動問題，確保滿足DCS機柜的要求。對于60MW機組，汽機部分的DCS機柜、繼電器柜、電源柜、ETS柜、TSI柜、DEH柜及 MEH柜等可全部放入汽機房電子設備間。由于機柜較多，可采用普通機柜，汽機電子設備間通過裝沒空調，考慮防塵等措施滿足機柜的環境要求。

目前電氣進入DCS已有許多成功業績，電氣全部進入DCS(某些專有設備，例自動勵磁控制裝置、自動同期裝置等通過接口與 DCS連接)已成共識。電氣I／O點數占DCSI／ O點數的20％以上，因此，電氣部分DCS機柜就地布置，會創造相當的效益。廠用電和發電機／變壓器組控制用DCS機柜可置于電氣配電間，電氣配電間的環境基本能滿足 DCS機柜對環境(溫度、濕度、風塵及電磁環境等)的要求。配電間的環境不能滿足要求時，可通過改善配電間環境，或通過DCS采用密封機柜和加裝空調解決。另外，DCS卡件都有機柜的屏蔽，再通過良好的接地系統都能滿足對電磁環境的要求。實際上，電氣的一些微機控制裝置都在電氣配電間內運行多年，且運行良好。3 遠程I／O

目前，遠程I／O基本上分為兩類，一是 DCS系統的遠程I／O、一是國產遠程智能I／O

3．1 DCS一體化的遠程I／O 在石油化工等行業，DCS遠程I／O的應用較為普遍，由于電站本身的特點，DCS在電力系統的應用到發展的過程中，幾乎都采用集中電子設備間的形式。近年來隨著DCS在電站應用的普及，應電站用戶的要求，各DCS廠商都不同程度的在遠程I／O方面作了不少工作，但目前在國內的應用業績很少，下面是幾家 DCS產品遠程I／O的特點和應用情況：西門子公司的TXP系統采用現場總線pmfibus連接處理器AP和遠程站ET200，ET200有IP20、IP54、IP65等不同防護等級的產品，有專門的，手冊介紹，在一些電廠的循環水泵房等有應用；MCS公司的MAXl000+PLUS的遠程L／O 卡件與MAXl000+PLUS系統中相同并行總線 I／O卡件完全一樣，I／O卡件運行環境溫度為 0—60℃，遠程I／O箱大小可選，防護等級IP65，通過總線擴展模件利用光纖連接遠程I／O和電子設備間的DPU，距離可達1000米，在產品樣本中有專門的章節介紹，在國外有成功應用，但在國內尚無業績；西屋的OVATION系統的遠程I／O柜與其標準機柜巨尺寸相同，工作溫度為0—60℃，國內無應用業績；ABB— BEILY的symphony系統，遠程I／O與主機柜之間距離為1300m，環境溫度要求為0—70℃，在國內也無應用業績。

由以上情況可看出，著名的DCS廠家都 有遠程I／O產品，國內應用業績較少，但技術 上是成熟的，并且遠程I／O的通訊總線可采 用冗余通訊總線，可靠性得到了保證。因此 可以說，遠程I／O的應用總是僅僅是DCS廠 家提供的柜體的防護等級和遠程站規劃大小 的可選擇性問題，以及休用遠程站機柜相對 于普通機柜增加的價格因素。

3．2 國產遠程智能I／O 近年，國內儀表生產商成功開發出自己 的分布式測控網絡，比較有代表性的有南京 總參工程兵工程學院微機測控技術研究所開 發的893—數據采集網絡，錫山市陽山儀器 {義表廠生產的IDAS智能數據采集網絡。兩者在結構上有相似之處，采用智能數據采 集前端，素稱黑匣子，就近布置于生產設備附近，采集過程參數并進行工程變換、越限報警 等數據處理，通過串行總線和置于主機內的 網絡適配器與主機進行數據通訊。一個采集 網絡可掛50塊黑匣子，一塊黑匣子一般具有 20個左右的通道，智能數據采集前端采用密 封結構，可防塵防潮，環境溫度要求為—20℃—60℃，真正實現了分布式測量，近十年來，已大量應用于火電廠數據采集系統，在小機 組生產過程監控方面應用非常廣泛。

在某些大中型火電機組采用DCS監控的同時，為減小DCS規模，降低DCS造價，對一部分數據的監視也采用國產數據采集網絡，通常稱之為小DAS，其缺點是它的主機一般采用工控機，其監視器與DCS的操作員站不夠協調，另外，又增加了一個監視點。為此在一些電廠的設計中，取消了小DAS的監視器，利用其數據采集與處理功能，采集過程參數，通過一定的通訊方式把采集到的參數傳給DCS進行監視，相對DCS而言，稱之為遠程智能I／O。

遠程智能I／O與DCS之間的通訊基本上有四種方式，—是利用已開發的DCS和遠程智能I／0的現成接口連接，目前只有少數可利用的產品；二是通過DCS局域，網的PC 機接口，增加PC機，該PC機既作為遠程智能I／0的主機，也作為DCS的一個工作站：三是，當DCS系統的操作管理站采用PC總線計算機時(目前DCS的操作管理站多采用 PC總線計算機)，直接將智能數據采集網絡的網絡適配器插kDCS的操作管理站，此時操作管理站亦作為智能數據采集網絡的主機；四是通過串行口的方式，也是以往工程斗應用最多的一種方式，通過智能數據采集網絡的串行口適配器或其主機的RS232C、RS422／ 485串口與DCS控制站的串口相連接，這種連接方式受串行口速率的限制，但對于輔助測點參數采集的小系統來說足以滿足要求。這四種方式中第—種方式最理想，但可供應用的產品太少，后三種方式都需要DCS和智能數據采集網絡廠家配合開發一些小程序，業主和設計院在這方面部應協調好其中的關系。

這種DCS+國產智能數據采集網絡的方式能節省一部分投資，在物理分散方面起一定的作用，對主輔設備金屬溫度群的輔助測點監測采用國產：智能數據采集網絡與DCS 通訊的方式也得到了電力規劃總院的推薦。

3．3 遠程I／0的選用

在控制系統的配置中到底采用DCS一體化的遠程I／O，還是采用國產化的遠程智能I／0，應根據所選用的DCS、工程中熱控系統的投資以及應用場合而定。對泵和風機、循環水泵房、燃油泵房的參數采集和控制，由于L／O點較為集中、數量較多、同時有輸入和輸出、且遠程I／0布置的環境都較好，因此采用DCS一體化的遠程I／0。鍋爐和汽機的金屬溫度，發電機的線圈、鐵心、氫氣和冷卻水溫度，輔機軸承溫度等輔助測點的監視可采用國產遠程智能，I／O。

按以往的工程經驗，DCS一體化的遠程 I／O的工程造價是國產遠程智能I／O造價的兩倍以上，當選用的DCS合適，并且工程I&C 投資允許的情況下，也可選用DCS一體化的遠程I／0，這樣設備選型統一、便于施工管理，設備間的工作也更協調，通訊也更可靠。若選用DCS一體化的遠程：I／O，在測點和控制點較為集中的區域，除MFF、汽機跳閘等保護回路相關的測點采用硬接線的方式外，應積極采用遠程I／O。四 結論

作為工程設計項目，產品的選用應是有成熟應用經驗的產品，因此、在熱工自動化系統設計中，FCS不能作為主要控制系統選型；在鍋爐房與汽機房就近分設鍋爐電子設備間和汽機電子設備間是實現DCS地理分散的穩妥方式；電氣設備間內，除進入保護的主要輔機I／O點外，采用DCS機柜和遠程：L／0柜就地布置；循環水泵房、燃油泵房的監測控制采用DCS遠程I／0柜；主設備金屬溫度、輔機軸溫等僅為監視的項目采用國產遠程I／O，或者測點較為集中的區域采用DCS一體化的遠程I／O。