第一篇：直流系統(tǒng)典型故障分析與對策

直流系統(tǒng)典型故障分析與對策

設備工程部 張建全

【摘要】本文介紹了直流系統(tǒng)的常見配置、絕緣監(jiān)察裝置的原理和數(shù)學模型，針對發(fā)電廠直流系統(tǒng)的接地、交流竄入直流、寄生回路等典型故障，分析了不同故障產(chǎn)生的原因及分析方法，總結了應對直流系統(tǒng)典型故障的對策，以期為設計、檢修及維護人員的直流改造、設備驗收、故障消除等工作提供一定的參考。

【關鍵詞】直流系統(tǒng) 直流接地 交流串入直流 寄生回路 引言

直流系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為一些重要負荷、繼電保護及自動裝置、交流不停電電源（UPS）、遠動通訊裝置、控制及信號回路提供穩(wěn)定可靠地工作電源。發(fā)電廠直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜，常因回路設計不完善、誤接線、元件生產(chǎn)工藝落后以及在長期運行中環(huán)境的改變、氣候的變化引起的電纜及接頭老化等問題，不可避免的會出現(xiàn)直流接地、交流串入直流、不同直流系統(tǒng)間形成寄生回路等故障，這些故障不僅會造成直流電源的短路、引起熔斷器熔斷或電源開關斷開，使電力設備失去控制電源；甚至會引起信號裝置、繼電保護及自動裝置、斷路器的誤動或拒動，引發(fā)電力系統(tǒng)故障乃至事故，從而對發(fā)電廠、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行構成威脅。因此關于直流系統(tǒng)的可靠性與安全性以及如何迅速有效的解決故障等問題，得到了研究、設計、檢修及維護人員的廣泛關注。2 直流系統(tǒng)的配置、絕緣監(jiān)察原理和數(shù)學模型 2.1 直流系統(tǒng)的常見配置

直流系統(tǒng)的常見配置如圖1所示。直流系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)構成，每個子系統(tǒng)都有獨立的充電機、蓄電池組和絕緣監(jiān)察裝置。兩個直流子系統(tǒng)通過直流分電屏分別提供兩組直流母線KM1（控制母線電源1）、BM1(保護母線電源1)和KM2（控制母線電源2）、BM2(保護母線電源2)。將保護裝置的直流電源與操作控制的直流電源分開，以保證雙重化配置的兩套保護的直流電源、兩個控制回路的控制電源相互獨立[1]。

圖1 直流系統(tǒng)的配置

2.2 絕緣監(jiān)察裝置的原理和數(shù)學模型

直流絕緣監(jiān)察裝置的原理如圖2所示，虛線內為主機內部分，主機檢測正、負母線對地電壓，通過對地電壓計算出正負母線對地絕緣電阻，當絕緣電阻低于設定值時，裝置報警。

圖2 直流絕緣監(jiān)察裝置原理

其中，R+為直流正母線對地電阻值，R-為直流負母線對地電阻值，V1為直流正母線對地電壓值，V2為直流負母線對地電壓值，R1、R2為裝置內設定電阻，R1=R2，數(shù)學模型如下：

當K1閉合，K2打開，測得一組V1,V2實際數(shù)值，得出方程（1）

V1/V2=（R1//R+）/R-（1）

當K1斷開，K2閉合，測得一組V1’,V2’實際數(shù)值，得出方程（2）

V1’/V2’=R+/（R2//R-）（2）聯(lián)立方程（1）、（2）即可求得正、負母線的對地電阻值R+、R-，當計算值R+、R-低于設定值時，裝置報出正、負接地告警信號。3 直流系統(tǒng)典型故障及分析 3.1 直流系統(tǒng)接地

直流系統(tǒng)接地故障因其發(fā)生率高、危害性大而成為發(fā)電廠電氣維護工作中的一個頑疾。在豐潤熱電公司兩臺機組運行5年發(fā)現(xiàn)的電氣二次缺陷中，直流系統(tǒng)接地故障占有很大的比例。僅2011年涉及直流接地故障就有5次之多。

當直流系統(tǒng)發(fā)生一點金屬性接地時，因其不能形成回路，不會產(chǎn)生短路電流，故不會影響設備繼續(xù)運行，但是必須及時消除。否則，再發(fā)生另一點金屬性接地，就有可能構成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動；造成直流保險熔斷，使繼電保護及自動裝置、控制回路失去電源，從而引發(fā)電力系統(tǒng)嚴重故障乃至事故[2]。

3.1.1直流正極兩點接地導致誤動

直流正極兩點接地有使繼電保護及自動裝置、斷路器線圈誤動的可能，如圖3所示，若A、B兩點接地，則KA1、KA2的接點被短接，KM將誤動跳閘。若A、C兩點接地，則KM接點被短接從而引起相關開關誤跳閘。同理，正極兩點接地還可能造成誤合閘，誤報信號。

圖3 直流系統(tǒng)接地情況圖

3.1.2直流負極兩點接地導致拒動

直流負極兩點接地有使繼電保護及自動裝置、斷路器線圈拒動的可能，如圖3所示，若B、E兩點地，則KM線圈被短接，保護動作時KM線圈不動作，開關不會跳閘。若D、E兩點接地，則LT線圈被短接，保護動作及操作時開關拒跳。同理，負極兩點接地開關也可能合不上閘，信號不能報出。3.1.3正負極兩點接地引起熔絲熔斷

當直流正負極兩端兩點接地時，如圖3所示，當A、E兩點接地時，將引起熔絲熔斷。當B、E和C、E兩點接地,保護又動作時，不但斷路器拒跳，而且熔絲會熔斷、可能燒壞繼電器的觸點[3]。3.2 交流串入及耦合電容對直流系統(tǒng)的影響

在電廠、變電站現(xiàn)場除了直流回路外，還存在著大量而廣泛的交流回路，例如照明及墻壁電源、低壓電動機交流控制、電壓互感器以及電流互感器二次回路等。由于他們的一端是連接大地的，這些回路與直流回路串電時，不僅導致直流系統(tǒng)接地[4]，甚至引起保護及自動裝置的誤動作。

2010年6月豐潤熱電公司1號機機爐PC A段進線等三個進線開關跳閘，跳閘前DCS系統(tǒng)檢測到直流負母線發(fā)生過接地故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)某端子箱內交、直流相鄰端子有短接燒黑痕跡，確定因此發(fā)生了220V交流電串入直流負端。直流負端串入交流電壓后，DIC對DI的電位某些時刻超過動作電壓值，同時因為DI端存在的耦合電容導致DI端的電位不能發(fā)生突變（電容特性），導致DI的兩端存在大于動作值的電位差，測控裝置檢測到DI動作，開關發(fā)生跳閘。

圖4 模擬實驗原理圖

我們對相關測控裝置進行了交流串入直流的模擬實驗，原理如圖4所示，K1、K2、R1、R2為絕緣檢查裝置內部元件，監(jiān)察原理如2.2所述，在控制回路負端加入交流220V電壓，當耦合電容達到0.4μF時，光耦發(fā)生了偏轉。

從而可以得出結論：因控制線路教長而存在耦合電容，當耦合電容達到一定量時，若發(fā)生直流負極接地或負極串入交流電源信號時將導致光耦電路產(chǎn)生電平變位。同理若直流正極或外部分閘接點下口線路發(fā)生交流串入，風險等同。3.2 寄生回路造成接地假象

2013年8月，豐潤熱電公司I、II段兩獨立直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置同時報警，I段母線發(fā)負接地信號,I號絕緣監(jiān)察裝置顯示正母線對地電壓為230V，負母線對地電壓0V；II段母線發(fā)正接地信號,II號絕緣監(jiān)察裝置顯示正母線對地電壓為0V，負母線對地電壓-230V。同時啟備變B套保護裝置告警。經(jīng)查在B套保護裝置的操作箱內“顯示與復歸”板件端子焊點處有短路燒黑痕跡。其板件原理圖如圖5所示，板件元件布置情況如圖6所示。

圖5 顯示與復歸原理圖

圖6 板件實際布置圖

因板件焊點9J1ac4和焊點9J1ac5在板件上的距離接近，制造工藝不良，再加上環(huán)境變化及積塵的影響導致了兩個焊點間的短路。從而形成寄生回路將II段直流正電與I段直流負電短接。兩段直流短接后形成了一個端電壓為460V的電池組，中點對地電壓為零，又因為每組直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置均有一個接地點（原理見2.2），短路后直流系統(tǒng)中存在兩個接地點。所以II段直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置判斷為正極接地，I段直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置判斷為負極接地。4 直流系統(tǒng)典型故障相應對策

鑒于直流系統(tǒng)的重要性、故障造成的危害性以及現(xiàn)場環(huán)境的復雜性，如何將風險降至最低，如何將缺陷消除于萌芽，如何迅速有效的解決故障成為繼電保護設計、制造和檢修維護人員緊迫問題。為此，本文針對上述直流系統(tǒng)典型故障進行分析并總結相應對策，已期能夠為相關人員提供一定的參考。

（1）對于運行環(huán)境復雜、環(huán)境惡略的場所的直流電纜，在設計、建設施工期間的電纜選型應考慮足夠的備用芯，檢修維護人員可利用設備停修的機會，對直流回路進行絕緣測試做好記錄，并進行劣化分析。對于絕緣水平低，或出現(xiàn)接地芯線時可及時更換。當直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地故障時，雖不至引起危害，但必須及時消除，以免發(fā)生兩點接地給系統(tǒng)造成影響。對于直流系統(tǒng)接地故障的查找方法和注意事項可參見相關規(guī)程，本文不再贅述。

（2）為避免交流串入直流的影響，應在端子箱或屏柜端子處將交流端子做明顯的標識，并與直流端子以明顯距離隔開。同時直流回路繼電器與交流繼電器、接觸器、小開關等設備保持相當?shù)木嚯x，以免交流回路的電壓切換中產(chǎn)生電弧將交流電壓引入直流回路[2]。為避免直流長線路耦合電容的影響，可在控制回路，特別是跳合閘出口回路加裝大功率的重動繼電器。

（3）對于設備數(shù)量多、回路復雜的發(fā)電廠直流系統(tǒng)，由于輸煤、除灰、廢水等輔助系統(tǒng)的工況和環(huán)境惡略，建議將這些輔助系統(tǒng)的直流電源與主系統(tǒng)的直流電源分開布置，以提高主系統(tǒng)運行的可靠性。

（4）為防止出現(xiàn)寄生回路并造成影響，除了在直流回路的設計、改造、施工、驗收中嚴格審核把關外，還可以在定期檢驗過程中以測量兩組獨立的直流系統(tǒng)之間的絕緣的方法進行檢驗。對于板件內回路應盡可能采用弱電源設計，且兩組不同的直流回路之間應留有足夠的絕緣距離，提高制造工藝，以防焊點接近虛接而形成寄生回路。

（5）加強日常巡檢及特巡力度、保持電纜溝排水通暢，定期清掃灰、粉塵、檢查接線端子發(fā)熱情況，二次回路退出運行或多余的電纜頭應包扎好，工作完畢注意清理現(xiàn)場勿將金屬零件遺留屏內，保持好設備的運行環(huán)境。

參考文獻

[1]甘景福 直流系統(tǒng)間的寄生回路造成的直流接地假象 華北電力技術 2004.2 41-42； [2]譚重偉，梅俊，歐陽德剛 500kV變電站直流系統(tǒng)故障分析與應對措施 湖北電力2006，30（6），9-11；

[3]毛錦慶，等。電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答 中國電力出版社，1999；

[4]余育金 變電站直流系統(tǒng)接地故障分析、查找及處理 廣西電業(yè) 2007.1（82）90-91；

第二篇：繼電保護典型故障分析

繼電保護典型故障分析

摘 要 繼電保護對電力系統(tǒng)的安全正常運行具有重要的作用，它能保證電力系統(tǒng)的安全性，還能針對電力系統(tǒng)中不正常的運行狀況進行報警，監(jiān)控整個電力系統(tǒng)。目前我國電力系統(tǒng)繼電保護工作還是會存在一些問題，容易出現(xiàn)各種故障，造成電力系統(tǒng)無法正常運行。本文即分析了繼電保護的典型故障，并詳細闡述了繼電保護典型故障的防治策略。

【關鍵詞】繼電保護 典型故障 元器件 接線錯誤 短接法 電力系統(tǒng)繼電保護概述

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護裝置的構成要素

電力系統(tǒng)機電保護裝置的構成一般包括輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分。

1.1.1 輸入部分

該部分通過隔離、低通濾波等前置處理方式對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和故障進行前置處理。

1.1.2 測量部分

該部分主要負責將測量信號轉換為邏輯信號，進而通過邏輯判斷按照一定的邏輯關系組合運算，最后確定出執(zhí)行動作，并由輸出執(zhí)行部分最終完成。

1.2 繼電保護裝置的特征分析

1.2.1 選擇性特征

選擇性特征是繼電保護裝置智能化的表現(xiàn)，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能夠做到有選擇性的對出現(xiàn)故障的部分進行處理，另一方面保證無故障部分的正常運行，這樣便可以保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及電力供應的連續(xù)。

1.2.2 快速性特征

快速性特征是繼電保護裝置高效率的體現(xiàn)，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能夠在第一時間切斷故障系統(tǒng)，從而減輕故障設備和線路的損壞程度。

1.2.3 可靠性

可靠性是指電力系統(tǒng)繼電保護裝置在處理問題和故障時要科學可靠，減少不必要的損失。繼電保護的常見故障

2.1 設備故障

繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分，是保護電力系統(tǒng)的基礎和前提。一般設備有裝置元器件的損壞、回路絕緣的損壞以及電路本身抗干擾性能的損壞，具體的表現(xiàn)為整定計算錯誤，這主要是由于元器件的參數(shù)值和電力系統(tǒng)運行的參數(shù)值與實際電流傳輸?shù)膮?shù)值相差甚遠，從而造成整定計無法正常工作。還有，設備很容易受到外界因素的影響，如溫度和濕度。由于設備具有不穩(wěn)定性，很容易由于溫度和濕度的變化而造成定值的自動漂移，有時候也可能是因為設備零部件的老化和損壞造成的。

2.2 人為操作

人為原因一般就是工作不夠細心，對系統(tǒng)內各項設備數(shù)值的讀數(shù)觀察不夠仔細，導致讀錯設備整定器上的計算數(shù)值，導致繼電保護故障，且對故障的檢查技術水平不夠，無法及時準確地發(fā)現(xiàn)故障段，從而造成大面積的電路故障問題，導致系統(tǒng)無法正常供電。

當工作電源出現(xiàn)問題時，電力系統(tǒng)保護出口處的動作過大，造成電路內波紋系數(shù)過高，輸出的功率就不夠，電壓便會不穩(wěn)定，當電壓降低或者電流過大時，如果保護行為不恰當極容易出現(xiàn)一系列的繼電保護故障。繼電保護典型故障的防治策略

3.1 元件替換法

元件替換法，顧名思義，就是用正常的元件將出現(xiàn)故障的元件替換下來，這樣能夠將故障范圍迅速縮小，提高維修人員的維修效率，因此是機電保護裝置故障處理中經(jīng)常用到的方法。

3.2 參照法

參照法是指通過對不同設備的技術參數(shù)的對照，找出不正常設備的故障點。此法主要用于檢查認為接線錯誤，定值校驗過程中發(fā)現(xiàn)測試值與預想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。另外需要注意的是，在繼電器訂制校驗時，若發(fā)現(xiàn)某一直繼電器的測試值與整定值相差很多，那么此時要用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行進一步的比較，錯誤的做法是在發(fā)現(xiàn)數(shù)值不同時，輕易調整繼電器的刻度表。

3.3 短接法

短接法是縮小故障范圍常用的一種方法，是將回路某一段或一部分用短接線接入為短接，進而判斷出故障是存在短接線的范圍還是范圍外。短接法對判斷電磁鎖失靈、電流回路開路等故障具有明顯的優(yōu)勢。

3.4 繼電保護典型故障的預防措施

3.4.1 構建完善的電力管理體系是基礎

構建完善的電力管理體系是預防電力系統(tǒng)繼電保護故障的基礎，構建該體系需要做好以下工作：

首先要逐步形成科學有序的管理體系，這其中，一支高素質的管理隊伍是不可或缺的，這需要電力企業(yè)加強對管理人員和工作人員的培訓，使其掌握電力系統(tǒng)管理的知識技能。另外管理體系內的各個部分要職權分明、責任落實，這樣才能保證管理體系的井然有序和正常運作。

其次，完善的監(jiān)測評價體系也是十分必要的。監(jiān)測評價體系具有監(jiān)督指導的作用，通過建立該體系，在全電力系統(tǒng)中形成嚴謹?shù)墓ぷ鞣諊欣诤艽蟪潭壬咸岣唠娏ぷ鞯馁|量，進而能夠及時正確的發(fā)現(xiàn)繼電故障，將故障消滅在萌芽狀態(tài)，從而保障電力系統(tǒng)的有序運行。

3.4.2 加強電力系統(tǒng)的技術管理是核心

技術管理作為降低繼電保護故障率的核心，具有十分重要的意義。可以通過采用先進的技術來提高電力系統(tǒng)的智能化水平，從而有效減少繼電保護故障的發(fā)生。

第一，提高電力系統(tǒng)的自動化水平。在設計和開發(fā)電力系統(tǒng)時，要加強新技術的開發(fā)和應用，包括自動控制技術和智能技術。這樣電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，智能化技術便能有效避免繼電保護障礙的發(fā)生。

第二，運用新技術來增加電力系統(tǒng)設備的承受能力。比如，繼電保護中使用CPU容錯技術。由于CPU容錯技術具有一定的恢復能力，所以它能夠在更大程度和范圍內降低電力系統(tǒng)硬件問題帶來的影響，從而起到保護繼電保護裝置的作用。

3.4.3 提高電力工作人員的素質

電力工作人員素質是影響電力系統(tǒng)管理水平的重要因素。因此，電力企業(yè)要加強對電力工作人員業(yè)務素質的培訓教育，提高其責任意識和安全意識，并通過一些業(yè)務培訓，提高其實際操作能力，促使電力企業(yè)員工能夠更好的處理電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題。

參考文獻

[1]蔣陸萍，胡峰.冷建群.繼電保護故障快速查找的幾種典型方法及應用[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009（18）.[2]劉亞玉.分析備自投裝置的啟用與運行接線方式的關系[J].繼電器，2007（19）.[3]應斌.淺談繼電保護工作中故障處理的若干方法[J].廣西電力，2006（04）.作者單位

國網(wǎng)甘肅省電力公司檢修公司 甘肅省酒泉市 735000

第三篇：開關柜典型故障分析

高壓開關柜典型故障分析

電力系統(tǒng)廣泛使用10kV(含6kV)—35kV開關柜，擔負著發(fā)電廠用電、變電站和用戶供電的任務，且用量大，分布廣。由于1OkV－35kV開關柜的設計、制造、安裝和運行維護等方面均存在不同程度的問題，因而開關柜事故率比較高，危及人身、電網(wǎng)和設備安全，影響供電可靠性。

一、下面列舉幾種類型的開關柜事故（故障）案例：

（一）開關柜防爆性能不足或防誤性能不完善，危及人身安全； 由于開關柜防爆性能不足或防誤性能不完善，近幾年省內外發(fā)生多起人身傷害事件，以下列舉四起事故：

1.2006年2月 24日，某 220kV變電站 10kV高壓開關柜（GGX2型）由于饋線故障，開關發(fā)生拒動，運行人員在處理開關拒動過程中，當拉開開關，確認開關位置指示處于分閘位置后，操作拉開隔離刀閘時，發(fā)生弧光短路，造成 2人重傷 1人輕傷。事故后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：該開關操作機構 A、B相拐臂與絕緣拉桿連接處松脫，造成 A、B相主觸頭未分開，在操作拉開隔離刀閘時發(fā)生弧光短路。由于906柜壓力釋放通道設計不合理，下柜前門強度不足，弧光短路時被電弧氣浪沖開，造成現(xiàn)場人員被電弧灼傷。開關柜的上述問題是人員被電弧灼傷的直接原因。

2.7月 1日，某單位發(fā)生一起因變電運行人員擅自打開10千伏開關柜柜門，誤碰帶電部位造成的人身觸電死亡事故。設備缺陷是事故發(fā)生的又一間接原因。由于 6522A相刀閘動觸頭絕緣護套老化，松動后偏移，刀閘斷開時護套卡入動觸頭與刀閘接地側的靜觸頭之間，造成刀閘合閘時卡澀合不上。且該 GG－1A型高壓開關柜系 60年代設計的老舊產(chǎn)品，96年生產(chǎn)，97年投運；原安裝有機械程序防誤鎖，于 2002年改造為微機防誤裝置，由于此型號的高壓開關柜原設計不完善，不能實現(xiàn)線路有電強制閉鎖。

3.2009年9月30日，某220kV變電站發(fā)生一起10kV開關柜內部三相短路，電弧產(chǎn)生高溫高壓氣浪沖開柜門，造成2名在開關柜外進行現(xiàn)場檢查的運行值班員被電弧灼傷，其中1人于10月1日死亡。

4.2010年8月19日，8月19日，某單位在更換某220kV變電站10kV I段母線PT過程中，工作班成員觸碰到帶電的母線避雷器上部接線樁頭，造成2人死亡、1人嚴重燒傷。

初步分析，事故主要原因為廠家設備一次接線錯誤。根據(jù)國家電網(wǎng)公司典設和設備訂貨技術協(xié)議書，10千伏母線電壓互感器和避雷器均裝設在10千伏母線設備間隔中，上述設備的一次接線應接在母線設備間隔小車之后（見附圖1）。而開關柜廠家在實際接線中，僅將10千伏母線電壓互感器接在母線設備間隔小車之后，將10千伏避雷器直接連接在10千伏母線上，導致拉開10千伏母線電壓互感器9511小車后，10千伏避雷器仍然帶電（見附圖2）。

變電站運行人員按照工作票要求，拉出10千伏Ⅰ段母線設備間隔9511小車至檢修位臵，斷開電壓互感器二次空開，在Ⅰ段母線電壓互感器柜懸掛“在此工作”標示牌，在左右相鄰柜門前后各掛紅布幔和“止步，高壓危險”警示牌后，向調度匯報。變電站運行人員與工作負責人一同到現(xiàn)場對10千伏Ⅰ段電壓互感器進行驗電，由于電壓互感器位臵在9511柜后，必須由施工人員卸下柜后檔板才能進行驗電，在驗明電壓互感器確無電壓之后，運行人員許可施工人員工作。由于電壓互感器與避雷器共同安裝在10千伏Ⅰ段母線設備柜內（見附圖3），施工人員在工作過程中，觸碰到帶電的避雷器上部接線樁頭，造成人員觸電傷亡。

圖1：

附圖2

附圖3：

（二）開關內設備接（觸）頭過熱性故障

封閉式開關柜在運行中不能打開，因此難以測量運行中柜內接（觸）頭的實際溫度，如不及時發(fā)現(xiàn)并處理接（觸）頭過熱性缺陷，嚴重威脅電力安全生產(chǎn)。固定式開關柜每個進出線間隔共有負荷電流流過的33或39個接（觸頭），小車移動式開關柜每個進出線間隔共有負荷電流流過的24個（或更多）接（觸頭）。這些接（觸）頭直接流過負荷電流，當負荷較大時存在隱患的接（觸）頭就會嚴重發(fā)熱。由于發(fā)熱點在密封柜內，運行中的柜門禁止打開，值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。一旦觸頭發(fā)熱嚴重必然造成事故發(fā)生，影響系統(tǒng)安全運行。下邊四起故障分析。

1.2007年2月3日23時59分，某變電站10kV電容器組III644開關跳閘，保護裝置顯示“過流I段動作”。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，10kV配電室有濃煙，10kV電容器組III開關柜下部有著火現(xiàn)象。第二天檢查情況：10kV電容器組III 644開關柜內B相CT和鋁排連接處松動引起發(fā)熱導致該處燒斷和熱縮材料燃燒，A、C相也有放電痕跡。

2.2009年8月16日晚，某變電站發(fā)生10kV開關柜故障，燒損多面開關柜。

10kV農(nóng)專Ⅰ線柜（開關、CT、靜觸頭及套管、母排及相接銅排、母排套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；出線電纜頭輕微灼傷）；

A相 B相 C相

開關 電纜頭及CT 母線

10kV下白貨柜（母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關、CT、出線電纜頭輕微灼傷）；

母排 保護及二次控纜

10kV醫(yī)院Ⅰ柜（母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關、CT、出線電纜頭輕微灼傷）；

保護及二次控纜 母排

故障原因分析：10kV農(nóng)專Ⅰ線開關柜由于隔離插頭接觸不良，開關長期在滿負荷運行，觸頭發(fā)熱引起梅花觸頭的彈簧退火變形，失去彈性，造成該隔離插頭接觸電阻變大，運行中發(fā)熱燒熔，燒損觸頭周圍的絕緣件，最終絕緣擊穿，造成觸頭相間短路故障。

2.2010年8月12日某變電站#1主變低壓側631開關因發(fā)熱造成開關柜內部三相短路燒毀。

初步分析是：1#主變 10kV側 631手車開關柜內斷路器 A相母線側梅花插頭（上側）與靜觸頭間接觸不良發(fā)熱，最終發(fā)展成梅花插頭對靜觸頭電弧放電，導致真空斷路器銅觸指嚴重燒損，散熱件熔化，穿墻套管燒毀并產(chǎn)生大量的含有金屬離子、碳合物的煙氣，造成母線三相對地短路（見附圖）。

1#變母排開關開關柜接線圖

斷路器A相觸指被電弧燒損。

3.2006年3月8日，某單位在處理某變電站#1主變10kV側61A3刀閘缺陷時發(fā)現(xiàn)：⑴、61A3刀閘斷不開，外觀檢查靜觸指存在局部過熱痕跡。⑵、#1主變10kV側61A1刀閘下斷口A相丟掉兩只靜觸指，靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡，C相靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡（有三只彈簧熔在一起），C相支柱絕緣子上有被熱氣薰的痕跡。⑶、10kV分段回路6001刀閘下斷口C相丟掉一只靜觸指，靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡（有一只彈簧熔在一起），上斷口也存在類似的問題。

該變電站該段母線的開關柜型號為GGX2，61A1、61A3刀閘和10kV分段回路6001刀閘均為戶內高壓旋轉式隔離開關，型號均為GN30-10，4S熱穩(wěn)定電流均為40kA，額定電流：3150A（61A1、61A3刀閘）、2000A（6001刀閘）。

動靜觸頭過熱的原因分析：這種刀閘合閘時，靜觸指與靜觸座間有間隙，接觸的點、面少，在通過大電流時，固定靜觸指與夾緊彈簧的螺栓和夾緊彈簧參與分流、導電，造成有些螺栓燒斷（靜觸指丟落的原因）和夾緊彈簧過熱退火，也造成動、靜觸頭接觸不是很好，造成動靜觸頭局部過熱、熔焊。

圖

161A1刀閘C相觸頭的過熱情況

圖2 61A1刀閘A相觸頭的過熱情況

圖3 10kV分段回路6001刀閘的過熱情況

圖4 丟落的靜觸指和燒斷的固定靜觸指、夾緊彈簧的螺栓

（三）小動物進入開關柜引起短路故障

2006年9月14日，某單位某變電站#1主變后備保護動作，跳三側開關。檢查發(fā)現(xiàn)，10kV開關室煙霧彌漫，10kVI、II段母線聯(lián)絡柜內6001刀閘與10kV母聯(lián)600開關之間連接線發(fā)生相間短路，10kVI、II段母線聯(lián)絡柜下柜門被沖開，下柜門上的觀察窗與、斷路器前柜門上電磁鎖被高溫熔化，后柜門下方被電弧燒個洞。10kVI、II段母線聯(lián)絡柜底部有只毛燒光的死老鼠，隔壁柜（備用柜）底部電纜孔洞未封堵（該開關柜原為運行間隔，配網(wǎng)調整間隔，該柜內電纜調到其它開關柜，電纜抽走后孔洞未封堵），10kVI、II段母線聯(lián)絡柜與隔壁柜間的接地銅排穿孔未封堵。

故障原因分析：老鼠從隔壁柜電纜孔進入，再經(jīng)10kVI、II段母線聯(lián)絡柜與隔壁柜間的接地銅排穿孔爬到10kVI、II段母線聯(lián)絡柜，老鼠活動時引起短路。

（四）開關柜內組件絕緣爬距或絕緣距離不足引起開關柜故障 早期投運的開關柜支持瓷瓶及電流互感器等的外絕緣爬距較小，當運行中絕緣表面出現(xiàn)凝露或有污穢時，系統(tǒng)中出現(xiàn)不高的過電壓或運行電壓下發(fā)生絕緣件沿面閃絡。還存在對地和相間距離不夠，在系統(tǒng)單相接地諧振或雷電等過電壓情況下，直接造成對地或相間擊穿。

《福建省電力有限公司戶內交流金屬封閉高壓開關柜訂貨技術規(guī)范》（閩電生產(chǎn)〔2008〕480號）高壓開關柜中各組件及其支持絕緣件的外絕緣爬電比距（即高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比）相應值的應用范圍應不小于 18mm/kV。單純以空氣作為絕緣介質的開關柜，柜內各相導體的相間與對地距離、手車開關隔離觸頭與靜觸頭絕緣護罩的凈空氣距離、相間隔板與絕緣隔板的凈空氣距離：12kV為125mm，40.5kV為300mm。

《戶內交流高壓開關柜訂貨技術條件》（DL 404-1997）規(guī)定：在金屬封閉式高壓開關柜中，凡采用非金屬制成的隔板來加強相間或相對地間絕緣時，7.2~12kV高壓帶電裸導體與該絕緣板間還應保持不小于30mm的空氣間隙；40.5kV，保持不小于60mm的空氣間隙，且為阻燃材料制成。

2008年9月6日，某變電站#1主變差動速斷動作跳閘。從現(xiàn)場檢查分析認為：#1主變中壓側33A開關柜過壓保護器的A、B相跳線（從固定鋁排引至過壓保護器的連接銅線）過長，跳線彎曲弧度較大，A、B相跳線同時側向絕緣隔板，其跳線與絕緣隔板的電氣距離（最小處）僅5cm左右。A、B相跳線之間的絕緣僅通過絕緣隔板隔離，長時間運行中造成A、B相跳線對絕緣隔板放電，絕緣檔板被碳化后，絕緣破壞并擊穿，引起A、B相短路。

A相

B相

（五）開關柜組件質量（如過電壓保護器、傳感器等）劣引起開關柜故障

1.9月30日8時31分，某變電站10kV中亭I線633開關因過流Ⅰ段保護動作跳閘。現(xiàn)場檢查10kV中亭I線633開關柜內過電壓保護器A、B相爆炸，該開關柜前柜門下柜門被沖開，前柜門中柜門（斷路器前門）輕微變形，柜內其他設備未損傷。

2.2004年11月10日，某110kV變電站因10kV開關短路引發(fā)10kV母線故障，造成該變電站全停及10kV部分設備嚴重損壞。

現(xiàn)場檢查情況：最嚴重的母聯(lián)刀閘柜的帶電顯示器傳感器（福州高新高壓電器有限公司產(chǎn)品）燒損情況：發(fā)現(xiàn)A、B相已燒成灰，C相略好；結合刀閘觸頭燒損情況：C相觸頭基本完好、A相略有燒損、B相最為嚴重。推測故障是從B相帶電顯示器引發(fā)，導致電弧相間短路。

為了進一步驗證造成本次事故的原因，對開關柜內未損壞的帶電顯示器傳感器，抽兩只傳感器進行解剖，發(fā)現(xiàn)內部芯棒填充劑軟化，存在絕緣薄弱點。由于10kV系統(tǒng)出現(xiàn)失地引起過電壓，使傳感器內部局部放電，逐步發(fā)展為貫穿性擊穿，造成相間短路。

此外，開關柜故障的原因還有檢修預試時在開關柜遺留工具或短接線接地線、誤操作等。開關柜故障往往會出現(xiàn)“火燒連營”事故，多面開關柜被電弧燒毀，“慘”不忍睹。造成事故擴大的原因主要有三點：首先，由于開關柜母線室是連通的，當一個間隔故障時，電弧侵犯鄰柜造成“火燒連營”;其次，繼電保護整定配合不盡合理，保護動作時間過長或保護有缺陷不動作靠上一級保護動作隔離故障，故障時間長造成電弧損害加重;最后一個原因則是高壓電弧故障時引起保護損壞或直流電源故障，造成保護失靈，短路長時間不消失，整個高壓室?guī)缀跛械拈_關柜均燒毀，最后連主變lOkV低壓架空母線都被弧光燒斷，直至越級跳閘，往往連主變也被長時間短路所損壞。

二、防范措施：

（一）加快老舊開關柜（如GG1A、GGX2、XGN型等）改造或完善化大修。各單位要按《關于印發(fā)2008-2010年縣供電企業(yè)電氣設備技改、大修指導性意見的通知》（生變〔2007〕145號）加大老舊開關柜技改力度，運行時間短、達不到技改的條件的開關柜要按省公司完善化方案開展完善化大修。

開關柜內絕緣可靠性低的酚醛環(huán)氧類絕緣子和爬距不足的絕緣子安排更換為符合要求的瓷絕緣子。母線加阻燃熱縮絕緣套，絕緣套本身應耐受20 U,的交流耐壓，目的是防止小動物爬人柜內造成短路,也可防止因煙氣、游離氣體進人時空氣間隙絕緣降低造成的弧光短路。

（二）做好開關柜訂貨、出廠前驗收、安裝與驗收管理工作 根據(jù)國際、電力行業(yè)標準和《預防交流高壓開關事故措施》（國家電網(wǎng)公司生〔2004〕641號）、《預防12kV-40.5kV交流高壓開關柜事故補充措施》（國家電網(wǎng)生〔2010〕811號）、《福建省電力有限公司戶內交流金屬封閉高壓開關柜訂貨技術規(guī)范》（閩電生產(chǎn)〔2008〕480號）等文件，做好開關柜招標文件、訂貨技術協(xié)議的審查工作，開關柜出廠前赴廠驗收，開關柜安裝調試過程安排專業(yè)人員開展技術監(jiān)督工作，組織做好開關柜投產(chǎn)前的驗收工作。

把好10kV開關柜的選型及采購關。選型要注意開關設備有關參數(shù)是否滿足現(xiàn)場運行條件。對開關柜所配的元件應嚴格把關，盡量選用運行情況良好的產(chǎn)品；并要求驗收時，開關設備配置要有各元件試驗報告，特別是帶電顯示器的傳感器的局放試驗報告，杜絕不良設備入網(wǎng)。

（三）加強巡視運行管理

1.加強巡視中的安全管理，巡視或操作時應嚴格按照安規(guī)和標準作業(yè)文本(含標準巡視卡)或 PDA以及操作票的要求進行，巡視或操作時著裝應規(guī)范，并注意站位。

2.開關柜操作前應確認柜內斷路器和隔離開關的實際狀態(tài)，進行倒閘操作時，應嚴格監(jiān)視設備的動作情況，如發(fā)現(xiàn)機構卡澀、動觸頭不能插入靜觸頭、合閘不到位等，應停止操作，待缺陷按規(guī)定程序消除后再行操作。3.對防誤、防爆等功能不符合規(guī)范要求的開關柜，應逐一列出清單，做好危險點分析和預控措施，納入紅線設備管理，并根據(jù)紅線設備要求在開關柜面板上張貼標識，有計劃地安排改造。

4.巡視中應注意開關柜的門和面板是否鎖緊，對螺栓丟失、損壞的，應及時上報缺陷處理。

5.嚴格按照《福建省電力有限公司高壓帶電顯示裝置管理規(guī)定》的要求，做好開關柜帶電顯示裝置的巡視和維護工作，確保帶電顯示裝置工作正常。

6.對重負荷的開關柜，應重點巡查。無法開展柜內測溫的開關柜，可檢查柜體溫度是否異常。

7.加強保護定值及壓板投退管理，避免由于定值或壓板投退錯誤造成事故擴大。

8.在開關柜配電室配置通風、防潮設備和濕度計，并在梅雨、多雨季節(jié)或運行需要時啟動。

（四）加強檢修維護管理

1.開關柜檢修重點對觸頭接觸情況（有無過熱變色的痕跡）、柜內電氣主回路連接螺栓緊固、傳動部件軸銷的固定情況、機構輔助開關接觸、操作機構手車軌道及閉鎖裝置部件是否有機械變形或損壞等情況等進行檢查。對于變電站電容器組等操作頻繁的高壓開關柜要適當縮短巡視檢查和維護周期。

2.已運行的開關柜結合停電檢查，開關柜底部以及柜與柜間孔洞是否封堵，有無小動物進入的可能。3.檢修試驗結束后，應重點檢查開關柜有無遺留工具、物件以及試驗用的短接線、接地線。

4.由于GGX2、XGN等型號開關柜選用運行中易造成發(fā)熱的旋轉隔離開關(如GN30-12型隔離開關)，應結合停電檢查隔離開關觸頭（含彈簧）有無過熱或燒損，重點為大電流開關柜（如主變進線柜、分段開關柜等）。

5.對重負荷且無法開展測溫的開關柜盡快安排停電檢查，可選一、二座變電站嘗試安裝開關柜在線測溫裝置。

6.結合停電檢查開關柜各相帶電體之間、相對地之間空氣距離是否符合規(guī)范要求（如35kV開關柜的為300mm，10kV開關柜的為125mm）。

7.結合停電檢查開關柜的機械聯(lián)鎖，是否滿足“五防”要求。檢查開關柜內手車活門打開、關閉是否靈活正常。

（五）10、35kV出線多的變電站安排10、35kV系統(tǒng)電容電流測量，10kV電纜線路電容電流達30A和35kV系統(tǒng)電容電流達10A需安排安裝消弧線圈。10—35kV母線PT安裝消諧裝置。

第四篇：DCS典型故障原因分析與防范對策

一、前 言

DCS在國內大型火力發(fā)電機組上應用始于上世紀八十年代后期，到目前為止只有十幾年的運行經(jīng)驗。華能國際電力股份有限公司整套引進350MW機組，投資建設的南通、上安、大連、福州電廠是國內最早應用DCS的電廠。

隨著火力發(fā)電機組自動化水平的不斷提高，單元機組DCS系統(tǒng)的功能范圍不斷擴大。近兩年新建和改造機組的單元控制室內除用于緊急停機、停爐用的后備手操外，其余操作全部依賴于DCS。因而，由于DCS本身故障引起的跳機現(xiàn)象時有發(fā)生。所以，如何提高DCS的可靠性作為一個重要課題擺在了從事熱工自動化工作的各位人士的面前。

由于工作關系，有機會到過三十多家火電廠收資、交流或驗收，接觸到應用DCS的100～700MW單元機組近八十臺，幾乎覆蓋了國內應用過的所有類型的DCS，對各種類型的DCS發(fā)生的故障有較多的了解，無論是進口DCS，還是國產(chǎn)DCS，盡管在原理、結構上迥異，包含的子系統(tǒng)也不一樣多，但都或多或少地出現(xiàn)過一些相類似的故障，通過對典型故障進行深入細致地分析，找出故障的真正原因，舉一反三，制定出防范措施，并正確地實施，可以很好地防止此類DCS故障的重復發(fā)生。本文列舉了幾個典型的DCS故障案例，供從事熱工技術管理及檢修人員參考。

二、案例一 控制器重啟引發(fā)機組跳閘 2.1 事件經(jīng)過

2001年11月1日，A電廠4號機組停機前有功負荷270MW，無功96MVar，A、B勵磁調節(jié)器自動并列運行，手動50Hz柜跟蹤備用。

14時26分，事故音響發(fā)出，發(fā)電機出口開關、勵磁開關跳閘，“調節(jié)器A柜退出運行”、“調節(jié)器B柜退出運行”等報警信號發(fā)出，機組解列。對ECS控制系統(tǒng)檢查、試驗，發(fā)現(xiàn)#14控制器發(fā)生故障已離線，與之冗余的＃34控制器發(fā)生重啟，更換了#14和＃34控制器主機板后，機組重新啟動，不久，發(fā)變組與系統(tǒng)并列。2.2原因分析

根據(jù)歷時數(shù)據(jù)分析，13時31分，#14控制器硬件故障而離線運行，熱備用的#34控制器自動由輔控切為主控。14時26分，#34控制器由于通訊阻塞引起“WATCHDOG”誤判斷，致使控制器重啟。由于控制器控制勵磁調節(jié)器的方式為長信號，沒有斷點保護功能，#34控制器重啟后，不能自動回到斷點前的狀態(tài)，導致A、B調節(jié)器自動退出運行，手動50Hz柜自動投入。由于發(fā)電機失磁，發(fā)電機端電壓下降，導致廠用電源電壓降低，手動50Hz柜輸出電壓繼續(xù)降低，手動50Hz柜投入后發(fā)電機沒有脫離失磁狀態(tài)，直至切除勵磁裝臵，造成發(fā)電機失磁保護動作，發(fā)電機出口開關跳閘。#14控制器和#34控制器控制發(fā)變組設備，包括廠用電切換的備自投繼電器接點BK，#34控制器重啟后，BK自動復位，繼電器接點斷開，BK投到退出位臵，造成6KV電源開關6410、6420開關自投不成功。2.3防范措施

2.3.1將故障控制器更換。后來制造廠確認這一批主板晶振存在問題，同意免費更換，利用停機機會更換4號機組所有控制器主板。

2.3.2增加任一控制器、I/O卡、通訊卡離線報警功能。2.3.3程序內部“WATCHDOG”的時間設臵太短，易造成誤判斷，對所有控制器進行軟件升級。

2.3.4調節(jié)器AQK、BQK方式開關和廠用電備自投BK開關組態(tài)圖增加斷點保護功能，防止控制器自啟動后，勵磁調節(jié)器和廠用電自投開關退出運行。

2.3.5檢查ECS系統(tǒng)的所有組態(tài)，對存在以上問題的邏輯進行修改。

2.3.6聯(lián)系調節(jié)器廠家，使調節(jié)器內部可以作到運行狀態(tài)自保持，將控制器控制調節(jié)器的方式改為短脈沖信號控制。2.6.7在ECS內增加手動50Hz柜輸出電壓自動跟蹤功能。

三、案例二在線傳代碼致使機組解列 3.1事件經(jīng)過 2002年7月12日，B電廠＃5機組監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)機組負荷從552MW迅速下降，主汽壓力突升，汽輪機調門開度，由原來的20%關閉到10%并繼續(xù)關閉，高調門繼續(xù)迅速關閉至0%，機組負荷降低至5MW，運行人員被迫手動緊急停爐，汽輪機跳閘，發(fā)電機解列。3.2原因分析

DCS與汽輪機控制系統(tǒng)分別由兩家國外公司制造，兩系統(tǒng)差異較大，通訊問題沒有很好地解決，存在一些難以消除的缺陷。熱控人員在DCS工程師站上向負責DCS與汽輪機控制系統(tǒng)通訊的PLC傳送通訊代碼時，DCS將汽輪機閥位限制由正常運行中的120%修改為0.25%，造成汽機1、2、3號調門由20%關閉至0%，機組負荷由552MW迅速降至5MW。3.3 防范措施

3.3.1機組運行期間，禁止DCS傳代碼工作。

3.3.2機組停運期間，DCS傳代碼時，應經(jīng)運行班長同意，并做好安全措施。

3.3.2將DCS操作員站對汽輪機控制系統(tǒng)操作員站畫面進行操作的功能閉鎖，但在DCS操作員站上仍能監(jiān)視到汽輪機控制系統(tǒng)的信息。

四、案例三 DCS工作站時鐘混亂引發(fā)DCS失靈 4.1事件經(jīng)過： 2001年 8月3日，C電廠2號機組負荷200MW，#1至#9控制器處于控制方式，#51至#59控制器處于備用方式。8時23分，各控制器依次發(fā)NTP報警，歷史站報警窗口顯示如下： Aug 3 08：

3：

drop7

＜

7＞

NTP

：too many recvbufs allocated（30）Aug 3 08：

：

drop4

＜

＞

NTP

：too many recvbufs allocated（30）………

8時26分，#2控制器脫網(wǎng)，#52控制器切為主控；11時05分，#52控制器脫網(wǎng)；13時39分，#7控制器脫網(wǎng)，#57控制器切為主控，在#7控制器向#57控制器切換瞬間，由該控制器控制的A、B磨煤機跳閘；15時11分，#9控制器脫網(wǎng)，#59控制器切為主控，在#9控制器向#59控制器切換瞬間，由該控制器控制的E磨煤機跳閘；15時51分，#1控制器脫網(wǎng)，#51控制器切為主控，在#1控制器向#51控制器切換瞬間，由該控制器控制的A引風機動葉被強制關閉。

15時22分，重啟操作員站drop213（備用時鐘站），NTP報警未消失；15時35分，重啟歷史站，NTP報警未消失；15時59分，重啟工程師站（主時鐘站），NTP報警基本消失；16時09分，重啟歷史站，16時30分，系統(tǒng)恢復正常。4.2原因分析

NTP軟件的作用就是維持網(wǎng)絡時鐘的統(tǒng)一，主時鐘設臵在工程師站上，備用時鐘設臵在操作員站上。控制器脫網(wǎng)原因為主時鐘與備用時鐘不同步造成系統(tǒng)時鐘紊亂，從而造成NTP報警導致控制器脫網(wǎng)。

NTP故障的原因有兩種可能，一種是主頻為400MHz工作站，不同于1號機組的270MHz(SUN公司在400MHz工作站上對操作系統(tǒng)有較大改進)工作站，2號機組所用的1.1版本軟件在400MHz工作站上未測試過，不能確保1.1版本軟件在此配臵上不出問題。另一種是主時鐘與備用時鐘不同步，在8月3日控制器脫網(wǎng)后，曾發(fā)現(xiàn)Drop214的時鐘比其它站快了2秒, 當時Drop214的畫面調用速度較慢，經(jīng)重啟后正常，并且NTP時鐘報警是在系統(tǒng)運行73-75天左右才出現(xiàn)的，估計是系統(tǒng)時鐘偏差積累到一定程度后導致主、備時鐘不同步，而引起系統(tǒng)時鐘紊亂，最終導致控制器脫網(wǎng)。

NTP時鐘故障使控制器脫網(wǎng)，處理不及時會使報警的控制器依次脫網(wǎng)，從而導致整個控制系統(tǒng)癱瘓。4.3防范措施

4.3.1根據(jù)本次故障現(xiàn)象，制造商將軟件由1.1版本升級為1.2版本。

4.3.2為確保控制系統(tǒng)可靠運行，定期重啟主時鐘和備用時鐘站。4.4 D電廠5號機組在2002年試運期間曾發(fā)生DCS時鐘與GPS時鐘不同步，引發(fā)DCS操作員站失靈事件。由于網(wǎng) 上傳送的數(shù)據(jù)均帶時間標簽，時鐘紊亂后會給運行機組帶來嚴重后果，基本情況與C電廠2號機組類似。采取的措施是暫時斷開GPS時鐘，待軟件升級和問題得到根本解決后，再恢復GPS時鐘。

五、案例四 CABLETRON集線器總通訊板故障導致MFT誤動 5.1事件經(jīng)過

2002年 1月1日，E電廠1號機組負荷250MW，#51至#59控制器處于控制方式，#1至#9控制器處于備用方式，A、B、C、E、F磨煤機運行。18時57分，所有磨煤機跳閘（直吹爐），MFT動作，機組跳閘。5.2原因分析

經(jīng)分析，確認是DCS集線器的總通訊板故障，導致連在其上的所有控制器同時發(fā)生切換，在控制器向備用控制器切換過程中，#

57、#

58、#59控制器PK鍵信號誤發(fā)（這三個控制器屬FSSS系統(tǒng)），即CRT上“磨煤機跳閘按鈕”的跳閘和確認指令同時發(fā)出，使所有磨煤機跳閘，導致MFT動作。5.3防范措施

CABLETRON集線器屬于早期產(chǎn)品，目前在市場上購買備件已比較困難，采用CISCO集線器來取代CABLETRON集線器。

六、案例五 冗余控制器失靈造成機組跳閘 6.1事件經(jīng)過

2003年3月23日，F(xiàn)電廠＃3機組停機前電負荷115MW，爐側主汽壓9.55MPa，主汽溫537℃，主給水調節(jié)門開度43%，旁路給水調節(jié)門開度47%（每一條給水管道均能滿足100%負荷的供水），汽包水位正常；其它各參數(shù)無異常變化。

監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)鍋爐側部分參數(shù)顯示異常，各項操作均不能進行，同時爐側CRT畫面顯示各項自動已處于解除狀態(tài)。調自檢畫面發(fā)現(xiàn)#3控制器離線，#23控制器處于主控狀態(tài)。運行人員立即聯(lián)系熱工人員處理，同時借助汽機側CRT畫面監(jiān)視主汽壓、主汽溫，并對汽包電接點水位計和水位TV加強監(jiān)視，主汽壓在9.0～9.6MPa波動、主汽溫在510～540℃波動、汽包水位在+75～-50mm波動，維持運行。

幾分鐘后，熱工人員趕到現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)#3控制器離線、#23控制器為主控狀態(tài)，但#23控制器主控下的I/O點（汽包水位、主汽溫、主汽壓、給水壓力、等）均為壞點，自動控制手操失靈。經(jīng)過多次重啟，#3控制器恢復升為主控狀態(tài)。在釋放強制的I/O點時，監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)汽包水位急劇下降，就地檢查發(fā)現(xiàn)旁路給水調節(jié)門在關閉狀態(tài)，手動搖起三次均自動關閉，汽包水位TV和顯示表監(jiān)視不到水位，手動停爐、停機。6.2原因分析

根據(jù)能追憶到的歷史記錄分析，可以推斷#3控制器（主控）故障前，#23控制器（輔控）因硬件故障或通訊阻塞，已經(jīng)同I/O總線失去了通訊。當#3控制器因主機卡故障離線后，#23控制器升為主控，但無法讀取I/O數(shù)據(jù)，造成參與汽水系統(tǒng)控制的一對冗余控制器同時失靈，給水自動控制系統(tǒng)失控，汽包水位保護失靈。在新更換的＃3控制器重啟成功后釋放強制點的過程中，DCS將旁路給水調節(jié)門指令臵零（邏輯如此設計是為了在控制器故障時，運行機組向更安全的方向發(fā)展），關閉旁路調節(jié)門。而旁路調節(jié)門為老型號的閥門，相當于解除了自保持的電動門（接受脈沖量信號），切手動時不能做到電氣脫扣，因此，緊急情況下不能順利打開，造成汽包缺水。6.3防范措施

6.3.1更換#

3、#23控制器主機板，同時考慮增加主機板的備品儲備。

6.3.2增加通訊卡，使控制器與I/O卡之間的通訊為冗余的。6.3.3對所有控制器、I/O卡、BC卡的通訊進行監(jiān)測，增加脫網(wǎng)邏輯判斷功能，生成報警點并進行歷史記錄。一旦控制器工作異常，可及時報警并處理。

6.3.4增加控制器超溫報警功能，在控制器出現(xiàn)故障之前可以采取措施，將事故消滅在萌芽之中。

6.3.5汽包水位等重要調節(jié)、保護系統(tǒng)的輸入信號，一般應為三路相互獨立的信號，通過分流器將這三路信號變成六路信號，分別進六塊端子板和AI卡件，送入兩對控制器，一對控制器用于調節(jié)、保護，另一對控制器只參與保護。這樣可以很好地解決一對冗余的控制器同時故障時，重要保護失靈的問題。

6.3.6更換重要自動調節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構，使之具有完善的操作功能。

6.3.7 DCS失靈時，若主要后備硬手操或監(jiān)視儀表不能維持正常運行，運行人員應立即停機、停爐。

6.3.8關閉MIS系統(tǒng)接口站中的所有硬盤共享功能，確保DCS系統(tǒng)同MIS系統(tǒng)只具備單向通訊功能。

七、結 束 語

以上案例只是在一定范圍內發(fā)生的DCS故障的幾個比較典型案例，即使將這些案例的反措全部應用到每套DCS中去，也不能避免DCS故障的再次發(fā)生。在更大范圍內，由DCS故障引發(fā)的停機事件也不會太少，有些事件肯定會涉及到控制器負荷率高、網(wǎng)絡通訊負荷率高等問題，由于目前還沒有有效的手段監(jiān)測控制器負荷率和網(wǎng)絡通訊負荷率，找出這類事件的根本原因還有一定的難度，因此，消除這類缺陷也比較困難。

要防止各類事故的發(fā)生，必須從源頭-DCS的設計和制造抓起，將國內應用的各種類型的DCS發(fā)生過的故障情況反饋到有關部門，由有關部門召集專家進行分析研究，制定出相應的標準、制度和反措，強制執(zhí)行，并形成一個大的閉環(huán)質量控制體系，長期良性循環(huán)。

第五篇：汽車防盜系統(tǒng)的典型故障分析及排除

論文資料：汽車防盜系統(tǒng)的典型故障分析及排除

【原創(chuàng)】一輛通用凱迪拉克無法啟動故障排除的體會

故障處理：

某單位一輛凱迪拉克弗里伍德（CADILLAC Fleetwood）車在定點維修廠作常規(guī)保養(yǎng)后，待交車時，怎么轉動點火鑰匙，起動機都無反應。經(jīng)查，鑰匙處于STA檔時起動機電磁閥無控制電源到，人為給一控制電源讓起動機正常運轉，但發(fā)動機仍然無法著車，同時儀表出現(xiàn)“PASS KEY，F(xiàn)LAULT”燈亮，并閃爍，由于“PASS KEY”指示燈在系統(tǒng)正常時，打開車匙到ON位，燈亮2S后應熄滅。據(jù)此，該故障基本鎖定為該車防盜系統(tǒng)觸發(fā)所致。故障分析與診斷

（一）、故障分析

大家知道，通過故障現(xiàn)象，確定故障范圍后，要準確地分析、診斷洗故障，就必須全面深入了解出現(xiàn)此故障的系統(tǒng)結構及控制原理。既然此車故障現(xiàn)象表明由防盜系統(tǒng)觸發(fā)所致，那么此車防盜系統(tǒng)結構由那些組成？工作原理如何？電路圖如何？這些都是我們在愛診斷此故障之前必須搞清楚的。于是我調閱了凱迪拉克—弗里伍德維修技術手冊，及相關維修資料。通過資料系統(tǒng)學習，我了解到：

1、凱迪拉克弗里伍德（CADILLAC Fleetwood）防盜系統(tǒng)PASS KEY主要由帶阻值晶片的鑰匙，點火鎖芯，起動機繼動器，發(fā)動機模塊，系統(tǒng)指示燈及中央控制電腦組成。

2、CADILLAC Fieetwood防盜系統(tǒng)工作原理

當打開點燈開關時，防盜模塊（中央控制電腦）通過點火鎖芯識讀點火鑰匙中的電阻晶片，進行鑰匙檢測。如插入點火鎖芯點火鑰匙的阻值（B2 C2之間電阻）與防盜模塊（中央控制電腦）的設置值相對應，則自檢通過，中央控制電腦控制熄滅防盜指示燈。對點火鑰匙的判定系統(tǒng)，實際上防盜系統(tǒng)控制模塊并不直接測點火鑰匙的電阻（B2 C2之間）之間而先由防盜模塊提供一個基準5V電源線，再根據(jù)串接在信號線上點火鑰匙的電阻而產(chǎn)生電壓信號（不同的電阻會產(chǎn)生不同的電壓信號），然后此電壓信號（B2處電壓）與標準的電壓相比較，（該電壓可以不是一個 固定值）而能在一個較小的范圍變動，即允許電阻因磨損有一定的誤差）通過比較之后防盜控制模塊判斷出該點火鑰匙是否為合法的鑰匙，并且作出不同的反應。如果實際電阻值與設定值不同，一般情況下將出現(xiàn)故障，并產(chǎn)生故障碼，而且電量防盜指示燈同時防盜控制模塊傳輸給發(fā)動機控制模塊（PCM）一個禁止啟動信號，切斷發(fā)動機燃油噴射，并控制起動繼器電器控制線路斷路，禁止起動機正常運轉。若通過檢測則提供給起動繼電器一個低電位，并為發(fā)動機控制模塊（PCM）提供噴油信號，同時斷開儀表盤的防盜指示。

PASS KEY‖防盜學習同的自檢狀態(tài)不僅在打開點火開關時自檢，而且還能在發(fā)動機運行期間進行自檢。所以故障有三種可能，即點燈，熄火和閃爍。其中熄火代表系統(tǒng)正常，起動時點亮后則機智起動著車，而在行駛的自檢時出現(xiàn)故障，防盜系統(tǒng)指示燈則以閃爍的方式提醒駕駛者應盡快維修，但此時仍然可以繼續(xù)行駛。

PASS KEY防盜系統(tǒng)電路

（二）、故障診斷

在對該車防盜系統(tǒng)結構，工作原理作了全面深入分析后，先進入故障診斷環(huán)節(jié)。維修資料表明，此車防盜系統(tǒng)具有子診斷功能，故障碼讀取或清除都是通過車上的空調面板按既定程序來完成。一般來說，如果一個系統(tǒng)有子診斷功能，要診斷故障首先得進入系統(tǒng)子診斷。于是我首先按既定程序進入系統(tǒng)自診斷，讀取故障代碼：

首先將鑰匙插入鎖芯，打開點火開關“ON”位。然后，同時按下“TEMP▲”及“OFF”鍵，此時。空調面板將顯示表示已進入自診斷模式。進入自診斷模式后，再按右側有風扇符號的豎直長鍵“▲”及“”端選擇診斷系統(tǒng)。當空調面板顯示出01時，即可進入中央控制電腦系統(tǒng)的自診斷。當按下“OUT TEMP”鍵時，顯示屏上即顯示42，43兩個當前故障代碼。

查閱維修手冊故障代碼，查明：

42故障碼含義為：B2與C2端子或防盜鑰匙接地。

43故障碼含義為：B2與C2端子或防盜鑰匙與電源短路或斷路。看來問題出現(xiàn)在點火鑰匙與中央控制電腦B2、C2端子連接線路上，于是拆開儀表板下護板，斷開點火鑰匙與中央控制電腦間阻值傳輸線束，用數(shù)字萬用表電阻檔檢測中央控制電腦端子B2、C2與斷開線束（與電腦連接側的線束）的通斷情況。經(jīng)查明A B2之間和B C2之間線路無短路及斷線情況，然后把點火鑰匙插入點火鎖芯用數(shù)字萬用表電阻檔檢測鎖芯連接端（A B之間）的電阻，測得阻值為無窮大，無意中晃動了一下鑰匙，測得阻值為0.8，再晃動幾下，阻值又變?yōu)闊o窮大。于是把測得電阻與表(一)中的15組電阻相比較，發(fā)現(xiàn)無一相近。由此確定點火鑰匙電阻阻值有問題。于是拔出點火鑰匙細細觀察，發(fā)現(xiàn)此車鑰匙造形很是粗糙，一點也不光滑，重量不輕，不像有電阻晶片，據(jù)此我初步判斷點火鑰匙不對，但個我對客戶提出點火鑰匙不對的疑問時，于是就有了關于車匙的一番爭論，經(jīng)查明這把點火鑰匙確實不是原車鑰匙，只是一把普通鑰匙。（由于車間主任開此車到外辦辦事不小心弄丟了點火鑰匙，避免讓人知道，臨時配制了一把鑰匙，無法啟動汽車，還以為是起動機控制線送脫了，把車拖回廠后默不作聲，想瞞天過海。殊不知因為他的私事、他的不小心卻導致了如此嚴重的后果）普通配匙電阻為0.8。且配制不標準，做工粗糙，鑰匙觸點與點火鎖芯觸點接觸不好，有時接觸到，有時接觸不到。所以，線束端（A B間）測得電阻有時為0.8，有時為無窮大。因此，中央控制電腦自檢時，確實為非法鑰匙，于是，斷電（啟動繼電器控制電源），同時對發(fā)動機模塊發(fā)出參考電壓信號，調制發(fā)動機模塊向燃油噴油器發(fā)出脈沖信號，如果代碼不吻合，則將鎖止噴油，防盜指示燈亮并存儲42，43故障碼。

三、故障排除

要解決點火鑰匙丟失故障的常規(guī)修理方案是找到該車點火鑰匙的晶片阻值檔位，據(jù)此車原始資料找原廠配購相同檔位值的鑰匙，然后，插入點火開關，自動社定匹配后，即可起動發(fā)動機。

PASS KEY‖防盜系統(tǒng)的點火鑰匙阻值標號，一共15對。其不同阻值對應標號是如下表（阻值±10%）表

（一）標號

電阻值

標號

電阻值

標號

電阻值 1

402

1470

4750 2

523

1870

6040 3

681

2370

7500 4

887

3010

9530 5

1130

3740

11800 要查找此車鑰匙的 阻值檔位，一般須用專用測試儀J35628 A來匹配查找，操作步驟如下：

利用配匙（無電組織的鑰匙）插入點火開關，將轉向盤下邊的點火開關線束接頭斷開，將J35628 A上的電阻值輸出線接到連接電腦一端的接頭上。

利用檔位選擇開關確定某一電阻檔位【共15組，進表】并準備起動發(fā)動機，若起動不成功，則需將點火開關處于鎖定狀態(tài)（KEY——OFF）選擇另一檔位并等待4min。若啟動成功，則原電阻值所處黨委為該檔位。

由于我廠沒有專用儀器，于是我利用數(shù)字萬用表及變電阻器來達到上述目的，用聰電子市場購回的可改變電阻器（15），按表

（一）中15組電阻檔位調制好，每組電阻允許在標準阻值上有±10%的偏差，用導線及接插頭連接好，將此電阻線接到連接電腦一端的接頭上，按上述步驟（3），（4）操作，至發(fā)動機啟動成功時，用到的電阻器為7500，由此確定此車點火鑰匙阻值標號為13號

常規(guī)維修方案，車必須留廠待原廠配匙。這樣，維修周期較長，而客戶要求，由于近段時間接待任務重，此車不易久停不用，特別是現(xiàn)在都已經(jīng)計劃好用此車去接待一大客戶，要求我們想盡一切辦法讓車能使用。

鑒于此情況，我提出一個暫時恢復汽車使用的維修方案，但必須讓客戶簽一張同意書，允許稍微改動防盜控制線路，即在儀表下護板點火鑰匙線束與電腦連接的接頭處串聯(lián)一個7500電阻器。

由此改動，發(fā)動機可以啟動，汽車可以使用，只是局部防盜功能喪失，又出于安全，在改動線路上又設一個開關（作暗開關用，不用車時關掉，用車時打開）。見圖六。由此，此故障暫時予以排除，客戶可以用車，待原廠配匙到后，再恢復原車路線，即可徹底解決此故障。

四、結論

通過以上控制電路改動，此車故障得到臨時排除，既解決了客戶的及須之急，更重要的是緩解了客戶與修理之間的緊張對立情緒。

通過此案例，讓我深深體會到，作為現(xiàn)代汽車修理工，不但要加強技術培訓，學習現(xiàn)代汽車新技術，新結構，熟練掌握先到汽車控制理論，更要勤于動腦，靈活運用理論知識于實踐中，才能走出維修困境。

同時也警示我們在加強技術提升的同時，千萬別忘了職業(yè)道德素質的提高，員工的誠信教育勢在必行，要勇于承認錯誤，承擔責任。

作為修理廠，也要加強現(xiàn)代企業(yè)管理，讓管理上臺階，杜絕管理盲點，不要因管理漏洞蒙受不可挽回的損失，保證讓客戶滿意度，提升企業(yè)信譽度，誠信度。