電廠分散控制系統的故障分析及維護措施

林亮

（武昌理工學院 430223）

摘要：電廠運轉的穩定性關乎社會生產、居民用電穩定，作為電廠運行控制系統的主要組成部分，實現電廠分散控制系統的穩定運行是電網供電穩定的保障基礎。在實際電廠生產運行過程當中，電廠分散控制系統常會因為電源電壓不穩、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常見故障原因進行分析討論，并根據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；故障；維護措施

1. 引言

電廠分散控制系統的作用在于通過計算機、通信和屏幕顯示技術，實現對生產過程的數據采集、控制和保護等功能[2]，利用通信技術實現數據共享的多計算機監控系統，它具備著功能分散，數據共享，可靠性高的優點。但是在實際電廠運轉過程當中DCS（電廠分散控制系統）常會因為電廠分散控制系統硬件故障、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生。隨著電力系統自動化水平越來越高，在電廠分散控制系統發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全局性的重要指標，這也能夠保證商業用電和居民用電得到保障。

2. 電廠分散控制系統故障分析

2.1 分散控制系統通信故障分析及維護措施

電廠分散控制系統的通信系統作為傳輸中樞，擔負著數據共享、資源分析以及資源共享等功能。由于DSC和現場前端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通信系統供電電源來減少以上問題帶來的信號干擾。

在DCS系統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，設備異常的表現通常為：I/O設備接口模塊發出報警信號，相關工作人員可以通過總控系統對中央處理器進行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，從而影響到整個系統的通信狀況。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系統更加穩定。

2.2 分散控制系統硬件故障分析及維護措施

分散控制系統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系統控制端口，常見的故障情況有：電路年久出現線路老化，設備維護欠缺導致因為環境或者人為因素產生設備故障，這些故障一旦出現通常會導致前端信號接收與CPU中樞處理系統出現連接故障，硬件系統顯示異常等，對于該類故障發生之后，因為當前采用的DCS系統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生的診斷[4]。在進行現場勘測的時候，我們還需要對現場故障原因有充分的調查了解，避免盲目操作情況的出現，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 分散控制系統電源故障及維護措施

DCS控制系統一旦發生電源故障，會引起控制終端系統崩潰，從而使得整個系統出現癱瘓，在實際生產過程當中，導致分散控制系統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或者及時檢查發現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失效情況。其次，由于操作人員的疏忽或者環境因素導致電源接頭電壓出現不穩定，從而導致系統不穩定。如果供電電壓出現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生[5]。對于電源故障維護與解決方案：日常操作必須規范的前提條件下，需要安排專人負責相關元件的日常維護，一旦故障發生，需要通過恰當的方法尋找故障源頭并且安排相關專業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SOE設備故障及維護措施

SOE設備作為分析分散控制系統機組故障的重要組件，擔負著整個電廠分散控制系統運行狀態監控的責任，在實際生產過程當中，SOE設備易出現信號丟失、SOE數據紊亂、數據重復發送、數據處理錯誤等故障，在這個情況下，電廠分散控制系統由于接受信號出現錯誤，會導致反饋信號響應執行的動作產生誤差，進而影響整個分散控制系統的穩定性[6]。對于SOE設備故障發生，應當及時聯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盡快恢復正常運作。

3. 結論

綜上所述，電廠分散控制系統的擔負著當前我國數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系統中易發生故障的部分進行定期檢查，發現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內各個部分的充分了解，以避免故障出現的時候因為盲目操作造成的故障加劇。

參考文獻：

[1]楊勇. 電廠分散控制系統的故障分析及維護措施[J]. 中國高新技術企業，2015，27：154-155.

[2]張莉. 論電廠分散控制系統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. 電廠分散控制系統備件協同管理模式研究[J]. 中國流通經濟，2007，01：35-37.

[5]宋建華. 淺析電廠分散控制系統的設計與實現[J]. 中小企業管理與科技（下旬刊），2011，11：233.

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