引言

    甘肅大唐甘谷發(fā)電廠以大代小改造工程為2X330MW機(jī)組，2007年年底兩臺(tái)機(jī)組順利通過(guò)168試運(yùn)行，成功投產(chǎn)開始商業(yè)運(yùn)行。其分散控制系統(tǒng)(DCS)采用GE新華控制工程有限公司的XDPS-400e型。XDPS-400e型分散控制系統(tǒng)是GE新華XDPS-400+系統(tǒng)的升級(jí)系統(tǒng)，主要是在系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)上做了較大的改進(jìn)，在同類機(jī)組容量的電廠也是首次應(yīng)用。它的功能包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、電氣系統(tǒng)(ECS)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)(DEH)、旁路控制系統(tǒng)(BPC)等。

1 網(wǎng)絡(luò)配置

    大唐甘谷發(fā)電廠兩臺(tái)機(jī)組DCS系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)獨(dú)立的雙環(huán)網(wǎng)，每臺(tái)機(jī)組一個(gè)環(huán)網(wǎng)，公用系統(tǒng)一個(gè)星型網(wǎng)。公用系統(tǒng)與單元機(jī)組之間采用專用網(wǎng)橋聯(lián)接在一起。單元機(jī)組網(wǎng)絡(luò)配置分為兩部分，主干網(wǎng)和實(shí)時(shí)信息網(wǎng)。主干網(wǎng)為100Mb冗余、容錯(cuò)高速實(shí)時(shí)雙環(huán)網(wǎng)。冗余是指2條環(huán)網(wǎng)同時(shí)工作，互為熱備用。 容錯(cuò)是指當(dāng)環(huán)網(wǎng)中任何兩個(gè)站點(diǎn)間的線路發(fā)生故障或任何站點(diǎn)故障時(shí)，環(huán)網(wǎng)將自動(dòng)退化為星型以太網(wǎng)，不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。實(shí)時(shí)信息網(wǎng)是把系統(tǒng)上所有的人機(jī)接口(MMI)構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)總線網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口之間的信息資源數(shù)據(jù)共享。實(shí)時(shí)信息網(wǎng)由SMC交換機(jī)EZ1024R 100Mbps快速以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成。公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置公用系統(tǒng)為一個(gè)獨(dú)立的星型網(wǎng)，通過(guò)專用網(wǎng)橋與單元機(jī)組DCS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接在一起。網(wǎng)橋具有隔離性使3個(gè)DCS(#1機(jī)組DCS、#2機(jī)組DCS、公用系統(tǒng)DCS)網(wǎng)之間在電氣上相互獨(dú)立避免耦合。在操作上通過(guò)軟開關(guān)和硬開關(guān)兩種方式保證同一時(shí)間只能由一臺(tái)機(jī)組對(duì)公用系統(tǒng)操作。

2 出現(xiàn)的故障及其原因分析

    2008年4月16日10點(diǎn)48分，正常運(yùn)行中的#2機(jī)組操作員站、工程師站所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)品質(zhì)壞，操作員無(wú)法監(jiān)控，故障持續(xù)近兩分鐘后值長(zhǎng)令手動(dòng)停爐和手動(dòng)停機(jī)，直接造成2#機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。

    通過(guò)檢查#2機(jī)組報(bào)警歷史記錄，10：47：48至10：48：04期間，報(bào)警信號(hào)“SAC10DI003單元控制室空調(diào)系統(tǒng)#2總報(bào)警1”在短時(shí)間內(nèi)大量重復(fù)出現(xiàn)，緊接著DCS系統(tǒng)所有控制器出現(xiàn)復(fù)位現(xiàn)象。由于此信號(hào)為現(xiàn)場(chǎng)采集的信號(hào)，如此高頻率的出現(xiàn)不可能是實(shí)際產(chǎn)生;又因?yàn)榇诵盘?hào)為公共系統(tǒng)采集的信號(hào)，同時(shí)通訊至#1機(jī)組，通過(guò)對(duì)比#1機(jī)組的報(bào)警歷史，亦排除了信號(hào)故障的可能。

    通過(guò)排除法，最后我們分析，在這一段時(shí)間內(nèi)，#2機(jī)組系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞，造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷劇增，引起控制器復(fù)位，而網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞的可能原因我們分析有以下幾個(gè)方面：

1、 工作人員在處理其他問(wèn)題的時(shí)候不小心將控制器復(fù)位，通過(guò)檢查電子間進(jìn)出記錄和機(jī)組歷史記錄，可以肯定排除人員誤動(dòng)的原因。

2、 虛擬環(huán)網(wǎng)發(fā)生“短路”，即在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有產(chǎn)生斷點(diǎn)的情況下，虛擬斷點(diǎn)閉合，造成網(wǎng)絡(luò)形成環(huán)路，網(wǎng)上數(shù)據(jù)不斷被重復(fù)復(fù)制，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷劇增。如交換機(jī)虛擬斷點(diǎn)開關(guān)被誤動(dòng)。

3、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，造成網(wǎng)絡(luò)形成環(huán)路。從產(chǎn)生的現(xiàn)象及故障發(fā)生前的運(yùn)行情況來(lái)看，可以排除這種可能性。

4、 網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口故障，向網(wǎng)絡(luò)上大量發(fā)送重復(fù)數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。如公共系統(tǒng)與單元機(jī)組網(wǎng)關(guān)站的網(wǎng)卡故障。

3 采取的措施

針對(duì)出現(xiàn)的情況，我們制定了如下預(yù)防措施：

1、加強(qiáng)相關(guān)人員交換機(jī)設(shè)備使用的培訓(xùn)工作，在交換機(jī)機(jī)柜醒目處貼警示標(biāo)志，避免人員誤動(dòng)。

2、更換網(wǎng)關(guān)站與#2機(jī)組接口的網(wǎng)絡(luò)接口卡。

3、交換機(jī)增加端口的流量限制。

    顯然，這次事故采取的這些措施里重中之重是交換機(jī)流量限制的設(shè)置，如果在事故發(fā)生之前我們已經(jīng)設(shè)置了流量限制，那么即使出現(xiàn)虛擬斷點(diǎn)閉合或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口故障時(shí)，也不會(huì)因?yàn)橄蚓W(wǎng)絡(luò)大量發(fā)送數(shù)據(jù)而造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷劇增，最終導(dǎo)致非停的結(jié)果。

4 交換機(jī)流量限制的設(shè)置

    大唐甘谷發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)為單層、快速交換式以太網(wǎng)，實(shí)時(shí)網(wǎng)(RTFNET)允許最大節(jié)點(diǎn)量為1024個(gè)，信息網(wǎng)(INFNET)允許最大節(jié)點(diǎn)量為250個(gè)。主干網(wǎng)由德國(guó)Hirschmann工業(yè)級(jí)交換機(jī)構(gòu)成，有RS20-1600M2M2SDAE交換機(jī)5對(duì)。公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也由德國(guó)Hirschmann工業(yè)級(jí)交換機(jī)構(gòu)成，有RS2-TX交換機(jī)2對(duì)。交換機(jī)流量設(shè)置在#1、#2機(jī)組工程師站進(jìn)行，安裝JAVA程序和專用Hirschmann軟件后，即可在工程師站對(duì)交換機(jī)流量進(jìn)行設(shè)置，我們根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸情況，定義交換機(jī)光口速率為15000，電口速率為1500，當(dāng)然，具體設(shè)置步驟因交換機(jī)類型不同而不同，這里不再贅述。

5 結(jié)束語(yǔ)

    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)火電機(jī)組發(fā)展迅速，機(jī)組從開工建設(shè)到投產(chǎn)的工程時(shí)間也大大縮短，在緊張的工期情況下，施工、調(diào)試單位難免留下工程隱患，作為電廠的主人，我們?cè)诰o抓大層面、大缺陷的同時(shí)，也要定期組織分析案例、細(xì)化設(shè)備保護(hù)、強(qiáng)化人員素質(zhì)，讓非停事故、安全事故不要成為新廠的“寵兒”!