近年來，火電機組由于DCS失電故障引起非計劃停運事故多有發生，有些機組甚至由于控制電源系統以及與機組安全相關的設備配置不合理，造成了設備損壞事故。DCS失電故障已成為影響機組安全可靠運行的一個重要因素。
　　
　　對此，湖南省電力試驗研究院根據文獻[1，2]的相關要求，對湖南省內主要火電機組進行了專項的DCS失電故障預防、處理及安全措施的調查和研究，掌握了湖南省內火電機組DCS及其它主要控制系統電源的配置情況，分析了發生各種失電故障情況下的機組安全隱患，并從UPS供電結構、DCS內部電源配置、操作臺按鈕配置、熱工主保護和DCS的安全可靠性等多方面提出了具有針對性的建議，以減少機組的非計劃停運和由于DCS失電故障引起的設備損壞事故。
　　
　　一、主要問題分析
　　
　　調查發現，各火電廠的DCS電源系統目前總體情況較好，但是由于基建設計和理解上的差異，還存在以下共性的問題。
　　
　　（1）大多機組DCS的電源配置不合理，部分機組采用單個UPS提供2路電源的供電方式（共用一根出口饋線應認為是單個UPS），還有部分老機組采用2臺機組UPS互為備用的供電方式。這樣，當1臺機組的UPS檢修時，另1臺機組控制電源則為單路供電。
　　
　　（2）部分機組抽汽逆止閥、燃油跳閘閥等設備采用雙線圈控制電磁閥，當控制系統失電后，汽輪機則存在超速危險，鍋爐不能*切除燃料;個別新投產的機組磨煤機油泵、空氣預熱器控制采用長信號控制，一旦DCS失電，將導致磨煤機油泵、空氣預熱器停止運行，造成設備損壞。
　　
　　（3）部分無DEH功能的老機組汽輪機跳閘系統采用帶電動作設計，又沒有可靠的電源（如直流電源）和電源回路結構，當控制系統失電時，手動跳閘按鈕無法跳閘汽輪機，只能就地打閘停止汽輪機運行。
　　
　　（4）部分機組不滿足操作員站及少數重要操作按鈕的配置應能在機組各種工況下的操作要求，特別是緊急故障處理的要求，緊急故障情況的處理手段不完備，有的甚至沒有配置MFT跳閘繼電器組。
　　
　　（5）部分機組DCS及主要控制、保護系統的電源監視、報警系統不完善。
　　
　　二、建議
　　
　　2.lDCS供電電源配置
　　
　　對UPS的工作電源、旁路電源、直流電源均應有失電報警功能，且各電源電壓信號應進入故障錄波裝置和DCS，以便監視;DCS應由l路UPS、1路保安電源進行供電，或2路相互獨立的UPS進行供電。這2路供電電源應分別取自機、爐工作段;ETS、TSI、火焰檢測等系統應采用和DCS相同的電源結構;應對UPS定期進行切換試驗，工作電源和備用電源的切換時間應小于5ms。
　　
　　2.2DCS內部電源配置
　　
　　DCS內部的電源配置應采用以下2種方式:（1）ZN方式。每個模件柜有2（或4）個電源模件，一半電源模件由主電源供電，另一半電源模件由副電源供電。電源模件輸出的直流電源并聯，作為I/0模件、主控制器和現場設備工作電源；（2）2路交流進線電源互為切換備用方式。A（B）路電源的主電源為A（B）路交流進線電源，當A（B）路進線電源失去時，切換到B（A）路進線電源供電，當A（B）路進線電源恢復時，又切為A（B）路進線電源供電，切換后的A、B2路電源分別提供控制系統一半的電源模件使用。這樣，即使電源切換不成功，也至少有一半的電源模件能夠正常工作，以維持DCS正常運行。部分老機組DCS電源不能互為備用，當1路進線電源喪失時，將有一半的電源模件和控制器停止工作，這種電源方式極不安全，必須改造。
　　
　　火焰檢測裝置、TSI及熱工儀表電源柜等均應由2路不同來源的交流電源供電（可與DCS機柜電源來源相同），或采用經過切換后的電源。
　　
　　各操作員站和工程師站應采用2路切換后的電源，或者將2路供電電源、切換后的電源分別向不同的操作員站供電，以保證一路電源喪失時，至少有1臺操作員站可用。
　　
　　DI模件的查詢電壓建議為直流+48V，以增加信號的抗*力。
　　
　　此外，還應對DCS及ETS、TSI、火焰檢測裝置等的任意1路電源進行監視，如有條件還可設計DCS電源電壓超限、2路電源偏差大、風扇故障以及隔離變壓器超溫等報警信號，以便及時發現DCS電源系統故障。
　　
　　2.3操作臺按鈕配置
　　
　　手動停爐和停機按鈕應各配置2個，每個按鈕提供多對常開（閉）觸點，2-2串（并）聯輸出，即只有2個按鈕同時按下時，才發出手動停爐或停機指令。其中部分觸點作為DI信號進入FSSS和ETS構成觸發停爐、停機的軟件跳閘信號，部分觸點串聯接入MFT跳閘繼電器、緊急跳閘系統（AST）跳閘電磁閥的控制回路中，實現硬件跳閘信號。
　　
　　給水泵汽輪機手動停機按鈕和交、直流潤滑油泵的起動按鈕均必須設置為:給水泵汽輪機的手動停機信號，可以采用1路進入DCS參與邏輯運算，1路串聯接入跳閘電磁閥的控制回路中，保證失去電源也能夠可靠停機;交、直流潤滑油泵的起動按鈕，應直接接入潤滑油泵電氣起動回路中，同時潤滑油壓力低的信號也應串聯接入電氣起動回路。這樣，一旦發生DCS失電停機，潤滑油泵在沒有DCS控制的情況下也能夠自動起動，保證汽輪機的安全運行。
　　
　　2.4熱工主保護系統的配置
　　
　　對于采用DCS實現MFT保護的機組，應配置獨立的MFT跳閘繼電器組。該跳閘繼電器組可以采用帶電動作或失電動作設計:如果設計為帶電動作，應使用由2路不同電源（1路交流220V，直流1lOV）構成并聯回路，即任意回路動作都應停爐。交流220V和直流1lOV2路電源都應有失電報警信號。如果設計為失電動作，則不能使用2路交流電源（交流電源切換時可能造成短暫失電），可使用FSSS公用機柜本身提供的直流電源。MFT跳閘繼電器組的輸出應不通過DCS，直接接入就地設備的跳閘回路。
　　
　　ETS采用失電動作設計。危急遮斷系統無論是和ETS一體化布置，還是和DEH一體化布置，均應將手動停機按鈕輸出接點在危急遮斷回路中與控制系統發出的軟件跳閘信號并聯。
　　
　　2.5其它相關設備的配置
　　
　　抽汽逆止閥、疏水閥、燃油跳閘閥等建議從熱工儀表電源柜中取電源，并采用單線圈電磁閥失電動作的設計。機組配有空氣引導閥，當DCS失電引起汽輪機跳閘后，切斷抽汽逆止閥和疏水閥的壓縮空氣，使抽汽逆止閥能夠關閉，疏水閥能夠打開。目前大多機組在疏水閥后串聯了1個電動閥，若該電動閥在失電時不能改變狀態，則根據汽輪機防進水保護的要求，在機組正常運行中該電動閥必須打開。
　　
　　受DCS控制且在停機停爐后不應馬上停運的設備，如空氣預熱器電機、重要輔機的油泵、火焰檢測冷卻風機等，必須采用脈沖信號控制，以避免當DCS失電引起停機停爐后，這些設備停運可能損壞重要輔機甚至主設備。
　　
　　2.6制定DCS失電故障的反事故措施
　　
　　由于機組設備的復雜性，DCS失電的故障情況有多種，有些可能是部分失去，有些只是短暫失去（小于1s），有些可能長時間失去甚至全廠失電。為了防止DCS失電故障處理不當而擴大事故，需要制定可靠的DCS失電故障的反事故措施，并經常預演和不斷完善。
　　
　　三、結語
　　
　　DCS失電故障的預防和處理，關系著火電機組的安全可靠運行，若有不慎，很可能引發輔機甚至主設備損壞事故。通過對湖南省內多臺新老火電機組現狀的調查和分析表明，在DCS失電的故障情況下，大多數火電機組均存在或多或少的安全隱患。通過一系列技術改進措施，以及制定可靠的反事故措施，是能夠消除這些隱患，從而更可靠地保障機組的安全運行。