電氣DCS控制系統安裝質量通病及預防

張靜

摘要：本文對電氣DCS系統安裝的主要安裝通病進行了總結并提出了解決方案，對以后電氣DCS施工提供借鑒，提高施工質量，確保電氣系統安全。

關鍵詞：電氣DCS 安裝質量通病 預防措施

隨著科技不斷進步和電站規模的不斷增大，大型單元機組控制系統設計中將電氣控制納入分散控制系統（DCS）工程已日益廣泛。按照2000年火電廠模式提出對熱工自動化設計的原則，明確要求將發變組和廠用電源的控制納入DCS，使電氣控制與鍋爐、汽機等熱工控制的方式和水平相協調，為實現爐機電單元統一值班創造良好條件。

雖然電氣控制已納入DCS系統多年，但是一直到目前為止，在整個安裝及調試過程中，仍然存在著很多問題。本文主要針對電氣控制系統安裝過程中的質量通病進行分析和提出預防的措施，為以后電氣系統介入DCS控制系統的工作提供更好的質量保證。

1 電氣DCS系統的控制及監測范圍

電氣DCS主要包括以下：

①發電機-變壓器組，包括發變組高壓側斷路器或發電機出口斷路器（國外機組較多采用）。

②啟動/備用變壓器，包括備用變高壓側斷路器。

③主廠房高壓廠用電源系統，包括高壓廠變到A、B段工作電源進線斷路器和備用電源進線斷路器。

④主廠房低壓廠用電源系統，包括各個低壓廠變和公用廠變高壓側斷路器，低壓側斷路器和不同段間聯絡斷路器。

⑤低壓保安電源系統，包括柴油發電機側斷路器，保安段電源進出線斷路器。

⑥自動準同期（ASS）和自動勵磁電壓調整（AVR）狀態監測和指令信號控制。

⑦直流電源系統各種監測信號。

⑧交流不停電電源系統（UPS）各種監測信號。

2 電氣DCS系統的規模及重要性分析

由上可見，DCS系統幾乎涵蓋了整個電廠的電氣系統。一臺大中型電廠的機組發變組和廠用電源監控I/O總量大于1000點，具體由機組規模而定。這里統計的I/O 量，僅指的是其中用于電氣控制邏輯中的I/O量，控制過程中配合監視用的電流、電壓等模擬量（AL）或4～20mA變送量等狀態信息還不在統計之列?？梢姡粋€普通規模的機組接入DCS的電氣量的數量可觀，在整個電氣系統安裝過程中的重要性。就地設備分散，接入量數目眾多，電氣量種類不同，要將這些既定的功能全部準確可靠的實現，要求電氣控制系統保證較高的安裝質量，需要技術人員從設計到施工到調試全階段、全方位控制。

3 DCS安裝可能存在的主要質量通病

不正確的安裝輕者導致返工，延誤工期，嚴重的可能會對后期的電廠運行埋下隱患。具體可能出現的問題包括：給定開關信號不能正確實現遠程操作，導致誤開誤停；模擬量輸入不正確，不能準確反映當前的工作狀態；壞點；邏輯錯誤等?？梢姡姎饪刂葡到y的安裝工藝質量對整個系統控制的重要性，既然如此重要，我們就必須要做好前期的安裝工作的把關。根據多年的工作經驗，現對在安裝過程中遇到的主要安裝技術通病，經過總結基本如下：

①前期圖紙會審沒有做到位，存在設計錯誤而未糾正。②DCS控制柜中熱控專業提供的接線位置和電氣圖紙不相同導致施工人員接錯位置。③二次接線時，線號和端子排號不對應。④接線時未壓緊線頭接觸不良存在接觸電阻，二次插頭插接不良，跳線插接位置不對。⑤接線時電纜屏蔽線未良好接地，線路絕緣破壞引起漏電現象。⑥線路處于強干擾磁場中且屏蔽效果不佳。⑦本體輔助觸點位置與斷路器狀態不對應傳送的開關量不正確。⑧變送器精度不準引起模擬量傳送存在誤差，接線時互感器接錯端子。⑨電流互感器二次側無接地產生高壓電擊穿電子設備，電流互感器連接片未可靠連接導致存在電流分量。⑩ 電壓互感器二次熔斷器或一次熔斷器不通。⑾DCS后臺邏輯設定不正確導致的錯誤。

4 針對性的預防措施

找到了主要的技術通病所在，在以后的工作中就要針對這些問題加強預防，本人參與過國內外數個項目的電氣DCS安裝調試工作，在施工過程中注意進行不斷總結，提出的主要預防措施如下：

針對①和②，這是在施工準備階段所需要做的工作，且是必不可少的。圖紙會審，不僅要會審本專業內部電氣二次圖紙，因為電氣所有信號量最終接入的是熱控控制DCS，所以，與熱控專業的圖紙會審也必不可少。在電氣始側與熱工的終側，存在著電氣和熱工圖紙兩套圖紙，并且在專業之間存在有很多接口之處，技術人員先期對圖紙審查時的溝通不暢是導致這一問題的首因。預防措施是要求審圖的技術人員不僅要有足夠的電氣專業知識，對電氣二次控制原理有充分的掌握，而且要有足夠的施工經驗。在施工前的圖紙審查及工作量梳理階段與相關專業進行溝通，針對熱工圖紙和電氣圖紙的差異分析其功能作用使其準確對號入座，對技術接口做出全面的校正，并對標示符做出能被接口專業簡易識別的統一規定并進行記錄。這樣，經過梳理校正后的圖紙交到任何接口方的接線員手里都能進行很好的接口對應，使這一問題得到解決。

針對③、④、⑤，這幾個問題的存在主要是由接線人員的技術水平導致，很多項目選擇接線隊伍時不經過技術能力測定，接線員無任何接線經驗導致。接線存在問題，就會導致后期專業技術人員的工作量變相增加，而且不一定能夠完全實現故障的排除。所以，在選擇接線員隊伍時，一定由專業的技術人員對其進行能力測定，在通過后還要根據項目具體情況對其進行專業的培訓，使接線人員掌握基本的識圖能力，具備對基本的接線成果進行正確判斷的能力。接線員接線時要認真，接完后必須由技術員及時復查，對照圖紙進行檢查有無遺漏、錯位、斷線、壓接不良、絕緣破損等現象，檢查開關二次插頭及跳線有無問題。

問題⑥，因為電氣控制系統中的所有信號都處在強電工作范圍內，不排除部分精密信號受電磁干擾的可能。通常所有的電氣室都會有電磁干擾屏蔽措施，并且直接在施工中預埋，能對電磁干擾起到很好的屏蔽作用。在電纜施工中，要做到控制電纜和動力電纜分層放置，不允許動纜和控纜置于同一個槽盒內。控制電纜通過強磁場區域時，電纜采用屏蔽電纜且將電纜置于封閉的槽盒內。對已完成工作做好成品保護。

最后幾條，需要培養我們專業技術人員的專業知識和工作能力來降低故障率。電氣設備中的電流互感器，電壓互感器是含有更高精度的各種功能的變送器，是提供各種保護裝置，DCS系統工作所需的分析值和狀態值。我們現場有專業知識的技術人員，必須要求具備完善的電氣專業從業知識，對所有的電氣一、二次設備原理功能有很好的把握，并且要有足夠的現場實戰經驗，要從知識層面和技術層面全面系統的掌握整個電站的電氣系統施工過程，并且要對DCS系統原理及邏輯和流程層有足夠的了解。在排除了接線原因后，就要分析是否因為系統邏輯或就地設備狀態或裝置故障導致的原因。要求技術人員在出現問題時能正確判斷斷路器輔助開關位置與斷路器狀態是否相對應，調整各閉鎖機構的行程開關位置與閉鎖狀態相對應，在二次設備接線工作開展之前做好相應的設備調整試驗并進行記錄。當線路檢查問題確實不屬于設備原因和接線原因導致的DCS系統數據顯示不準確或者操作無法實現時，要考慮到DCS系統的邏輯和數據采集設備的問題，此時需要聯系相關的DCS系統后臺人員進行排查。

總之，在整個電氣DCS部分的安裝質量控制過程中，工作量細，繁，雜，廣，在具體的實施過程中要做好從就地設備端子到DCS控制及顯示畫面終端的層層把關，排除質量通病，確保整個電氣集控系統的安裝質量。

參考文獻：

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