ABB Symphony系統常見電源故障分析及處理

李 淵，金 晶

(廣東粵電靖海發電有限公司，廣東 揭陽 515223)

ABB Symphony系統常見電源故障分析及處理

李 淵，金 晶

(廣東粵電靖海發電有限公司，廣東 揭陽 515223)

介紹了ABB Symphony系統常見電源故障現象，包括故障電源模塊無法更換、電源輸入盤故障、模件安裝單元MMU故障、誤觸發PFI信號等，詳細分析了其故障原因，提出了相應的處理措施，保證機組的安全穩定運行。

Symphony系統；電源故障；電源監視模塊；浪涌濾波器

0 引言

某電廠1期4臺機組為2×600?MW+2×1?000 MW機組，控制系統(DCS)均采用ABB(北京貝利控制有限公司)Symphony系統。1—4號機組自2005年陸續投產至今，?Symphony系統發生了一些電源故障，如電源模塊失電、電源輸入盤浪涌濾波器故障、MMU故障以及PFI誤觸發信號故障等。下面對該電廠ABB?Symphony系統常見電源故障進行分析，并提出相應的處理措施。

1 故障電源模塊無法更換分析及處理

該電廠ABB?Symphony系統PCU柜內使用模件化電源系統MPSIII，包括電源輸入盤、電源安裝架、塊狀電源、風扇組件和直流總線監視組件等，采用2N供電方式，一路是UPS供電，另一路是保安段電源(APS)供電。當一路電源故障時，不會影響控制柜內模件正常工作，但若不及時處理將影響控制柜的安全穩定運行，嚴重時會引起機組非計劃停運。

2010-06-20，1號機組DEH模件柜突然出現APS供電回路PHARPS32200000電源模塊故障，熱控工作人員開票后，重新領取一塊新的由ABB生產的PHARPS32200000電源模塊進行更換。更換按照操作票的步驟正確進行，當新PHARPS32200000電源模塊插入后，在合上電源開關的瞬間，正常運行的UPS供電回路的PHARPS32200000電源模塊的STATUS狀態燈突然滅掉。熱控工作人員立刻將APS供電回路開關斷開，期間機組運行正常。

正常情況下更換電源模塊時，運行中的電源模塊的狀態燈是不會滅掉的，前期1—2號機組也進行過更換電源模塊的操作，均未出現此現象。為了驗證更換操作步驟的正確性，熱控工作人員對調試中的4號機組進行了電源模塊更換，幾次更換均未發生類似問題。

通過咨詢ABB公司技術人員，得知MPSIII?和BUS?monitor兼容性存在問題。從2003年發布MPSIII型電源后，出現了2個版本的電源模塊，一個是面板帶電壓測試孔的新版本，另一個是不帶測試孔的老版本。當PCU的2個電源模塊一個為新版本另一個為老版本時，在送電瞬間，由于版本不一致，電源電壓可能復位不均，會導致工作用的老版本電源模塊狀態燈熄滅。

在機組運行期間更換電源模塊時，可能由此引起控制柜供電異常，導致柜內所有卡件復位，出現卡件重新上電現象，嚴重時造成機組異常跳閘，影響機組的安全穩定運行。因此，立即排查1—4號機組MPSIII電源的版本，同時對電源監視模塊進行檢查。利用機組檢修期間更換掉所有舊版本的電源監視模塊，以避免誤操作觸發PFI(Power?Fail?Interrupt，電源故障中斷)信號，并保證同一控制柜內電源模塊版本一致。

2 電源輸入盤故障分析及處理

2.1 故障分析

2015-07-19T19:00，3號機組負荷為490?MW，A，B小機正常運行。19日19:50，3號機ABB?Symphony系統M55柜一路電源消失報警。

熱控人員檢查發現控制柜的電源安裝架UPS2電源指示燈不亮，電源輸入盤PEP供UPS2的空開跳閘。測量輸入端的電壓為0，電源輸入盤至電源UPS2的電阻為無窮大，電源輸入盤的內部電阻為58?Ω(正常運行時電阻為無窮大)。初步檢查分析是機柜的電源輸入盤PEP故障。該故障是導致UPS2空開跳閘的主要原因。該電源輸入盤是B小機控制柜唯一的供電來源，無法在線更換。

2.2 故障處理

19日20:00，申請停運B小機，更換電源輸入盤。19日22:50，更換好新的電源輸入盤，重新送電，監視電源狀態燈亮，測量供電電壓正常，機柜卡件工作狀態正常。

19日23:51，B小機重新掛閘，沖轉后發現控制小機閥門開度的伺服閥HSS03卡件報“輸出1，2故障”。20日00:22，更換新的伺服閥HSS03卡件，控制系統恢復正常，B小機沖轉正常。

電源輸入盤主要由空氣開關、浪涌濾波器以及接地連接附件等組成。此次電源輸入盤故障主要是由于浪涌濾波器燒毀導致的，輸入盤內部短路造成電源空開跳閘。

ABB公司HSS03卡件本身故障率較高，且控制柜停、送電過程中電流沖擊也容易損壞該卡件。據統計，1—4號機組的HSS03卡件在機組檢修、啟停過程中的故障率遠遠大于機組運行時的故障率。此次浪涌濾波器故障，造成了柜內電流異常沖擊，從而引起HSS03卡件故障，最終造成此次小機啟停異常。

電源輸入切換盤的濾波電容器易老化，在機組DCS檢修過程中就發現有部分濾波電容器爆裂。因電源輸入切換盤為整體設計，在機組運行狀態下無法在線更換。在某些重要控制柜(MFT柜、DEH柜、MCS柜等)電源輸入切換盤發生故障時，在ABB專家指導確認以及考慮風險可控的情況下，可以采取臨時修改線路，直接將輸入端子與輸出端子處短接，通過上級電源空開保護該路電源，即采取旁路電源切換盤的方式供電。

針對電源輸入切換盤濾波電容器易老化問題，熱控人員立即聯系ABB廠家，要求提供電容器爆裂隱患的整改措施。但ABB公司指出：電源輸入切換盤是一套整體進口設備，濾波電容器易受到產品質量、供電電壓以及工作環境的影響，某一元器件老化容易導致電源輸入切換盤故障，電子元器件老化周期一般在8—10年，建議老化周期到后整體更換。針對機組運行中出現的電源輸入切換盤故障，鑒于浪涌濾波器僅起到送電時緩沖電壓沖擊的作用，可以采取旁路電源切換盤的方式供電(需在ABB技術人員指導下處理，已有部分電廠實施案例且安全)，或保持單回路電源供電方式;同時加強日常巡檢工作，做好技術交底，確保機組設備的安全穩定運行，待具備條件或機組停機時進行整體更換。

3 模件安裝單元MMU故障分析及處理

3.1 故障分析

2014-03-19，運行人員發現4號機組PCU31模件柜多個卡件故障報警，高加系統許多測點失去監視，所有抽汽電動門、逆止門、疏水門失去控制，且自行反復開關，導致A列汽側、B列汽側、A列水側先后退出，AGC(Automatic?Generation?Control，自動發電控制)立即退出并減負荷至650?MW。

熱控人員檢查發現，地址為3，4的2塊FEC模件在19日05:42:05最先開始出現頻繁報警，并頻繁出現壞質量；地址為1，2的2塊ASI模件出現壞質量的時間也在05:42:05；其他子模件故障報警及測點出現壞質量的時間在05:42:19后。經檢查確認，地址為1，2，3，4的4個模擬量輸入子模件最先故障；子模件故障期間，BRC400沒出現異常報警；與子模件無直接關聯的FC129，FC80，FC62等標簽沒出現壞質量。

通過分析可以看出，在整個故障過程中BRC (Big?Remote?Control，大的遠程控制)控制器未出現過報警，在子模件故障期間所有設備動作都是邏輯正常運算發出的指令。因此，判斷此次4號機組DCS系統PCU31M5子模件故障的主要原因是BRC與子模件間的通信故障。根據經驗，影響子模件與控制器通信故障的原因主要如下。

(1)?某個MMU內擴展總線故障或接觸不良。現場發現故障當日空氣潮濕，電子間柜內濕度在66?%—78?%，DCS卡件背板及表面可觀察到細小冷凝水珠。因此，空氣潮濕可能是4號機組DCS系統PCU31M5子模件故障的誘因。

(2)?子模件擴展總線部分通信故障影響其他子模件。熱控人員檢查擴展總線、電源監視模塊監視直流總線上+5?V及±15?V的連接線接頭以及測量電壓均正常，排除接觸不良的原因。由于地址為1—4的4個模擬量輸入子模件最先故障，有可能是某一子模件故障引起其他子模件同時故障，因此熱控人員立即更換此次事件最先報故障的2塊FEC和2塊ASI模件。

(3)?BRC本身故障引起子模件故障。子模件故障期間，BRC400沒出現異常報警，且控制信號正常動作，排除該原因。

3.2 故障處理

在機組檢修期間，對PCU31模件柜進行詳細的排查、檢測、清潔，發現PCU31模件單元的倒數第2排MMU的確存在電路銅絲腐蝕現象。MMU故障在該電廠已經出現過數次，這與該電廠地處沿海有較大的關系，尤其是在基建期間，因電子間溫濕度未控制好，造成某些控制器卡件以及MMU背板腐蝕，存在較大的隱患。此情況需在機組檢修過程中細心檢查并處理，確保卡件及控制系統正常運行。

4 誤觸發PFI信號分析與處理

4.1 故障分析

ABB?Symphony系統電源監視模塊監視直流總線上+5?V及±15?V的電壓，當5?V電源處電壓低于4.71?V時，±15?V電源處電壓低于±14.39?V時，電源監視模塊將產生PFI信號。PFI正常情況下是高電平，當電源監視模塊檢測到直流電壓低于該閾值時，PFI反轉為低電平，導致PCU復位，控制器和通信模件將停止工作。當PFI恢復到高電平時，模件開始初化后恢復工作。根據PFI的工作原理，PFI信號的產生分2種情況：

(1)?電源電壓低于閾值導致PFI信號(PFI正常保護動作)；

(2)?電源監視模塊誤發產生PFI信號(PFI不正常保護動作)。

經過調查發現，一些使用ABB?Symphony系統的電廠也發生過電源監視模塊誤發PFI信號而導致機組異常停機的現象。

4.2 故障處理

通過咨詢ABB專家，結合其他電廠的預防措施，最終確定屏蔽PFI信號，具體做法是：將電壓監視模塊輸出的PFI信號線拆開，將1個1?kΩ的電阻串接在直流母排的5?V電壓輸出和PFI信號輸入之間，保持PFI信號為高電平狀態，同時拔除電源模塊監視插頭，防止信號干擾其他元件造成控制柜內異常。

5 結束語

由于該電廠位于沿海地區，海風侵蝕容易造成控制器卡件、電源模件以及MMU背板腐蝕，需根據ABB?Symphony系統對工作環境的要求，加裝空調、抽濕機，在機組運行期間保持控制電子間、遠程間的溫度在25?℃、濕度在60?%以下，同時做好防塵等工作，并開展定期巡視。在電源輸入盤浪涌濾波器達到運行年限時，應進行整體更換。機組檢修期間做好電源冗余切換工作，對電源輸入盤、電源模塊、DC總線監視組件以及MMU進行檢測、檢查，及時發現隱患，降低DCS控制系統故障率，確保機組的安全穩定運行。

1?潘毓祥．正確連接ABB?Symphony?DCS?系統PFI信號的重要性[J]．儀器儀表用戶，2015，22(1)：73-76.

2?李??雷，劉??冰．Symphony控制系統中伺服控制卡的??故障分析與預防[J]．電力安全技術，2015，17(1)：37-39.

金??晶(1983—)，男，工程師，主要從事DCS控制系統、自動控制優化及DEH控制系統的現場維護及檢修工作。

2016-09-20；

2016-11-12。

李??淵(1982—)，男，工程師，主要從事1?000?MW機組DCS，DEH及現場設備的現場維護及檢修工作，email：jjlpp1413@126. com。