(山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 邮编266100)
摘要:本文以山东电力建设第三工程有限公司承建的阿曼萨拉拉二期447MW燃气-蒸汽联合循环机组为背景，阐述了DCS系统受电后和在机组单循环投用情况下，在联合循环施工过程中对DCS系统、卡件的隔离保护和反事故措施。
关键词:DCS系统，电缆接线，DCS卡件，受电，隔离保护。
Abstract: The background project of this article is the 447MW gas - steam combined cycle unit of OMAN SALALAH 2 which is built by SEPCOIII. This article expounds, after the DCS system of single cycle operation is energized, concerned matters, precautions for DCS card and isolation protection methods for cable termination during closed cycle period.
Key words: DCS system, Cable termination, DCS card, Energization, Isolation Protection.
引言
燃机电厂分散控制系统受电后隔离保护是关系到电厂人身和设备安全的重要工作，尤其是在单循环部分已调试或投用后，受工序交叉作业的影响，DCS卡件受干扰或被损坏的风险大大增加，如何保证单循环部分稳定安全运行，联合循环部分正常开展施工是每个承包商重点关注并需要解决的问题。本文将重点研究燃机电厂分散控制系统受电后隔离保护遵循的原则和采取的相关措施。
1 DCS系统隔离保护项目背景介绍
本文中采用DCS系统隔离保护项目为阿曼萨拉拉二期项目，该项目为联合循环独立电站，两组二拖一联合循环机组布置，主设备包括4台GE 6FA燃气轮机发电机，4台杭州锅炉集团股份有限公司的三压再热、自然循环、无补燃、卧式、室外布置余热锅炉，2台SKODA的三压再热、轴排、直接空冷型式汽轮发电机组，6台主变压器，每台额定容量100MVA，变压器采用三相油浸风冷双绕组升压电力变压器，2台空冷岛。电厂最小出力447.8MW。
全厂控制系统采用艾默生集散控制系统DCS，汽机、余热锅炉、空冷岛、化学水处理、燃油等系统通过就地DCS控制柜采集信号，通过光纤通讯传输至集控室进行集中操作。每台燃机设置一个PEECC就地控制间，配置MARK6控制系统，可单独进行燃机的启停操作，系统通过光纤通信传输至集控室，实现集中控制。
集控室内以操作员站为控制中心，以操作员站LCD显示器和键盘作为机组监视和控制的主要人机交互界面。在少量就地人员巡回检测和少量操作的条件下，可在集控室内实现机组的启停、正常运行工况的监视和调整或异常工况和紧急事故处理等操作。
辅助系统采用PLC +上位机的网络控制方案，实现一台操作员站对整个辅助系统的实时监视和控制。
该项目DCS分布式控制系统采用美国EMERSON公司的OVATION系统，主要工程量包括58面DCS盘柜，19台工程师站/操作员站。
2 DCS施工问题分析和系统隔离的必要性
对于燃气联合循环独立电站项目，通常DCS系统在设计过程中，部分DCS盘柜包含单循环部分和联合循环部分。由于单循环与联合循环施工以及系统调试、投用的时间节点差异，通常在单循环部分调试完成、系统投用后，后续联合循环部分DCS系统还有很多电缆敷设、接线以及单体调试工作等工作需要开展，在这部分工作施工时，已投用的DCS盘柜侧必然会出现较为频繁的工序交叉作业，从而使得机柜内DCS卡件受干扰及被损坏的风险大大增加，甚至会危害系统的安全运行。就地侧一旦出现电缆短接或接地，极易造成DCS卡件保险烧毁甚至卡件损坏。如果系统防护、隔离措施不到位造成设备损坏或人身伤害等事故，严重影响机组单循环运行的稳定性和可靠性。
3 系统隔离防护遵循的主要原则
避免就地电缆意外接地导致卡件损毁，造成单循环系统设备意外启停；避免就地电缆意外短接产生错误信号；避免因电感或误操作导致弱电回路中串入强电流信号，造成DCS系统卡件损毁或者信号错误，导致系统设备非正常动作；严格执行作业票制度，做好系统和带电设备的隔离措施。
4 系统隔离防护的具体措施
4.1 就地侧联合循环部分电缆做好防护
就地侧在前期联合循环电缆敷设过程中，电缆敷设到位后，需检查就地侧电缆头，确保线芯剪切平整，线芯导体无短接现象。确认无短接后，及时使用绝缘胶布将电缆头进行包裹处理，避免外漏的芯线因进水、受潮造成短接或接地。通过这样的防护手段，可以有效避免DCS卡件因就地电缆故障短接或接地导致卡件损毁。
4.2 梳理出需进行作业的DCS盘柜涉及的电动设备，严格执行PTW作业票
DCS盘柜侧在进行联合循环电缆敷设及接线时，DCS盘柜已带电，单循环系统已部分或全部投用，甚至单循环机组已整机运行。具体隔离措施如下：
4.2.1 单循环单体调试，单循环系统未投用阶段
该阶段部分电动设备如电动门、电机等已部分带电，由于该部分电动设备的启停指令都由DCS控制，在DCS侧盘柜进行作业前，首先要根据I/O清单的信号分配，检查确认要接线的DCS盘柜涉及到的电动设备清单，然后按规定办理PTW作业票，PTW审核人员需对该部分电动设备进行断电、上锁、挂牌处理等执行情况进行确认。在DCS侧接线完成后，按PTW制度联系LOTO办公室人员、调试等相关人员检查确认，然后消票，取消设备隔离，并根据需要确定是否恢复设备带电状态。
4.2.2 单循环系统已投用，单循环机组未整机运行阶段
该阶段系统已投用，误动或误操作除了会导致电动设备误启动、误动作外，对于系统测点，可能还会造成DCS进行一系列逻辑动作。除了对上述电动设备操作执行PTW作业票，做好隔离措施外，还需与调试人员、现场DCS厂代确认，检查相关逻辑图，明确DCS侧是否需要对相关测点进行逻辑强制，避免触发误动作。同时，在DCS盘柜侧作业过程中，需安排专人监护，保持与DCS画面监视人员的流畅沟通，有异常情况时能及时制止，避免损害扩大。
4.2.3 单循环机组已运行阶段
该阶段单循环机组已整机运行，误动或误操作将造成损害甚至事故，故要执行更高标准的隔离防护措施。在执行PTW作业票过程中，需与调试、运行、DCS厂家做好沟通，明确要进行的具体工作，明确具体的隔离措施，对作业人员进行明确、详细的交底，并安排专人监护。施工作业完成后，与相关方检查、确认无问题后，消票，由调试、运行、DCS人员恢复相关系统。
4.3 前期接线过程做好DCS卡件防护
在前期接线过程中，为防止线头掉入卡件内部造成短路，在DCS盘柜安装前，首先将所有的DCS卡件进行编号后拆卸，全部放入恒温库保存，以避免DCS盘柜安装过程中的卡件损坏。同时，在拔掉DCS卡件后，使用防护膜对卡件底座进行覆盖防护，避免灰尘、电缆芯线头等掉入卡件底座内。在DCS盘柜受电后、卡件安装前，提前检查确认该卡件涉及的电缆就地侧接线是否完成，逐个回路检查所有接线确保接入同一卡件的所有电缆芯线无接地或短接，然后再插入该卡件。
4.4 规范电缆接线步骤，DCS盘柜内遗留物及时清理
在进行联合循环电缆接线过程中，盘柜底部框架上的孔洞提前使用纸胶带封住，避免孔洞内遗留线芯、电缆头。接线完成后，全面清理盘柜卫生，将盘柜内接线遗留的杂物、电缆头等全部清理干净。
结束语
随着电力行业的不断发展，现代化电厂对控制系统的自动控制水平要求越来越高，依赖性越来越强。一套功能完善，性能可靠的DCS自动化控制系统可以大大提高电厂运行维护效率，节约运行维护成本，降低运行维护的风险。因此采取合理的防护隔离措施，保障DCS系统的安全可靠是我们在施工、调试、运行各个环节的控制重点。这需要我们从设计、设备选型采购、施工、调试以及运行的各个环节采取措施，用全方位科学管理的措施，降低施工过程风险，提高系统运行的安全性、稳定性和可靠性。
参考文献：
［1］ 田永丰.提升电厂DCS系统可靠性与抗干扰性的措施.企业技术开发，2013,6。
【作者简介】
姓名：鞠志强 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：项目总工