ABB Symphony系统常见电源故障分析及处理

李 渊，金 晶

(广东粤电靖海发电有限公司，广东 揭阳 515223)

ABB Symphony系统常见电源故障分析及处理

李 渊，金 晶

(广东粤电靖海发电有限公司，广东 揭阳 515223)

介绍了ABB Symphony系统常见电源故障现象，包括故障电源模块无法更换、电源输入盘故障、模件安装单元MMU故障、误触发PFI信号等，详细分析了其故障原因，提出了相应的处理措施，保证机组的安全稳定运行。

Symphony系统；电源故障；电源监视模块；浪涌滤波器

0 引言

某电厂1期4台机组为2×600 MW+2×1 000 MW机组，控制系统(DCS)均采用ABB(北京贝利控制有限公司)Symphony系统。1—4号机组自2005年陆续投产至今， Symphony系统发生了一些电源故障，如电源模块失电、电源输入盘浪涌滤波器故障、MMU故障以及PFI误触发信号故障等。下面对该电厂ABB Symphony系统常见电源故障进行分析，并提出相应的处理措施。

1 故障电源模块无法更换分析及处理

该电厂ABB Symphony系统PCU柜内使用模件化电源系统MPSIII，包括电源输入盘、电源安装架、块状电源、风扇组件和直流总线监视组件等，采用2N供电方式，一路是UPS供电，另一路是保安段电源(APS)供电。当一路电源故障时，不会影响控制柜内模件正常工作，但若不及时处理将影响控制柜的安全稳定运行，严重时会引起机组非计划停运。

2010-06-20，1号机组DEH模件柜突然出现APS供电回路PHARPS32200000电源模块故障，热控工作人员开票后，重新领取一块新的由ABB生产的PHARPS32200000电源模块进行更换。更换按照操作票的步骤正确进行，当新PHARPS32200000电源模块插入后，在合上电源开关的瞬间，正常运行的UPS供电回路的PHARPS32200000电源模块的STATUS状态灯突然灭掉。热控工作人员立刻将APS供电回路开关断开，期间机组运行正常。

正常情况下更换电源模块时，运行中的电源模块的状态灯是不会灭掉的，前期1—2号机组也进行过更换电源模块的操作，均未出现此现象。为了验证更换操作步骤的正确性，热控工作人员对调试中的4号机组进行了电源模块更换，几次更换均未发生类似问题。

通过咨询ABB公司技术人员，得知MPSIII 和BUS monitor兼容性存在问题。从2003年发布MPSIII型电源后，出现了2个版本的电源模块，一个是面板带电压测试孔的新版本，另一个是不带测试孔的老版本。当PCU的2个电源模块一个为新版本另一个为老版本时，在送电瞬间，由于版本不一致，电源电压可能复位不均，会导致工作用的老版本电源模块状态灯熄灭。

在机组运行期间更换电源模块时，可能由此引起控制柜供电异常，导致柜内所有卡件复位，出现卡件重新上电现象，严重时造成机组异常跳闸，影响机组的安全稳定运行。因此，立即排查1—4号机组MPSIII电源的版本，同时对电源监视模块进行检查。利用机组检修期间更换掉所有旧版本的电源监视模块，以避免误操作触发PFI(Power Fail Interrupt，电源故障中断)信号，并保证同一控制柜内电源模块版本一致。

2 电源输入盘故障分析及处理

2.1 故障分析

2015-07-19T19:00，3号机组负荷为490 MW，A，B小机正常运行。19日19:50，3号机ABB Symphony系统M55柜一路电源消失报警。

热控人员检查发现控制柜的电源安装架UPS2电源指示灯不亮，电源输入盘PEP供UPS2的空开跳闸。测量输入端的电压为0，电源输入盘至电源UPS2的电阻为无穷大，电源输入盘的内部电阻为58 Ω(正常运行时电阻为无穷大)。初步检查分析是机柜的电源输入盘PEP故障。该故障是导致UPS2空开跳闸的主要原因。该电源输入盘是B小机控制柜唯一的供电来源，无法在线更换。

2.2 故障处理

19日20:00，申请停运B小机，更换电源输入盘。19日22:50，更换好新的电源输入盘，重新送电，监视电源状态灯亮，测量供电电压正常，机柜卡件工作状态正常。

19日23:51，B小机重新挂闸，冲转后发现控制小机阀门开度的伺服阀HSS03卡件报“输出1，2故障”。20日00:22，更换新的伺服阀HSS03卡件，控制系统恢复正常，B小机冲转正常。

电源输入盘主要由空气开关、浪涌滤波器以及接地连接附件等组成。此次电源输入盘故障主要是由于浪涌滤波器烧毁导致的，输入盘内部短路造成电源空开跳闸。

ABB公司HSS03卡件本身故障率较高，且控制柜停、送电过程中电流冲击也容易损坏该卡件。据统计，1—4号机组的HSS03卡件在机组检修、启停过程中的故障率远远大于机组运行时的故障率。此次浪涌滤波器故障，造成了柜内电流异常冲击，从而引起HSS03卡件故障，最终造成此次小机启停异常。

电源输入切换盘的滤波电容器易老化，在机组DCS检修过程中就发现有部分滤波电容器爆裂。因电源输入切换盘为整体设计，在机组运行状态下无法在线更换。在某些重要控制柜(MFT柜、DEH柜、MCS柜等)电源输入切换盘发生故障时，在ABB专家指导确认以及考虑风险可控的情况下，可以采取临时修改线路，直接将输入端子与输出端子处短接，通过上级电源空开保护该路电源，即采取旁路电源切换盘的方式供电。

针对电源输入切换盘滤波电容器易老化问题，热控人员立即联系ABB厂家，要求提供电容器爆裂隐患的整改措施。但ABB公司指出：电源输入切换盘是一套整体进口设备，滤波电容器易受到产品质量、供电电压以及工作环境的影响，某一元器件老化容易导致电源输入切换盘故障，电子元器件老化周期一般在8—10年，建议老化周期到后整体更换。针对机组运行中出现的电源输入切换盘故障，鉴于浪涌滤波器仅起到送电时缓冲电压冲击的作用，可以采取旁路电源切换盘的方式供电(需在ABB技术人员指导下处理，已有部分电厂实施案例且安全)，或保持单回路电源供电方式;同时加强日常巡检工作，做好技术交底，确保机组设备的安全稳定运行，待具备条件或机组停机时进行整体更换。

3 模件安装单元MMU故障分析及处理

3.1 故障分析

2014-03-19，运行人员发现4号机组PCU31模件柜多个卡件故障报警，高加系统许多测点失去监视，所有抽汽电动门、逆止门、疏水门失去控制，且自行反复开关，导致A列汽侧、B列汽侧、A列水侧先后退出，AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)立即退出并减负荷至650 MW。

热控人员检查发现，地址为3，4的2块FEC模件在19日05:42:05最先开始出现频繁报警，并频繁出现坏质量；地址为1，2的2块ASI模件出现坏质量的时间也在05:42:05；其他子模件故障报警及测点出现坏质量的时间在05:42:19后。经检查确认，地址为1，2，3，4的4个模拟量输入子模件最先故障；子模件故障期间，BRC400没出现异常报警；与子模件无直接关联的FC129，FC80，FC62等标签没出现坏质量。

通过分析可以看出，在整个故障过程中BRC (Big Remote Control，大的远程控制)控制器未出现过报警，在子模件故障期间所有设备动作都是逻辑正常运算发出的指令。因此，判断此次4号机组DCS系统PCU31M5子模件故障的主要原因是BRC与子模件间的通信故障。根据经验，影响子模件与控制器通信故障的原因主要如下。

(1) 某个MMU内扩展总线故障或接触不良。现场发现故障当日空气潮湿，电子间柜内湿度在66 %—78 %，DCS卡件背板及表面可观察到细小冷凝水珠。因此，空气潮湿可能是4号机组DCS系统PCU31M5子模件故障的诱因。

(2) 子模件扩展总线部分通信故障影响其他子模件。热控人员检查扩展总线、电源监视模块监视直流总线上+5 V及±15 V的连接线接头以及测量电压均正常，排除接触不良的原因。由于地址为1—4的4个模拟量输入子模件最先故障，有可能是某一子模件故障引起其他子模件同时故障，因此热控人员立即更换此次事件最先报故障的2块FEC和2块ASI模件。

(3) BRC本身故障引起子模件故障。子模件故障期间，BRC400没出现异常报警，且控制信号正常动作，排除该原因。

3.2 故障处理

在机组检修期间，对PCU31模件柜进行详细的排查、检测、清洁，发现PCU31模件单元的倒数第2排MMU的确存在电路铜丝腐蚀现象。MMU故障在该电厂已经出现过数次，这与该电厂地处沿海有较大的关系，尤其是在基建期间，因电子间温湿度未控制好，造成某些控制器卡件以及MMU背板腐蚀，存在较大的隐患。此情况需在机组检修过程中细心检查并处理，确保卡件及控制系统正常运行。

4 误触发PFI信号分析与处理

4.1 故障分析

ABB Symphony系统电源监视模块监视直流总线上+5 V及±15 V的电压，当5 V电源处电压低于4.71 V时，±15 V电源处电压低于±14.39 V时，电源监视模块将产生PFI信号。PFI正常情况下是高电平，当电源监视模块检测到直流电压低于该阈值时，PFI反转为低电平，导致PCU复位，控制器和通信模件将停止工作。当PFI恢复到高电平时，模件开始初化后恢复工作。根据PFI的工作原理，PFI信号的产生分2种情况：

(1) 电源电压低于阈值导致PFI信号(PFI正常保护动作)；

(2) 电源监视模块误发产生PFI信号(PFI不正常保护动作)。

经过调查发现，一些使用ABB Symphony系统的电厂也发生过电源监视模块误发PFI信号而导致机组异常停机的现象。

4.2 故障处理

通过咨询ABB专家，结合其他电厂的预防措施，最终确定屏蔽PFI信号，具体做法是：将电压监视模块输出的PFI信号线拆开，将1个1 kΩ的电阻串接在直流母排的5 V电压输出和PFI信号输入之间，保持PFI信号为高电平状态，同时拔除电源模块监视插头，防止信号干扰其他元件造成控制柜内异常。

5 结束语

由于该电厂位于沿海地区，海风侵蚀容易造成控制器卡件、电源模件以及MMU背板腐蚀，需根据ABB Symphony系统对工作环境的要求，加装空调、抽湿机，在机组运行期间保持控制电子间、远程间的温度在25 ℃、湿度在60 %以下，同时做好防尘等工作，并开展定期巡视。在电源输入盘浪涌滤波器达到运行年限时，应进行整体更换。机组检修期间做好电源冗余切换工作，对电源输入盘、电源模块、DC总线监视组件以及MMU进行检测、检查，及时发现隐患，降低DCS控制系统故障率，确保机组的安全稳定运行。

1 潘毓祥．正确连接ABB Symphony DCS 系统PFI信号的重要性[J]．仪器仪表用户，2015，22(1)：73-76.

2 李  雷，刘  冰．Symphony控制系统中伺服控制卡的  故障分析与预防[J]．电力安全技术，2015，17(1)：37-39.

金  晶(1983—)，男，工程师，主要从事DCS控制系统、自动控制优化及DEH控制系统的现场维护及检修工作。

2016-09-20；

2016-11-12。

李  渊(1982—)，男，工程师，主要从事1 000 MW机组DCS，DEH及现场设备的现场维护及检修工作，email：jjlpp1413@126. com。