一起燃机电厂全厂停电事故的分析

何铁光

（大唐华银攸县能源有限公司，湖南 株洲 412307)

1 概述

某燃机电厂3台400 MW F级的燃气—蒸汽联合循环机组(V94.3A型，德国西门子公司生产)分别于2006年5-7月投入运行。1,2号机组经市(直辖市)电网调度批准，由西门子公司燃烧与热控工程师进行燃烧调整试验，3号机组正常运行。

此3台机组的监控系统均采用西门子公司的TELEPERM XP系统(简称“TXP系统”)，同时设置1套公用系统。各机组TXP系统间数据通讯由SINCE NET总线承担，而SINCE NET总线系统又分为工厂总线和终端总线2部分。各机组TXP系统的工厂总线、终端总线分别与公用系统的公用总线、终端总线连接，工厂总线共有9个网络交换器(ESM)，由光纤或电缆串接，正常运行状态下呈“C”型网运行状态，其中任一网络交换器具有冗余配置功能，并通过相应配置具有网络断点监测功能。即当网络交换器人工设置冗余配置功能后，如“C”型网中出现1个断点时，则冗余配置功能生效，以保证网络始终保持“C”型网运行；如“C”型网中出现2个及以上断点时，网络则会异常。该厂机组监控系统及网络设备的运行维护由德国西门子公司(以下简称“SPPA”)承担。

2 事故经过

2013-12-04，该燃机电厂西门子监控系统网络故障导致单台机组跳闸，在网络恢复过程中产生网络阻塞引发另外2台机组同时跳闸，发生全厂对外全停的电力安全事故。

2013-12-04T14:25，3号机组因机组TXP系统工厂总线通讯故障，机组保护动作跳闸，跳闸时负荷300 MW。15:36，1，2及3号机组TXP系统及公用系统监视界面异常，1，2号机组跳闸，跳闸时机组负荷分别为222 MW，310 MW，导致全厂对外停电。

2.1 3号机组情况

14:25，3号机组跳闸后，通过查看SOE事件记录，查明机组跳闸原因是工厂总线通讯故障。检查机组监控系统的网络及通讯设备，发现其中一个网络交换器(编号为5P)故障报警，随即对其进行复位重置，但是故障未消除，报警仍然存在。经研究后决定利用厂内备件对该网络交换器进行在线更换，更换后故障报警消失。

2.2 1，2号机组情况

在对3号机组监控系统中的网络交换器(编号为5P)更换后数分钟后，1，2号机组在15:36同时跳闸，相关监视界面也同时出现异常。

2.3 机组恢复并网运行情况

3台机组跳闸后，按照SPPA工程师建议，将3号机组TXP系统与公用系统之间网络断开，随后1，2号机组监控界面及监控系统网络通讯恢复正常。

对该机组TXP系统所属网络交换器、连接线等逐一排查后，发现其中一个网络交换器(编号为4P)的连接口松动(RJ45接头)。通过查阅历年维护记录，根据SPPA电气工程师建议，利用备件网络交换器(原编号为5P，原属3号机组)对网络交换器(编号为7P)进行了更换。测试后网络恢复正常，并于2013-12-05向市电网调度申请依次并网。

3 原因分析

3.1 直接原因

3.1.1 网络设备故障

3号机组TXP监控系统网络交换器(编号为4P)的连接接口松动(RJ45接头)，同时网络交换器(编号为7P)设备发生故障，造成系统出现2个断点，破坏了“C”型网运行结构，导致3号机组TXP系统通讯中断，引发3号机组工厂总线通讯故障保护跳闸。

3.1.2 更换功能相异的网络设备

在3号机组TXP监控系统网络交换器存在异常信号的情况下，厂方工作人员采取了更换备件的措施。由于该系统的日常维护均由生产厂商西门子公司承担，而该公司未对电厂工作人员进行相关设备技术交底，致使厂方工作人员更换3号机组网络交换器时，因外观相同难以辨别功能差异而使用了不同型号的交换器，造成3号机组TXP系统形成“O”型网络，导致通讯网络阻塞，进而引发1，2号机组因通讯故障保护跳闸。

3.2 间接原因

3.2.1 网络设备重要故障告警功能不足

西门子机组监控系统对3号机组网络交换器连接口(RJ45接头)松动和另一网络交换器故障的情况未能及时、有效地告警提示运行人员，导致系统同时出现2个断点，致使3号机组保护跳闸。

3.2.2 网络通讯故障隔离措施不到位

西门子机组监控系统对网络通讯故障缺乏有效防护手段和隔离措施。由于3号机组与1，2号机组网络相连接，3号机组因更换网络交换器不当致使机组通讯网络阻塞，随即引发1，2号机组通讯网络阻塞，最终导致1，2号机组保护跳闸。

4 暴露的问题

4.1 技术交底不彻底

电厂机组监控系统制造厂商德国西门子公司在系统原理、网络设计、通讯原理、设备配置等方面的技术交底不彻底，相关技术培训不到位，其用户使用手册的指导性不足。

4.2 运行维护自主性不强

电厂机组监控系统日常运行维护过于依赖制造厂商，维护模式主要是通过远程获取运行参数来进行信息判别，并由厂商负责定期巡视检查，导致电厂运管人员难以全面了解掌握机组的运行状况。

4.3 网络与信息安全专业技术力量薄弱

电厂网络与信息安全管理和技术人员不足，热控专业人员对网络设备配置、系统网络原理了解甚少，未对岗位人员进行专业能力培训考核，电厂网络与信息安全专业技术水平亟待加强。

5 防范措施

5.1 开展同类燃气机组生产监控系统的排查工作

要对所属机组生产监控系统进行排查统计，有条件时可对国外电力生产监控系统信息安全状况开展专题研究，提出切实可行的风险防控及安全防护措施，避免类似事故的发生。

5.2 强化电力二次系统安全防护和等级保护工作

要按照电力二次系统安全防护规定及相关网络安全管理要求，对类似监控系统开展安全评估及等级保护测评工作，切实保证机组监控网络与信息系统的安全、稳定运行。

5.3 加强网络与信息安全管理

要提高对网络与信息安全的认识，加强组织领导，完善相关工作制度、流程，增强信息安全防范意识，派送技术人员参加相关信息安全培训，切实提高网络与信息安全管理水平。

5.4 完善网络与信息安全应急预案

要规范编制应急预案并定期举行应急演练，不断整改发现的问题，提高电厂网络与信息安全应急管理水平。