某输气站场PLC机柜失电事件原因分析及应对措施

某输气站场 PLC机柜失 电事件原因 分析及应对措施

陈胜男

山东省天然气管道有限责任公司 山东济南 250101

摘要：PLC系统一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。PLC 系统作为天然气长输管线站控系统的核心,可以根据站场控制的实际复杂程度进行单独设置。在天然气输气站场PLC通常由PCS(过程控制系统)、SIS(安全仪表控制系统)和FGS（火气系统）组成，其运行的持续有效的重要性不言而喻。本文对某输气站场PLC机关失电时间的原因进行分析，并提出了应对措施，为此类PLC供电设计避免相同事件的发生提供有效参考。

关键词：输气站场 PLC机柜 失电 原因分析 应对措施

1.事件经过

2020年11月26日7时10分，某输气站站市电停电。该站值班人员对各系统进行检查确认用电设备状态正常后，按照规程开启燃气发电机为站里设备供电，以保证正常生产。14时55分，市电恢复，该站值班室机柜间PLC机柜的电源配电箱总漏电保护器跳闸，致使配电箱所带负荷全部失电。

2.现场排查及原因分析

（1）现场PLC供电情况（见附图1）

PLC机柜的电源配电箱由场站UPS供电，配电箱所带负荷为3#PLC机柜、电动旋塞阀和1#PLC机柜，配电箱的总开关、3#PLC机柜和电动旋塞阀均为漏电保护器。现场人员查阅相关值班记录，此类现象发生频次较高，

附图1 站场供电示意图

（2）排查过程

排查是否有零线混用情况。PLC机柜的电源配电箱由场站UPS供电，由于UPS供出交流电系统与场站变压器或发电机供出交流电系统相互隔离，因此如两系统零线相连或混用，变压器（市电）来电瞬间，市电零线会有电流流入PLC机柜的电源配电箱零线，致使配电箱漏电保护器感应火线零线电流不一致而跳闸。现场人员对照图纸将场站PLC机柜、流量计量柜和消防柜的接线进行检查，柜内配线标准，操作台用电规范，确定现场没有零线混用情况。

排查是否有漏电情况。根据现场生产实际，经与场站值班人员沟通，了解到3#PLC柜电源曾经跳闸，现场人员重点对3#PLC机柜所带操作台电源线及插排进行绝缘试验，发现绝缘均合格，因此排除掉操作台电源漏电原因。

3.原因分析

根据跳闸现象和现场排查情况，现场人员分析此次PLC机柜电源配电箱总漏电保护器跳闸主要由配电箱线缆及所带负载轻微漏电导致。由于变压器低压中性点直接接地，整个场站接地网相连接，市电来电瞬间，配电箱线缆及所带负载零线漏电处感应出交流电流，致使PLC机柜电源配电箱总漏电保护器跳闸。此处漏电原因一方面考虑电缆绝缘不良有轻微漏电流，另一方面考虑PLC等电子设备有轻微漏电流，而漏电保护器无法躲过轻微漏电流而发生跳闸。

4.应对措施

（1）将PLC机柜电源配电箱漏电保护器更换为空开。现场排查人员经过对照设计图纸，发现配电箱断路器设计为空开，而现场安装的断路器为漏电保护器，现场人员依照图纸将漏电保护器更换为空开（附图2）。

配电箱总开关原设计为空开

附图2 原设计图

（2）值班室操作台电源加装漏电保护器。为避免出现操作台电脑等设备漏电出现伤人或顶跳PLC机柜电源配电箱总开关情况出现，现场人员将操作台电源加装漏电保护器进行分级保护控制。

（3）排查过程中发现场与设计不符。现场排查人员检查场站配电室低压配电柜接线方式时，发现发电机运行时中性点即N线无接地，对比设计图纸设计为接地，现场人员根据设计图纸将发电机中性点安装接地线。

5.结论

站控 PLC 系统具备体积小、集成度高、功能多样、控制能力强、可靠性强等优势,因此可以被广泛应用在天然气长输管线中,以加强天然气长输管线的运行安全性[1]。通过该输气站一次典型PLC机柜失电事件的原因排查过程，指出输气站场PLC供电设计和现场一致性的确认的重要性，对于已建输气站场同类PLC供电设计问题排查有很高的借鉴价值。

参考文献：

[1]周俊洁.站控 PLC 系统在天然气长输管线中的应用[J].自动化应用,20191,03:152-153.

作者简介：陈胜男，女，1982年生，高级工程师，毕业于辽宁石油化工大学，就职于山东省天然气管道有限责任公司，现从事天然气管道输送管理工作。