發電廠熱工保護系統的故障處理及預控分析

劉政委 曾娟

摘 要：作為發電機組中必不可少的重要組成部分，發電廠熱工保護系統為發電機組的安全、正常、穩定運作提供了關鍵的保證。伴隨著我國電力事業的不斷發展和電廠裝機容量的持續擴大，發電廠熱工保護系統也逐步走向了自動化，提高了電廠機組的安全性、可靠性。然而，發電機組的復雜化也使得熱工保護系統出現了很多誤動、拒動等故障。文章將對發電廠熱工保護系統的常見故障作出分析，并在此基礎上進一步探究預控的有效措施。

關鍵詞：發電廠；熱工保護系統；故障；處理；預控措施

熱工保護，指的是機組對自身啟停、運行過程當中產生的一些可能危害到相關設備、人員安全的異常情況或危險工況等故障的情況、性質進行分析，并自動采取措施對相關設備進行操作與處理，從而消除異常、避免事故擴大化的一系列動作。熱工保護將對某參數在特定范圍內、某設備符合安全運作要求的保證作為前提來對運行過程進行監視，在發現參數超越限制或設備不安全運行時及時采取規定動作來進行處理。

1 發電廠熱工保護系統當中的主要故障

隨著我國科技水平的不斷提高，熱工保護技術也獲得了越來越好的發展，為發電機組的安全運行也提供了更好的保障。然而，在發電機組的實際工作當中，受到諸多不可控因素的影響，一些誤動等故障屢見不鮮，在影響企業的經營效益時，也給整個電網的安全帶來了隱患。熱工保護系統的故障主要包括：控制系統硬件（包括DCS、PLC系統等）的故障，控制邏輯和軟件的故障，現場熱工元件的故障，線路連接的故障以及人為操作的故障等。

1.1 控制系統硬件的故障

在電廠當中，DCS系統得到了愈發廣泛的應用，因DCS系統中的一些通訊卡件、CPU等卡件的問題常常會引起熱工信號發生問題，使熱工保護系統出現誤動的現象。除此之外，因對系統的檢查不夠及時、維護工作不到位等使得DCS中的保險絲被燒壞、接線端子出現松動等，同樣會引發熱工保護系統的拒動。

1.2 控制邏輯、軟件的問題

在電廠機組中，若控制系統的保護邏輯太簡單，便會影響熱工保護系統的安全與穩定，例如，聯鎖保護定值的不合理設置引發系統的操作時間有誤差，報警定值的不合理設置會影響工作人員的準確判斷，從而導致一些不必要保護動作的發生。

1.3 熱控元件的問題

每一個熱控元件都有其使用周期，在使用中隨著時間而老化，這些老化的元件很容易產生誤發信號的情況，因此成為了電廠熱工保護系統故障當中的主要故障之一。

1.4 線路連接的故障

電纜接線的斷裂、虛接、短接以及外信號干擾等都會導致保護系統的不穩定運行。在電纜出現老化時，其絕緣便會被損壞，使得接線柱內部極易被水和空氣中的水蒸氣浸蝕，引起斷路、虛接，造成系統誤動。除老化外，接線問題、屏蔽和防水措施不到位、強弱電纜沒有分離等也給保護系統的正常運行帶來了隱患。

1.5 測量不夠精確

熱工元件的質量不達標、精度變低、保溫措施不足、零位發生移位等致使熱工信號出現較大的誤差，影響保護系統的運作。

1.6 人為因素引發的故障

熱工保護系統從設計到安裝、調試環節都是由人工操作的，一些員工的專業知識不足、綜合素質偏低等會引發操作過程中出現失誤，例如，拉錯了電源、聯鎖保護的相關熱工元件拆卸順序錯亂等，都會引發保護系統的誤動、拒動。

2 熱工保護系統故障的處理及預控

如何對熱工保護系統當中的故障做出及時、合理的處理與預控，是一個值得關注的問題。目前主要包括以下幾個方面的措施。

2.1 合理優選控制系統與熱工設備

在控制系統當中，可以運用一些交換機、CPU等重要卡件的多重布置實現DCS系統當中的容錯率的提升，避免熱工保護系統因相關硬件的問題采取保護動作。對于比較重要的保護信號可以在SOE卡件中進行分別接入，同時提高對同一個樣本的測點信號相關監測、控制、判斷工作的效率，對測點的就地取樣孔、重要測點的通路實行分散化布置，從而提高保護系統的安全性、可靠性。對于熱工設備，應當盡量選擇一些優質的設備，并且保證保養維修工作的有序進行，可以針對一些重要的熱工設備創建維護記錄，明確設備的使用周期，對逾期的設備及時做出更換，同時要對現場的相關設備、電纜、接線等做好定期的檢查與清理，減少其安全隱患。

2.2 創建設備的試運行工作記錄

系統硬件設備的可靠性對整個熱工保護系統的正常運行起到了重要的決定性作用，因此在系統正式投入運行之前，必須對相關的元件、卡件進行嚴格的檢驗以確保其合格。然而在實際檢驗工作當中，由于熱控設備對于環境、安裝都有著十分嚴格的要求，使得不認真的安裝工作和有效產品保護的缺失等都有可能會引發故障，其中一些比較隱秘、特殊的故障很容易被忽視，所以，做好對重要的熱工保護系統的跟蹤記錄是非常必要的。

2.3 對保護邏輯的組態進行合理的優化

對于一些汽包液位、發電機的定子溫度等比較重要的保護信號，可以分別采取三取二、六取二等相關邏輯組態，避免由于單個設備出現問題而引發整個系統的保護活動。除此之外，還可以引入溫度保護速率限制的功能，設定系統在檢測出某一溫度測點的以每秒高于20℃的速率上升時便將其視為信號故障，自動采取閉鎖動作并向工作人員發出警報提示，從而有效地減少保護系統誤動、拒動的發生頻率。

2.4 強化對熱控相關工作人員綜合素質的培養

在經濟飛速發展的時代背景下，技術的更新也越來越快，目前很多發電廠當中的工作人員都存在著技術素質不能與實際工作相適應的問題。在這種情況下，電力企業必須通過遠程教育、網上教育等方式加大對員工的培訓力度，提高員工的相關職業技能和各方面綜合素養，具體實踐手段包括：編制相關培訓教材，建立起崗位證書制，通過網絡試卷的發布來對員工知識、技能的掌握程度進行檢查等，激發工作人員主動學習的意識，培養出具有責任心、專業水平高、秉持科學嚴謹理念的優秀熱工人才。

3 結束語

隨著大型機組的增多，機組的安全性與可靠性對電網系統的影響也越來越大，這種情況下，對電廠熱工保護系統的要求也在日益增高。作為發電廠當中的核心技術，熱工保護系統對于整個機組的穩定、安全運行起到了十分關鍵的作用。針對熱工保護系統當中存在的故障，我們應當具體問題具體分析，重視起熱工保護系統工作當中的每一個環節，在分析與探索中尋找最佳的防控與處理措施，從而保證熱工設備的順利運行，為電廠贏得更好的社會、經濟效益。

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