發電廠熱工保護誤動拒動原因與解決措施

宋傳忠　鄂軍

摘 要：熱工保護系統是火力發電廠一個十分重要的、不可缺少的組成部分，對提高機組主輔設備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。本文對造成熱工保護誤動及拒動原因進行了分析和總結，并提出相應的措施或對策，對提高熱工保護系統的可靠性，保證機組安全、穩定運行具有一定的參考價值。

關鍵詞：火力發電廠；熱工保護；誤動；拒動

熱工保護系統是火力發電廠一個十分重要的、不可缺少的組成部分，對提高機組主輔設備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設備發生某些可能引發嚴重后果的故障時，及時采取相應的措施加以保護，從而軟化故障，停機待修，避免發生重大的設備損壞和人身傷亡事故。但在機組實際運行過程中，時常會發生保護誤動或拒動的情況。即雖然主輔

設備運行狀態正常，但由于保護系統因自身故障而引起保護動作，從而造成主輔設備停運，并因此造成不必要的經濟損失，這稱為保護誤動；而在另一方面，在主輔設備發生故障需要保護系統動作時，由于保護系統本身發生故障而不動作，造成事故的擴大和主輔設備的損壞，這稱為保護拒動。隨著熱工控制技術的發展和日益成熟，當前大容量、高參數的機組都采用

了熱工自動控制，因此熱工保護系統對確保機組安全穩定運行起著舉足輕重的作用。盡管目前熱工自動控制系統的技術已經很成熟，熱工自動化的水平也越來越高，但熱工保護誤動和拒動的情況還時有發生。因此，如何防止熱工控制系統失靈和熱工保護誤動、拒動成為火力發電廠日益關注的焦點。此前，關于熱工保護系統誤動和拒動原因分析的文章不少，但大多

數都是針對某一種情況進行分析，沒有進行綜合性的分析。本文對在實際工作中遇到的各種誤動和拒動的情況進行了分析，并提出了相應的對策。

1 DCS本身特性造成的誤動措施

電廠普遍使用DCS 對電廠的整個生產過程進行控制。在DCS 系統中，對運行設備啟停的

檢測是通過DCS 本身的查詢電壓實現的，而在大多數的DCS 系統中，為了防止強電倒送入DCS 或外圍短路對DCS 造成損害，在每個端子板上一般都設有保險絲，這樣在短路或有強電倒送時保險絲就會熔斷，從而保護系統不受損害。由于保險絲的容量一般都很小，如貝利公司的INFI-90 系統，其保險絲容量只有0.25A，容易發生保險絲熔斷的情況。當保險絲熔斷時其信號使之為邏輯“0”，此時系統無法檢測到設備的真實情況。容易發生誤動或拒動。根據該系統的特點以及“寧誤動，勿拒動”的原則，廠家在設計機組的保護邏輯時，對保護信號采取邏輯“非”的方式，如在鍋爐MFT 保護時，對于送風機、引風機、一次風機等全停保護，邏輯取這些設備的運行信號進行邏輯“非”運算，當系統沒有檢測到這些設備在運行的信號時，就認為該設備已停止運行，于是發出相應的保護信號。這樣一旦端子板的保險絲熔斷，由于DCS 系統檢測不到設備的運行信號，即使設備仍在運行，系統也會認為設備已經停止運

行，于是發出相應的保護信號，從而導致保護誤動。某電廠10 號機組開始時也是按照此邏輯設計，結果在調試和過程中多次發生由于端子板保險絲熔斷而保護誤動的情況。經過分析，最后采取了以下措施，有效地解決了此類誤動問題。在設備狀態反饋信號回路中串入該設備的電流信號，只有在接收到這些設備的跳閘信號且對應設備電流小于該設備空載電流值時，才認為該設備已跳閘，相應的保護才動作。為防止電流信號為壞質量時保護發生拒動，在電流信號回路中加入一質量檢測模塊，當檢測到電流信號為壞質量時，自動切斷電流信號，即此時電流信號不起作用。經過上述處理，有效解決了主要輔機在其狀態反饋信號的端子的保險絲燒斷時誤發跳閘信號，導致相應的聯鎖保護誤動作的問題，機組可以長期安全穩定

運行。

2 采樣信號不滿足要求造成的誤動或拒動解決措施

在這一類誤動或拒動中，主要發生在汽包水位保護、爐膛壓力保護、真空保護、潤滑油壓保護等需要三選二保護。主要是采樣信號不能滿規程的要求，尤其是汽包水位保護。在《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中，對汽包水位保護有嚴格的規定，要求水位保

護和調節的信號要分開，同時要求過熱器出口壓力為13.5 MPa 以上機組的水位信號以差壓式水位計為基準。由于很多機組的鍋爐汽包開孔有限，在現場又不能在汽包上開孔，因此，很多機組往往都是保護和調節都采用同樣的信號，有的機組在同一根取樣管上接2 個差壓變送器，分別用于保護和調節。表明上看這兩個信號是獨立的，實際上由于共用一根取樣管，這2個信號會互相影響。一旦發生泄漏等情況，也容易發生保護誤動或拒動的情況。某電廠10 號機組的汽包水位保護和調節取樣就采用上述方式，在運行過程中，曾發生過由于取樣管泄漏，導致測量到的汽包水位比實際值低，而水位調節系統正好選擇該水位作為被調量，由于測量到的水位始終比實際值和設定值低，給水泵的轉速不斷加大，給水流量一直在增加，

由于保護有2 個信號在這根取樣管上，汽包水位保護沒有動作，最終導致鍋爐汽包滿水，主汽溫急劇下降，最后手動打閘停機。這個事故進一步說明了保護和調節信號要獨立取樣的重要性。由于此問題主要是汽包上取樣孔數量不夠造成的，對于已投運的機組，只有對取樣系統進行改造才能從根本上解決。目前汽包水位測量技術和方式已有了改進，新的電接點測量系統已基本上消除了壓力誤差，在不同的工況下，其測量的實際值和差壓式水位計很接近，可以作為保護信號。這樣就可以用新式電接點水位計的信號作為保護信號，差壓式水位計信號作為調節信號，從而實現保護信號和調節信號分開。另外，多測孔接管技術已取得經驗，當鍋爐汽包上水位測孔不夠時，熱工自動化標準化技術委員會推薦可用多測孔接管技術解決。對于爐膛壓力取樣造成誤動或拒動的原因主要是各壓力開關和爐膛壓力沒有進行獨立取樣，而是幾個變送器或壓力開關公用一根取樣管，這樣在管路堵塞或滲漏時爐膛壓力就容易發生誤動或拒動。由于在爐膛上開孔比較容易，因此存在此類隱患的鍋爐可以在爐膛上增加取樣孔，保證各保護信號均為獨立取樣。

3 繼電器原因造成的誤動或拒動解決措施

目前，DCS 系統對外圍設備的啟、停控制都是通過繼電器來實現的，當繼電器工作不正常時，就會發生保護誤動或拒動事故。對于已運行多年的老機組來說，這種情況更容易發生。原因時繼電器工作時間長了以后，其接點由于氧化等原因，會出現雖然繼電器正確動作，由于接點的接觸電阻大，實際上該接點沒有接通，相應的保護動作沒有發生，也就是系統發生了拒動。而對于固態繼電器，經過長期工作后，由于元件的老化，其導通電壓會降得很低，以致于感應電壓就可以使其導通，從而導致誤動事故得發生。要防止此類問題的發生，就要按DCS 運行檢修規程的要求，在機組大、小修過程中，對重要保護的繼電器進行檢驗，詳細記錄繼電器的通、斷電壓，各接點的通、斷電阻，并且與前次的情況進行比較。當發現繼電器的參數和原始參數有較大變化時，就要及時更換新的繼電器，防止保護誤動或拒動事故的發生。

4 DCS電源問題造成的誤動

DCS 系統的電源雖然都是冗余配置，電源一般不容易出現問題。但是當電源模件使用時間較長時，由于電源模件老化，電源模件輸出的電壓不能維持模件正常運行所需要的電壓，導致模件不能正常工作，從而引起機組保護誤動。有些系統，如ABB 的SYMFONY，其模件所需的電源經電源模塊轉換后，先統一接到背板上的電源棒上，然后再接到模件上，連接處用螺母壓接。這樣，一旦電源輸出接頭松動，就會造成壓降過大，導致卡件的工作電壓達不到要

求，最終引起機組保護動作。某廠一臺300 MWe 機組用的就是上述系統，曾發生過因電源輸出接頭松動導致機組跳閘的事故，事故發生時，電源棒的溫度估計超過60℃，接頭螺母松動，擰緊螺母后故障消除，電源棒的溫度也恢復到正常值。為防止此類事故的發生，可以采取以下措施：（1） 在一個機柜上不要布置過多的模件。最好是根據卡件的說明書估算機柜電源總容量，其容量以不超過單路供電電源的70% 為宜。（2） 定期測量各電源模件的輸出電壓，發現輸出電壓降低時及時更換電源模件（3） 定期測量電源接頭處的溫度，發現異常時及時對接頭進行緊固。

參考文獻：

1.叢雷，李碩. 淺析電廠熱工保護系統的常見故障及防控措施[J]. 科技創新與應用. 2014（08）