電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施研究

王玉全（天津藍巢電力檢修有限公司，天津 300380）

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電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施研究

王玉全
（天津藍巢電力檢修有限公司，天津 300380）

摘 要：隨著電廠發電機組設備自動化的提高，DCS系統也更加的可靠便捷，方便維護，因此在發電機組中越來越被廣泛應用。本文對電廠熱控DCS系統的組成進行簡述，并對其控制回路系統中的硬件、軟件、電源或接地系統故障進行分析，結合故障的原因采取相應的處理措施。

關鍵詞：電廠熱控DCS控制回路；誤動作原因；處理措施

使用熱控保護裝置對于電廠的運行具有重大的現實意義。當發電設備出現異常時，系統能夠采取保護措施，停運機組工作，進行系統檢修，防止因為沒有技術檢修從而導致的設備遭受破壞的情況發生，同時也能對人身安全問題進行避免。DCS系統在電廠熱控系統中被廣泛應用，不僅能夠提高工作人員的工作效率，降低工作強度，同時也能保證電廠機組發電的安全與穩定。通過DCS系統對操作畫面能夠進行顯示、制動控制和運算工作，對歷史數據進行記錄，對于發生的故障也能進行自動告警。因為其操作方式靈活、功能完善、覆蓋范圍廣的主要特點，決定了其良好的使用性能。但是，在具體使用中，DCS系統依然存在著熱控保護誤動和拒動的情況，在硬件設施、控制邏輯、外部環境、調試過程等方面依然存在著缺陷，從而導致了DCS控制保護回路誤動，對于電廠的運行安全也產生了嚴重的威脅，電廠的經濟效益也因此降低。對DCS系統的誤動原因進行分析，提出相應的降低誤動作率的方法，確保控制邏輯、回路動作正常，才能保證發電機組的安全穩定運行。

一、電廠熱控DCS系統的組成（主要部分）

1 數據采集系統

數據采集系統能夠對設備運行的狀態進行監控，對于機組運行的參數也能夠準確的監測。顯示的內容可以為工作人員提供參考，如果數據存在著異常現象，設備能夠自行報警，甚至能選擇性的將數據進行打印，應用數據采集功能能夠對現場狀態進行把握，也能保證設備的運行能夠符合正確的操作方式。

2 模擬量控制系統

應用模擬量控制系統能夠對汽輪發電機組的參數進行控制。就鍋側方面，能夠對機爐的汽溫和送風、引風工序進行調節，對儲水箱的水位和蒸汽溫度進行控制。就機側方面，可以對鍋爐給水的整個過程進行控制，對除氧器的水位進行調節。

DCS系統將電力的熱力系統進行劃分，將其分為幾個子系統，并采用一定的程序對系統的順序進行控制，同時也能對設備的運行狀態進行判斷，在判斷之后，DCS系統會按照既定的操作程序、邏輯發出指令，并對機組的各個裝置進行控制。順序控制必須對生產過程中存在的參數做好監控工作，并進行連鎖保護。然后根據電廠的實際情況和系統的實際情況對系統的邏輯進行確定。

4 數字電液調節系統

在汽輪運行過程中，數字電液調節系統發揮著重大的作用，除了能夠對其狀態、參數進行監視和保護外，還能夠對汽輪機的轉速、功率和汽壓進行控制和調節，甚至對機組啟動、停運及故障都能進行控制。

5 鍋爐爐膛安全監控系統

它是DCS系統中最需要進行重點監控的部分。鍋爐爐膛在發電過程中的安全一定要有保障，對爐膛內燃燒系統中的各種參數值和鍋爐的狀態要密切監控，保證燃燒系統在符合規定的程序下運行，以便事故發生后能迅速進行處理。

二、DCS誤動原因分析

1 硬件故障引起的誤動

當設備中的元器件損壞、模塊和電路存在著接觸不良現象、電源輸出存在問題、電路板跳線錯誤等，就會觸發DCS硬件發生故障。當DCS系統硬件發生故障后，就難以對現場的設備進行驅動，指示燈難以正常顯示，即使系統運行符合規范，對應測點的數值也難以正常顯示。有些信號出現故障可能是因為熱工元件出現了問題，這就容易引起系統的主機和輔機難以對設計進行保護，進而產生拒動現象。該現象發生的原因主要是元器件的質量不合標準，或者是由于長久使用，元器件出現老化。另外，DCS邏輯沒有對關鍵性的回路進行冗雜設計。通過單元件進行工作，容易導致元件發生問題，最終引起保護誤動和拒動現象。

2 軟件故障引起的誤動

從Q型聚類結果分析可知，49個土壤樣本可以大致分為5類，各個類別的綜合得分范圍及養分指標的平均值見表5。

熱控軟件的控制邏輯一定要正確，邏輯不完善容易導致DCS系統發生誤動。在機組投產調試的過程中，或者在電廠進行了大的改動之后，發電機組的特性也會發生改變，從而導致DCS系統出現邏輯問題。DCS系統在技術改動之前對參數和函數曲線進行控制的邏輯可能無法滿足技術改動之后設備的運行。這就需要在技術改動之后，對于軟件的邏輯也要進行重新設定，對相關參數及函數曲線進行更改，這樣才能保證軟件的邏輯符合技術改動之后的設備，從而對系統誤動進行防止。

3 電源或接地系統故障引起的誤動

電源或接地系統故障主要表現為電源缺失，電源缺失的主要原因為供電系統的零線、火線、地線這三條線路存在著接觸不良或者連接錯誤的問題。存在上述問題的系統，在長時間的使用之后會出現電源線路質量下降的問題，從而導致線路的絕緣保護裝置被破壞或者線路的電阻太高等問題。當電源的設計不夠完善，在地極電阻過大的情況下，地網與地極之間斷開也會存在誤動情況。

4 外部環境引起的誤動

如果在工作場地存在著大量的粉塵，或者由于長時間振動、溫度濕度等環境存在異常，也容易導致問題的發生，具體包括線路接觸不良，螺絲松動或者卡套接觸不良等。DCS系統得到的開關量和模擬量在受到外部環境因素的干擾下出現問題，例如位置開關不到位和傳感器故障等問題。在強電磁環境下，如果外部電磁輻射、電導耦合等對設備進行干擾也容易對DCS進行信號干擾。

三、降低誤動作率的方法

1 應用可靠的技術和元器件

為了提高系統控制回路的可靠性，在對熱控元件的選擇上，要保證的性能的安全可靠、應用成熟。如果一些企業需要對成本進行考慮，采用成本較低的元器件無可厚非，但是針對質量要求高或者核心重要的元器件，必須要采用高質量的設備，從而確保系統運行的可靠性，不僅降低了系統誤動的機率，還能保證系統自診的能力。

2 優化熱控系統的邏輯

當外部干擾引起瞬間信號誤發，容易導致熱控系統保護回路的誤動。大部分信號都是因為位置開關接觸不良導致的機組跳閘，所以在對機組的邏輯進行設計時，要采用容錯率較低的邏輯設計。有些系統的設備和元器件容易發生故障，可以在邏輯上對其進行優化，提前做好容錯措施邏輯設計工作。

3 增強電源及接地的可靠性

火電廠的熱控系統容易因為外部環境的干擾存在著問題，如果問題較小，會使測量和系統工作的準確性和穩定性難以保證，如果問題嚴重的話，就會因為設備故障或者亂發信號導致機組跳閘。保證熱控系統正常工作，就要對外界的干擾進行抑制，提高信號采集的可靠性。因此可以采用接地方法來對DCS的性能可靠度進行提高，并對外界的干擾進行抑制。

4 提高設計、施工、檢修的水平

我國目前對于系統電源和主控模塊的冗雜設計進行了普及，但是卻對保護執行設備的電源重視程度不夠。因此要在一些比較重要的保護執行設備的電源進行冗雜設計，將簡要的信息設置在卡件上，這樣才能保證取樣點能夠有準確的測量信號，防止誤動作的出現。當系統的模塊發生故障，要迅速對故障進行診斷，對故障模塊進行更換，企業也要派遣工作人員對系統定期做好檢修工作，針對工作人員的素質要加強培訓，通過講座競賽等來提高我們操作人員的技術水平。

5 完善管理制度

一定要對應用軟件進行備份，如果要對數據庫進行修改，可以事先對數據庫進行保存。只有在對軟件進行修改的過程中做好記錄并對病毒進行防范，才能防止誤操作導致的邏輯錯誤或者誤動作。如果軟件沒有經過專業技術人員的測試，不要進行下載；如果系統發生故障，要及時的對故障進行排查，并在維護設備的過程中做好隔離工作。

結語

隨著技術的迅速發展，電廠對于發電設備的自動化程度要求日益提高，而DCS系統具有足夠的優勢，只要加強對DCS系統的檢修工作，保證熱控系統的穩定和安全，才能對保護回路問題進行防止。

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