火電廠熱控保護系統故障分析與預防措施研究

摘 要：電力供應是社會與經濟發展的重要組成部分，火力發電是我國發電的主力之一。本文提出了熱控保護系統的故障樹，并針對熱控保護系統可能出現的故障進行分析，并提出了相應的預防措施。

關鍵詞：火力發電；熱控保護；故障樹；防護措施

隨著社會經濟的迅速發展，電力安全穩定的供應變得越來越重要。隨著智能化與自動化設備的發展，熱控保護系統也逐漸變得智能化與全自動化，但是熱控保護系統也變得更加的復雜，故障概率也隨之升高，因此對火電廠熱控保護系統故障分析與預防措施也變得越來越有意義[ 1-2 ]。目前對火電廠熱控保護工作的研究也有許多，但是對火電廠熱控保護系統故障分析缺乏全面性與結構性。文獻[3]針對火力發電的熱控保護工作中存在的問題以及一些解決方法進行了探討。文獻[4]針對火力發電的熱控保護過程中出現的拒動與誤動兩個故障原因進行了詳細分析。針對目前對火電廠熱控保護系統故障分析缺乏全面性與結構性等問題，本文提出一種基于故障樹的火電廠熱控保護故障分析方法，并根據故障情況提出了有效的解決措施。

1 基于故障樹的火電廠熱控保護系統故障分析

火電廠熱控保護系統常見的故障一般分為五大類：控制主機硬件故障；軟件故障；線路故障；外圍元件故障；電源故障。熱控保護系統故障樹如圖1所示。

從故障樹可以看出熱控保護系統的各個故障類型，以下對各故障盡心詳細的說明：

1.1 控制主機故障

熱控保護系統的控制系統主要采用分布式控制系統（Distributed Control System，DCS），DCS硬件主要包括網絡通訊模塊、信號處理模塊以及輸出模塊。各個模塊相互共同作用組成了DCS硬件單元。DCS硬件故障也可以按模塊進行一一劃分。

1.2 軟件故障

軟件故障主要指DCS控制系統的應用程序軟件或者操作系統出現故障，當應用程序或者操作系統出現故障時，將直接影響著熱控保護系統的穩定運行。

1.3 線路故障

DSC控制系統主要是用電纜線路，電纜故障最長出現的是電纜接線處出現短路故障，當發生短路故障時，會產生過電流，過電流可能會對設備或者工作人員造成傷害。電纜接線處有可能會出現老化，機械應力損壞等導致接線處出現短路或者虛接、虛焊等現場，這些現象的產生均會影響系統的正常運行。

1.4 外圍元件故障

熱控保護系統的除了系統主機外還包括了儀器儀表、檢測溫度、壓力、流量的傳感器、以及動作開關。這些外圍元件故障時將會導致控制系統誤操作，最終導致保護系統的破壞。因此外圍元件的故障保護也是非常重要的。

1.5 電源故障

目前分布式控制系統的電源主要分為兩大類：一類是總電源，一般指主機供電電源，交流供電為主，但主機供電電源發生故障時，主機無法正常運行。二類是開關電源模塊，主要是對傳感器、信號處理單元以及一些電子式動作開關等供電的電源，這類電源發生故障時，其余的外圍元件也將發生故障。

2 火電熱控保護故障有效預防措施分析

本文分析了熱控保護系統的故障之后，針對上述故障分析研究，提出一些故障預防措施，具體措施如下：

2.1 熱控保護系統模塊化以及增加備用模塊

熱控保護系統一般是分布分層式系統，系統元件比較多，系統過于的復雜，無層次性，各模塊之間可能會產生影響，若其中一部分損壞，可能導致整體不能用，若系統采用模塊化，結構將會更加簡單，各模塊之間各自獨立運行，相互協調，可以使得系統運行相互干擾性減小。

2.2 定期對系統進行調試與檢修

由于熱控系統是一個相對比較復雜的智能化控制系統，因此在長期的運行工程中，軟件系統給的垃圾變多、傳感器以及開關元件的靈敏度將會下降，因此要進行定期的進行檢修或者調試，可以保證軟件系統運行的更加穩定，保證動作元件的有效性，這樣可以有效地防止誤動與拒動的發生。

2.3 在保護邏輯上采用優化的邏輯組態

采用優化的邏輯組態可以有效的增強熱控保護系統的安全性與穩定性，可以有效預防熱控系統發生拒動與誤動的故障。

2.4 采用雙電源供電

采用雙電源供電可以有效的防止當系統電源出現故障時，某元件的停止工作給整個系統造成直接的影響，雙電源供電也可以防止系統停運或者系統崩潰等故障。

2.5 增強元件的機械性能

熱動保護控制系統中由于長期的運行，自然環境或者外圍應力的作用常常會使得線路被扯斷、元件斷裂等現象，為了防止這些現象，在挑選元件以及線路時，應盡量挑選機械強度比較強的線路或元件。

3 結論

由前面的研究分析可知，熱控保護系統在火力發電運營中起了非常重要的作用，本文給出了具有結構性、層次性較強的熱控保護系統故障分析，采用故障樹形式分析熱控保護系統故障可以較全面的對系統故障進行分析。針對故障情況，提出了有效的幾項故障防御措施，進而保障熱控系統的安全穩定運行。

參考文獻：

[1] 張欽.火力發電廠常見熱控保護技術分析[J].科技展望，2017，（02）：118.

[2] 張瑞春，呂波，楊靜.淺談火力發電廠的常見熱控保護技術[J].科技風，2012，（01）：174.

[3] 呂映斌.火力發電廠的常見熱控保護技術[J].科技傳播，2016，（01）：95-96.

作者簡介：孟永毅（1981-），男，工程師，從事電廠熱工自動化儀表、程控保護檢修、維護，熱控專業技術監督及管理。