電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析及對策

高賀

摘 要：電廠熱工自動化程度的提升，對電廠熱控保護系統運行的要求更高。熱控保護系統出現的誤動與拒動等問題，容易造成電廠發電機組運行的可靠性與安全性的降低，也是電廠安全生產過程中需要切實解決的問題。本文從電廠熱控保護系統安全運行的實際出發，以電廠熱控保護誤動及拒動問題為切入點，分析電廠熱控保護誤動及拒動的原因，從系統軟硬件與具體設計和人員素質等多方面，探討解決電廠熱控保護誤動及拒動問題的有效措施，以提升電廠熱控保護系統的整體可靠性。

關鍵詞：熱控保護；誤動；拒動；原因；對策

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0169-02

電廠DCS控制系統的成熟發展，提升了電廠發電機組運行的經濟性，也成為電廠機組的重要組成部分。從電廠熱控保護系統運行的實際情況來看，元器件質量及系統設計與安裝等多方面因素的影響，造成電廠熱控保護的誤動與拒動問題，對電廠機組的安全運行不利。考慮到熱控保護系統在電廠機組安全運行中發揮的重要作用，以及熱控保護系統出現的誤動與拒動問題，以防止電廠熱控保護系統失靈、保證機組安全運行為目的，深層次研究熱控保護誤動與拒動情況的形成原因，發揮出熱控保護系統的優越性，采取針對性措施解決電廠熱控保護誤動與拒動問題，提升電廠機組主輔設備運行的可靠性，對保障電廠的安全生產具有重要意義。

1 電廠熱控保護誤動及拒動原因分析

保護誤動是指電廠機組主輔設備正常運行過程中因系統自身故障引起非正常保護動作而造成的設備停運；保護拒動是指保護系統因電廠機組主輔設備故障而發生故障，造成保護系統不動作。人為因素、保護邏輯設計不合理、熱控元件與電纜接線和熱控設備電源的故障、系統設計與安裝存在缺陷等多方面原因，容易造成電廠熱控保護系統的誤動與拒動，影響到電廠機組運行的安全性，對電廠造成不必要的經濟損失。

1.1 保護邏輯設計不合理

熱控保護系統的設計沒有考慮到電廠機組主輔設備運行的實際需求，保護邏輯設計存在不合理之處，與電廠發電機組及相關設備的性能不匹配，導致電廠機組運行中因熱控保護系統自身故障而產生保護拒動問題[1]。DCS軟件與硬件是組成電廠熱控保護系統的重要部分，而熱工保護中一些過程控制站的加入，以及熱控保護系統作用的充分發揮，對提升電廠機組主輔設備運行的安全性有利。在DCS控制系統運行過程中，DCS軟件與硬件的故障以及保護邏輯的不合理設計，容易引起熱控保護系統的誤動；而DCS控制系統中兩個CPU控制器都發生故障也容易造成設備停機。同時，DCS軟硬件故障對系統輸出模塊與設定值模塊等多個模塊造成的影響，能夠引起電廠熱控保護誤動與拒動等問題。

1.2 熱控元件故障

在電廠機組運行中，熱控元件質量不過關與元件老化和冗余設置缺失等問題，是熱控保護系統較常出現的熱控元件故障，容易造成電廠機組主輔設備保護誤動與拒動，影響到電廠發電機組運行的可靠性。因熱控元件故障而引起的電廠熱控保護誤動與拒動，也是電廠機組主輔設備運行中較常遇到的問題。

1.3 電纜接線故障

在電廠機組運行中，電纜接線的實際處理關系到電廠熱控保護系統的可靠運行，也是處理電廠熱控保護誤動及拒動問題應當關注的因素之一。接線柱進水及電纜出現老化與絕緣破壞問題，容易造成電廠機組運行中電纜接線出現斷路與短路和虛接等問題[1]，進而引起電廠熱控保護誤動與拒動。從電廠機組及相關設備的實際運行來看，熱控保護系統設計與安裝過程出現質量問題，與電廠機組主輔設備的性能不匹配，容易引起熱工保護誤動或拒動，影響到機組運行的可靠性。比如，一些電廠的爐膛負壓取樣管的安裝并未嚴格按照設計方案去執行，導致電廠基礎設施建設過程中出現取樣管堵塞與安裝傾斜角度不達標等問題，當電廠機組運行時出現爐膛負壓保護拒動，無法保障電廠的安全生產。

1.4 熱控設備電源故障

電源系統是支撐機組主輔設備運行的基礎條件，而隨著熱工自動化程度的提升，對電廠熱控保護提出更高要求。在電廠機組主輔設備運行過程中，熱控設備電源出現接插件接觸不良等故障，是引起電廠熱控保護誤動及誤動的重要原因，進而增加電廠機組運行風險，設備運行故障的發生幾率偏高。

2 解決電廠熱控保護誤動及拒動問題的有效措施

針對引起電廠熱控保護誤動及拒動問題的常見原因，考慮到電廠機組主輔設備安全運行的需要，要對熱控元件及其他設備的選用進行嚴格的質量把關，優化熱控保護邏輯，深化冗余設計，切實解決熱控保護誤動及拒動問題，以提升電廠發電機組運行的可靠性。

2.1 增強熱控保護系統的抗干擾能力

DCS控制系統的成熟發展，加快推動電廠相關系統及結構的更新，電廠熱控保護問題逐漸受到重視。接地處理是熱控保護系統運用所涉及的一個重要問題，在電廠基建安裝過程中，選擇正確的接地地點，優化系統接地方式，對提升熱控保護系統的抗干擾能力有利。根據電廠基建的整體布局與熱控保護系統搭建的具體需求，在接地處理過程中采用適宜的接地處理方式，選用截面大于20mm2的通道線，在距離建筑物15m左右的位置進行接地處理，結合電廠機組主輔設備的分布，將強設備與系統接地點之間的距離控制在合理范圍內，接地電阻應小于2Ω[2]，以便大幅度增強熱控保護系統的抗干擾能力，為電廠機組主輔設備的可靠運行提供保障。

為有效防止電廠熱控保護誤動及拒動問題，在電廠熱控保護系統建設中，選用帶有屏蔽電力的電纜，避免動力電纜與信號線的平行鋪設，不可使用同一電纜的不同導線，降低電磁干擾問題的發生幾率，優化配置各類資源，在連接系統與信號電纜時加入濾波器，避免因動力電纜或信號線問題而產生電磁干擾故障，實現信號線與地間的并接，減少后期的維修資金，保證電廠機組主輔設備運行的可靠性。

2.2 改善熱控保護電源的切換問題

在電廠基建設計與安裝過程中，針對電廠熱控保護系統的設計，充分考慮熱控保護電源的切換問題，結合電廠機組及相關設備的整體布局，采用獨立的兩路冗余電源，滿足電廠機組主輔設備運行對電源的要求，切實解決電廠熱控保護誤動及拒動問題。在電廠熱控保護系統建設中，造成設備電源故障的原因除了電源相關元件本身的質量缺陷之外，也會因兩條冗余電路的電源切換方式而引起帶電源故障，也是電廠熱工人員在處理熱控保護誤動及拒動問題時應當充分考慮的因素，是電廠熱控保護系統設計與安裝中關鍵性的問題。為改善熱控保護電源的切換問題，相關工作人員在電廠熱控保護系統設計與安裝中準確把握DCS電源供電切換的原理，以熱控保護誤動及拒動問題為切入點，以DCS系統的電源切換方式為基礎，明確主要的負載電源與輔助性的供電電源，根據DCS系統的兩條獨立冗余電源供電設計，將第一路電源作為主要的負載電源，每個繼電器承擔一半的負荷，輔助供電電源以第二路電源為主，利用UPS為兩路帶能源供電[3]，最大程度減少供電波動情況的發生，減輕電源環流的現象，避免設備電源故障的發生，保證電源供電及整體電壓的穩定性，防止因電源切換問題而引起熱控保護誤動及拒動，以提升電廠機組主輔設備運行的安全性。

2.3 優化熱控保護邏輯

對于電廠機組主輔設備的保護應充分考慮溫度高保護問題，深入研究熱控保護誤動及拒動的產生原因，相關工作人員在電廠基建設計與安裝中正確認識熱控保護邏輯對熱控保護系統的影響，全面考慮現場環境與接線端子松動等多方面因素對機組主輔設備中相關溫度元件的影響，優化熱控保護邏輯組態。在電廠機組主輔設備運行過程中，以防止電廠熱控保護誤動及拒動問題為目的，對溫度保護增加速率限制功能，深化對機組主輔設備的溫度高保護，確保系統檢測到設備溫度的上升速率不小于205℃/s的情況下，保護系統能夠及時且準確地報警，降低熱控保護系統的誤動與拒動率[4]，為檢修人員及時排查機組及相關設備出現的故障提供保障。

在電廠基建設計中，采用技術成熟且可靠的熱控元件進行熱控保護系統的設計，選用符合DCS系統要求的軟件與硬件，提升DCS系統的自診斷能力及其整體可靠性，選用運行業績較好的熱控就地設備，嚴格把關熱控保護系統的設計與安裝和調試質量，對電子間的溫度與濕度及灰塵等環境條件進行嚴格控制，熱控就地設備盡可能遠離熱源與干擾，以保障電廠的熱控自動化運行。

2.4 盡可能采用冗余設計

在電廠機組主輔設備運行中，考慮到過程控制站的電源與CPI控制器冗余設計廣泛應用的現實情況，為防止電廠熱控保護誤動及拒動故障，盡量采用冗余設計，加強監控跳閘電磁閥等一些保護執行設備的動作電源，提升電廠發電機組運行的安全性。在電廠熱控保護系統設計與安裝中，對重要的熱工信號實施冗余設置，在不同的卡件上布置一些重要測點的測量通道，采取多點且相互獨立的取樣方法，改進多點并列的方法，有效監控與判斷同一取樣的測點信號，分散危險，實現對故障的高效查找與處理[5]，提升保護系統的可靠性。

2.5 提高熱控人員工作素質

熱工人員的業務能力與素質，決定其工作水平，影響著熱工人員在電廠熱控保護系統操作中的具體行為。考慮到熱控保護誤動及拒動一定程度上受到工作人員的行為規范及系統設計與安裝質量影響這一現實情況，加強對熱工人員等電廠相關工作人員的專業技能與文化知識培訓，深層次分析熱控保護誤動及拒動問題的產生原因，強化熱控人員的行為約束管理，落實電廠熱控保護系統的規范操作程序及行為要求，提升電廠熱控人員的業務能力與工作素質，讓熱工人員在操作熱控保護系統時嚴格執行規范操作，深化系統操作的規定程序，避免因人為因素而引起熱控保護誤動或拒動，保證電廠機組主輔設備的安全運行。考慮電廠安全生產的實際需要，敦促電廠熱工人員嚴格執行定期維護制度，提升熱工人員的業務水平，做好電廠機組主輔設備的維護管理工作，讓電廠發電機組處于良好的工作狀態，以提高保護系統的整體可靠性。

3 結語

新技術新設備在電廠中的廣泛應用，推動發電設備的自動化與智能化發展，電廠熱工保護問題更受關注。以電廠熱控保護誤動及拒動問題為切入點，以防范系統與設備故障為目的，全面分析熱控保護誤動及拒動問題的產生原因，增強系統的抗干擾能力，改善電源切換問題，優化熱控保護邏輯及冗余設計，加強對熱控人員的技術培訓，避免故障的進一步擴大，切實預防與解決熱控保護誤動及拒動故障，保障電廠的安全生產。

參考文獻

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[4]王西平.電廠熱控保護誤動及拒動問題之研究[J].通信世界，2016，（19）：124-125.

[5]張寧，肖依慶.電廠熱控保護誤動及拒動問題分析[J].大科技，2018，（08）：53-54.