電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施探討

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引言

受當前高新科技的影響,電廠在發展的過程中正在逐步向自動化設備的方向發展,而DCS控制保護系統憑借其安全、可靠、高效等優勢加快了電廠發電組自動化方向發展的步伐。該系統的全面應用為工作人員帶來了方便,但是一旦其在使用過程中出現故障,就會嚴重影響電廠各個環節的工作效率。因此,對可能引起DCS系統發生故障的原因進行總結歸納,并針對問題提出相應的解決措施。能夠有效地杜絕已知原因造成系統故障的可能,降低效益損失,提升工作效率。

1 DCS的基本介紹

DCS系統的靈活性和擴展性都較好,能夠對工作畫面進行操作,在控制和運算方面都有較大的優勢。其運算功能可以應用在對現有工藝參數進行推斷方面,并根據結果預測接下來的參數走向,并結合歷史數據對該趨勢進行分析,一旦發現任何與標準不符的數據,都會及時發出警報,以此來保護整個系統的運作,使整個運行裝置都能受到DCS系統的監控,保證在工藝生產過程中能夠被全方面的監管。在該項技術被廣泛應用后,其使用范圍迅速擴大,隨之而來的是大量的裝置問題。對于熱控系統中的電纜、測量、控制系統以及工作系統等在室外的裝置而言,無論哪一個結構出現故障,都會影響整個系統,進而引發熱控DCS控制保護回路誤動作或者運營機組跳閘,最終影響整個系統的正常工作。熱控系統能否正常運行直接影響經濟效益的效益空間。

2 問題研究分析

2.1 軟件故障引起的誤動 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。

2.2 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。

2.3 硬件設施存在故障 在整個DCS控制保護系統中,硬件設施是直接執行工作指令的部位。當其中出現元器件遭到破壞、電路出現接觸不良、電源不按工作標準輸出電壓電流等問題時,會直接導致DCS發生故障。從而無法對整個工作系統進行實時監控,此時對設備的驅動效果受到影響,各個環節的指示燈會出現錯誤顯示,進而引起保護系統對工作參數有了錯誤的分析與判斷,最終使電廠熱控系統DCS控制保護回路誤動作。熱工元件出現故障會直接導致主機和輔機對整個工作系統無法保護,從而產生誤動現象,該種情況主要是元器件的質量不符規定標準。除此之外,在DCS邏輯中應用單元件工作也會容易引發元件故障,進而產生保護回路的誤動作。在硬件設施中有還有電源和接地系統都容易損壞,零線、火線和地線在經過長時間使用后,會使外部的絕緣皮老化破損,使其暴露于空氣,容易產生電線混電,使保護系統誤動作,甚至引發火災等重大事故。

3 優化措施分析

3.1 提高工作人員的綜合素質并完善管理模式 電廠工作是由每個獨立的員工進行自己的工作操作完成的,每個工作人員都應該擁有專業的工作技能與認真負責的工作態度。在技能方面,在招聘時就要嚴格要求,應該較為注重其專業技能與工作經驗是否合乎崗位需求。在工作中對其進行統一培訓,使其具有良好的技術水平,并通過適當的上崗操作,完成技能達標。在工作態度上,要讓員工有清楚的責任意識與安危意識,使其能夠從自身發展的角度考慮,進而在工作中能夠以最佳的工作狀態完成工作內容。電廠企業也是共同工作的整體,而整體的工作環境中應該有完善的管理系統,以此保證員工的工作質量與領導的公平管理。因此,在工作中要明確規定,嚴格遵守工作流程,在對數據庫的信息進行修改時,要對其信息進行備份保存。日常工作中要規范操作并進行工作內容的詳細記錄。

3.2 采用多重化的熱工信號攝取方法,可減少檢測回路自身的誤動作率 為了綜合信號串聯后誤動作故障率降低和信號并聯后拒動作故障率降低的優點,將兩個信號先進行串聯,然后進行并聯。單個檢測元件的誤動作率或拒動作率很小時,四信號串并聯后的信號單元的誤動作率、拒動作率均大大減小。當用作聯鎖保護的測量信號本身不可靠時。系統的誤動概率會大大增加。而熱控保護聯鎖系統中的觸發信號采用了不少單點測量信號。熱控單點信號保護回路的異動,很多情況是外部因素誘導下的瞬間誤發信號引起。不少故障僅僅是因為某個位置開關接觸不良或某個擋板卡澀而造成機組跳閘。為防止單個部件或設備故障和控制邏輯不完善而造成機組跳閘,對運行中易出現故障的設備、部件和元件。從控制邏輯上進行優化和完善。通過預先設置的邏輯優化來降低或避免控制邏輯的誤動作。運行機組應對熱控保護連鎖信號取樣點的可靠性調試確認。對控制系統的硬件、邏輯條件、定值進行可靜態、動態試驗,對機組設備安全運行有嚴重影響的熱控保護邏輯進行優化,例如：a.條件許可的單點信號保護邏輯。改為信號三取二選擇邏輯。加入證實信號改為二取二邏輯。b.實施上述措施的同時。對進入保護聯鎖系統的模擬量信號,合理設置變化速率保護、延時時間。C,縮小量程來提高壞值信號剔除作用等故障診斷功能。設置保護聯鎖信號壞值切除與報警邏輯。如某廠因煤量波動引起風量大幅度波動引起引風機、送風機電流過載,通過合理設置風機變化速率保護、煤量限幅及煤量指令速率限制后,取得很好效果。

3.3 提高設計、施工、檢修的水平 目前系統的電源以及主控模塊的冗余設計以及得到普及,但是對于保護執行設備的動作電源也需要得到重視。在系統的設計時,對于一些重要的保護執行設備的動作電源采用冗余設計,摘要的檢點要分散布置到不同的卡件上,這樣對重要取樣點能夠得到準確的測量信號,降低保護誤動作的可能性。在出現系統模塊出現故障時,要迅速完成故障診斷,并對故障模塊進行更換。企業需要定期派遣專業人員對系統進行維護和檢修,對熱控系統的工作人員加強技術培訓,通過開展講座、競賽等形式提高操作人員的技術水平。

3.4 完善管理制度 對應用軟件要做好備份,在數據庫修改前要做好保存。更新或修改軟件時要遵守規范,做好記錄。計算機要做好病毒防范措施,在沒有經過測試和確認的軟件不能下載。在系統出現故障時,要確保能夠繼續運行的部分正常監控,排除故障。在維護設備時要做好完善的隔離措施,避免出現設備聯鎖反應的誤動作。

3.5 應用可靠的技術和元器件 為了提高DCS系統控制回路的可靠性,應當選擇安全可靠、應用成熟的熱控元件。出于成本考慮,在有限的資金下企業可能選擇降低元器件質量標準的方式減少成本,但是在一些關鍵和高要求的部分,應當選擇高質量的設備,保證DCS系統運行的可靠性。通過提高DCS系統硬件的質量能夠降低系統誤動的概率,并有助于DCS軟件進行自診的能力。

結語

電力能源在社會上的廣泛應用,促進了電力行業科學技術的發展,而現代化高端科學技術在行業中的應用,使得電力生產更為高效化、自動化。在電廠中,DCS系統的引進,使得電力生產更為高效智能,這一系統具有良好的靈活性與拓展性,能夠通過監測發電機組運行數據,將之與標準數據對比,來預測生產障礙,從而實現前瞻性調整、檢修,確保電廠發電工作的正常進行。DCS系統雖然比較先進,但是在硬件設施、控制邏輯、外部環境、調試過程等方面其實存在一定缺陷,這些缺陷導致系統容易出現控制回路誤動作。深入分析電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因,提出合理解決措施,確保系統控制邏輯、回路動作正常,對于電廠安全平穩生產有著重要意義。