電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析及對策

張海 林山 陳寶釗

摘要：對于火力電廠的正常運轉而言，電廠的熱控保護系統(tǒng)在此過程中有著十分重要的作用與意義。在本文中，將從火力發(fā)電廠的熱控系統(tǒng)出發(fā)，來對其在實際應用的過程中出現(xiàn)保護誤動與拒動的原因進行分析，使熱控保護系統(tǒng)的綜合效用得以充分的發(fā)揮。

關鍵詞：火力發(fā)電;電廠熱控;誤動與拒動

引言：在我國社會經濟快速發(fā)展的背景下，電力能源在實際應用過程中的整體需求量也隨之增加。而火力發(fā)電作為我國重要的電力來源，已經實現(xiàn)了自身的自動化與智能化發(fā)展。而作為火電廠正常運轉的核心保障系統(tǒng)，熱控系統(tǒng)在實際應用的過程中通常會發(fā)生誤動與拒動等現(xiàn)象。

一、電廠熱控系統(tǒng)簡述

電力系統(tǒng)是我國工業(yè)發(fā)展的基石，在電廠中，熱控保護系統(tǒng)是火力發(fā)電機組的重要組成部分。電廠熱控系統(tǒng)的作用是當火力發(fā)電機組運行過程中溫度、功率等參數超過正常標準時，自動啟動相關防護設備，并及對機組采取一定的程度的保護，從而軟化設備故障，避免出現(xiàn)更加重大的設備損壞，威脅到工作人員的生命安全。熱控系統(tǒng)經常會出現(xiàn)保護誤動或拒動的情況，危害整個電廠的安全，當設備正常運行時，系統(tǒng)因為自身故障而引起動作，造成設備停止被稱為保護誤動，在主輔設備發(fā)生故障時，熱控保護系統(tǒng)不動作被稱為保護拒動。

二、電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析

（一）熱控保護系統(tǒng)的邏輯設計不合理

部分電廠熱控保護系統(tǒng)發(fā)生誤動和拒動的現(xiàn)象，是由于熱控保護系統(tǒng)運行邏輯設計的不合理，沒有考慮到電廠火力發(fā)電機組的實際運行需求，與設備的性能不匹配。DCS軟件與硬件是熱控系統(tǒng)的重要組成部分，可以提高機組設備運行時的安全性。但是DCS控制系統(tǒng)中的軟件與硬件容易發(fā)生故障，保護邏輯也存在不合理的地方，容易引起熱控保護系統(tǒng)的誤動。另外，DCS控制程序發(fā)生故障時，會對熱保護系統(tǒng)的輸出模塊、設定值模塊等造成不好的影響，容易造成數值混亂。

（二）熱控元件故障

我國大部分電廠都是在幾十年前建立的，熱控保護系統(tǒng)中的控制元件經常出現(xiàn)質量不過關、老化、冗余設置等問題，部分元件的型號較為古老，運轉效率低下，已經無法滿足電廠當前的需求，影響了熱控保護系統(tǒng)的運行效率。熱控元件故障是熱控保護系統(tǒng)中比較常見的故障，會影響設備的正常運轉，容易造成熱控保護系統(tǒng)的誤動和拒動，進而影響到電力系統(tǒng)的可靠性。

（三）電纜接線故障

在發(fā)電機組運行中，電纜接線的實際處理關系到熱控保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性，接線柱進水、絕緣保護脫落、電纜老化、管線需接、短路、斷路等問題都是熱保護系統(tǒng)誤動、拒動的常見原因。另外，熱控保護系統(tǒng)在安裝過程中也容易出現(xiàn)質量問題和故障，經常會出現(xiàn)不按照規(guī)范流程安裝的情況，導致熱控保護系統(tǒng)與電廠機組的性能不匹配，也會引起熱控保護系統(tǒng)的誤動和拒動。

（四）熱控設備電源故障

安全、穩(wěn)定的電力供應是發(fā)動機組設備和熱控保護系統(tǒng)正常運行的基礎條件。隨著各地區(qū)的用電量的不斷增加，發(fā)電機組設備的負擔也在逐漸提高，對電力供應系統(tǒng)有著越來越高的要求。在機組主輔設備運行過程中，熱控設備的電源和插件接觸不良、電力供應緩慢、不足等都是常見的故障，是引起電廠熱控保護誤動及拒動的重要原因，增加了電力系統(tǒng)運行中的風險。

三、廠熱控保護誤動及拒動的對策

（一）增強抗干擾能力

電廠熱控保護系統(tǒng)的工作中，需要通過各類傳感器以及數據的分析中樞，在取得各類檢測信息之后，才可作出相應動作，當干擾信號接入后，很容易產生誤動或拒動問題。抗干擾能力的提高中，要完成兩項工作，其一是對于信號傳遞系統(tǒng)的抗干擾能力提高，該系統(tǒng)常用弱電通信系統(tǒng)傳遞電平信號，可以在信息的傳遞線纜外層，配置銅制電磁屏蔽網，以屏蔽電廠中的電磁干擾信息，另外在各類線纜的捆扎中，也要做好線纜敷設位置的科學設計與調整工作，比如對于非母線的強電系統(tǒng)，不可和弱電系統(tǒng)集中捆扎，同時強電線纜和弱電線纜間距不可小于20cm。

其二是主動式或被動式干擾信號的屏蔽電路配置，在被動式的干擾信號屏蔽系統(tǒng)中，要合理調整電阻、電容和電感器的配置方法，對于主動式的屏蔽裝置，要在熱控保護系統(tǒng)的周邊運行空間內配置電磁信號的接收和識別裝置，并形成主動性的抵消信號，達到消除干擾信號的目的。

（二）調整電源切換方案

在電源切換方案中，要實現(xiàn)電源的智能調配設施，從而在熱控系統(tǒng)的工作中，無需人員參與即可調整該系統(tǒng)的工作方案。對于熱控系統(tǒng)來說，若要各類設備投入運行，必然需要在其中建成強電系統(tǒng)，而在智能化系統(tǒng)的工作階段，要根據系統(tǒng)的運行狀態(tài)自主斷電或者通電。

具體的系統(tǒng)調整過程，可以使用繼電器，將自動控制系統(tǒng)發(fā)出的指令以電平信號傳遞，在繼電器的弱電端，配置信號放大器，從而讓控制中樞發(fā)出的信號指令可以被繼電器接收并利用，在發(fā)出控制指令時作出響應動作。此外對于不同的被控對象，要實現(xiàn)控制信號的定向化利用，也需要在信號放大器之前設置RFID芯片，由熱保護信號的處理計算機發(fā)出的控制信號之前，根據控制方案配置報文數據，和RFID芯片攜帶的獨一編碼相同時，則該信號被固定的電源響應狀態(tài)控制系統(tǒng)取得。

（三）優(yōu)化熱控保護邏輯

在熱控保護邏輯的優(yōu)化過程，要實現(xiàn)“由內而外”的優(yōu)化體系，對比內部優(yōu)化，要形成整個系統(tǒng)的監(jiān)管系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中是否存在熱控元件故障、被控對象故障等問題，對于外部優(yōu)化，則需要根據被調整設備的工作方案，對控制邏輯進行調整。

在內部控制中，可以根據事故樹模型，確定該系統(tǒng)的常見安全問題發(fā)生概略，同時根據各類元器件的說明書與工作方案，確定這類設備發(fā)生故障的概率，采用“與”門邏輯和“或”門邏輯，制定防范安全問題的監(jiān)管系統(tǒng)。

在外部控制中，采取的新型邏輯方案是，針對各類設備的故障，要設置“非”門邏輯，在發(fā)現(xiàn)存在輸入信號，而無輸出信號，或者輸出信號標識設備出現(xiàn)故障時，直接對該設備斷電處理。對于其他的功能，根據要求配置“與”門、“或”門等邏輯電路。

（四）盡可能采用冗余設計

對于電廠熱控保護誤動以及拒動問題的應對而言，在對其進行應對與優(yōu)化的過程中，針對其過程控制站電源與中央處理器來采取冗余設計形式進行處理，已經成為當前階段中處理電廠熱控保護誤動與拒動問題的有效措施。而在現(xiàn)階段的實施的過程中冗余設計的應用已經變得十分廣泛。為此，就要在具體實施項目的過程中，結合整體熱控系統(tǒng)的設計特點，對于設備中的關鍵熱工信號裝置，通過在線冗余設計的方式，對于出現(xiàn)同一采樣點的監(jiān)測與判斷信號，使網絡中的核心策略通過能夠穩(wěn)固的分布在不同的卡件上，使其能夠發(fā)揮出風險均攤的效果。如此一來，便可以基于對系統(tǒng)化的邏輯設計與控制策略進行優(yōu)化與調控，以實現(xiàn)對發(fā)電廠的熱控保護水平的提升，實現(xiàn)熱控保護誤動與拒動故障發(fā)生率的最小化。

結論：綜上所述，電廠熱控保護誤動與拒動的原因主要表現(xiàn)在保護邏輯設計不合理、熱控元件故障、電纜接線故障、熱控設備電源故障等方面。為此，就需要通過采取增強熱控保護系統(tǒng)的抗干擾能力、改善熱控保護電源的切換問題、優(yōu)化熱控保護邏輯、盡可能采用冗余設計的措施，來實現(xiàn)對電廠廠熱控保護誤動及拒動的科學應對。

參考文獻：

[1]曾陽，蔣婷，王興法.電廠熱工DCS保護誤動、拒動原因及對策分析[J].技術與市場，2019，26（01）：138+140.

[2]張學軍.電廠熱控保護誤動及拒動原因分析[J].當代化工研究，2020（06）：24-25.

[3]杭利新.電廠熱工DCS保護誤動和拒動原因、對策分析[J].山東工業(yè)技術，2017（01）：163.