電廠熱控保護誤動及拒動原因分析

昝啟光

（快樂沃克人力資源股份有限公司，石家莊 050031）

電廠分布式控制系統（Distributed Control System，DCS）的成熟發展，有效提高電廠發電機組運行的經濟性，現已成為電廠機組尤為重要的組成。對于電廠熱控保護系統運行的具體情況而言，元器件質量和系統設計及安裝等各個方面因素的影響，導致電廠熱控保護的誤動和拒動問題頻發，嚴重影響電廠機組的安全運行。需對熱控保護系統在電廠機組安全運行重要作用的發揮、熱控保護系統發生的誤動與拒動問題進行充分考慮，避免電廠熱控保護系統發生失靈，將確保機組的安全運行作為目標，深入探索熱控保護誤動與拒動情況的形成原因，推動熱控保護系統優越性的充分發揮，有效處理電廠熱控保護誤動與拒動問題，充分保障電廠生產的順利性和安全性。

1 電廠熱控保護系統概述

1.1 電廠熱控保護系統的簡述

電力熱控系統可確保電廠熱力的順利運行，讓其有效提供額外的電能。伴隨我國市場經濟的飛速發展，有效增強電廠熱控系統，實現相關設備的全面發展急待解決。所以，若想確保電廠的高效運行，應提供最佳的技術支持。在進行供電網絡智能化的優化改造中，應針對電廠內部設備融入新型運作理念，形成高效的控制體系。電廠本身是否可以順利發電，對電廠運行的安全性及其之后的建設質量存在直接影響。在實際的運行中，電廠熱控保護系統和相關驅動問題，在具體的使用中很容易受到不可控因素帶來的影響，導致問題層出不窮。所以，無法高效調節整體保護裝置的精準性，為電廠熱控系統的安全運行造成干擾。在具體的改善中，應充分結合技術研究成果，結合其整體的工作方式，應采用科學有效的控制技術。

1.2 電廠熱控保護誤動與拒動的簡述

在進行電廠熱控保護和誤動、拒動問題的處理過程中，需按照其誤動和拒動的相關原因，采用合理有效的措施。此外，需增強相關系統的詳細檢修和后續維護。在具體的檢修中，若是發現其相關問題，應及時停止此設備的應用，在具體使用中防止發生磨損或發生其他故障。應全面修補發生問題的設備，并詳細分析設備的損壞度，避免工作人員操作設備時發生失誤。在電廠的實際運行中，針對上述問題應進行高效的處理和充分考慮。為了保障熱控裝置系統的順利運行，可采用切實可行的措施，有效增強熱控保護裝置。在熱控保護系統的未來發展中，我國的自動化控制水準對比以往，實現了全面提高。除此之外，控制系統還可積極融入到我國新型的電子技術之中，實現高效地通信與控制。可提供具有顯著交互性質的操作界面，減少操作困難，讓工作人員實現高效操控。此外，在具體的應用中，很可能會發生各種故障。所以，應充分降低DCS系統的整體控制誤差，有助于實現DCS系統的整體利用。

2 熱控保護系統的目的及重要性

熱控保護系統作為電廠發電機組尤為重要的組成部分，熱控保護的可靠性對于提升機組主、輔設備的安全可靠性發揮著舉足輕重的作用。熱控保護系統的功能是在機組主、輔設備具體運行中的參數超過標準可控制范圍時，自動緊急聯動相關設備，及時采用相關策略進行機組或設備故障的有效保護，規避發生重大設備損壞或其他非常嚴重的后果。在主、輔設備的順利運行之中，由于保護系統本身故障而引發動作，導致主、輔設備停運，稱之為保護誤動，會導致出現沒有必要的經濟損失；若是主、輔設備出現故障時，保護系統若出現故障而不動作，稱之為保護拒動，由此導致的事故不容忽視且可能會不斷拓展。

伴隨發電機組容量的不斷拓展與參數的提升，熱控自動化程序得以優化創新，特別是伴隨DCS分散控制系統在電力中的廣泛運用和飛速發展，DCS控制系統利用自身較強的功能與優勢，最大限度地增強機組的經濟性、可靠性和安全性運行。可因為參與保護的熱控參數伴隨機組容量的不斷提高而日益增多，機組或設備誤動或者拒動的幾率不斷提高，熱控保護誤動與拒動的情況頻繁出現。所以，提升熱控保護系統的可靠性，有效降低或消除DCS系統失靈與熱控保護誤動、拒動意義重大。

3 電廠熱控保護誤動及拒動的原因

電廠熱控保護誤動通常指的是電廠發電機組主、輔設備的順利運行中，因為保護系統本身出現的故障而引起非正常保護動作導致的設備停止運行。拒動一般指的是電廠機組主輔設備出現故障時，保護系統存有故障而不進行動作，影響熱控保護系統誤動拒動的因素眾多，通常體現在人為因素、保護邏輯設計、熱控元件和電纜連接等。電廠熱控保護誤動及拒動的原因如圖1所示。

圖1 電廠熱控保護誤動及拒動的原因

3.1 保護邏輯設計缺少合理性

在進行熱控保護系統的設計中，若是對電廠發電機組主、輔設備運行的具體需求并未進行深入考慮，就會導致保護邏輯設計缺少合理性，導致熱控保護系統無法匹配電廠發電機組及相關主、輔設備的性能和功能標準，導致電廠發電機組在具體的運行中，較易出現因熱控保護系統本身故障而出現誤動和拒動問題。除此之外，熱控保護系統軟件和硬件是電廠發電機組熱控保護系統中尤為重要的組成部分，在熱控保護系統之中，部分過程控制站的接入與熱控保護系統高效發揮作用，對于提升電廠發電機組的主、輔設備的穩定運行具有重要意義。熱控保護系統中軟硬件故障和保護邏輯缺少合理設計會導致熱控保護系統發生誤動，此外，軟硬件故障直接影響著系統輸出和設計值模塊，進而發生誤動和拒動問題。

3.2 熱控元件的故障問題

在電廠發電機組的具體運行中，其熱控元件的質量出現問題或熱控元件出現老化和冗余設置出現缺失等，是熱控保護系統中十分常見的熱控元件故障，可這些故障的出現較易導致電廠發電機組主、輔設備保護系統的誤動與拒動。

因為電廠發電機組運行中熱控保護系統熱控元件出現故障而導致的熱控保護系統誤動和拒動，是發電機組主、輔設備運行中頻繁遇到誤動和拒動的常見因素。不僅如此，若是設備電源出現故障，將導致熱控保護系統發生誤動和拒動。如今電廠發電機組熱控保護系統的自動化水平日益提高，熱控保護增多了分散控制系統，部分過程控制站具有停電保護功能，可若是設備電源因為質量問題或者構件損壞故障致使連接器接觸不良，就會導致供電系統出現問題，使熱控保護系統發生誤動與拒動。

3.3 人為因素的影響

在電廠熱控保護系統的運行中，由于人為因素導致的保護誤動或者拒動十分常見，其重要原因主要在于檢修人員的操作失誤，如果無法看清圖紙編號，將導致端子接線出現失誤，無法確定邏輯組態模塊的塊號，在解除保護時易發生操作失誤等各種情況。人為因素導致的電廠熱控保護系統誤動和拒動的幾率較高，若是維修人員或運行操作員在定期檢修維護開展以后，在保障保護系統投入開關使用之前，并未針對保護信號實施復位處理，進而易出現誤動。除此之外，還存有儀表檢修之后并未開啟儀表管路的二次閥門狀況，其中人為失誤操作將導致熱控保護系統出現誤動或拒動。

3.4 電纜接線故障的影響

在電廠發電機組的具體運行中，電纜接線的具體處理直接影響著電廠熱控保護系統的安全運行，此外也是有助于處理電廠熱控保護誤動和驅動問題的重要因素之一。電纜接線的接線柱進水、電纜被外界燙壞、電纜出現老化和絕緣皮損壞的狀況，將導致電廠發電機組運行中電纜接線發生斷路、短路和虛接等狀況，從而導致電廠熱控保護系統發生誤動和拒動。除此之外，對于電廠發電機組和相關輔助設備的運行而言，熱控保護系統的設計與具體安裝中，若是發生質量問題，如：和主、輔設備性能或者型號不相符，進而引發熱控保護系統的誤動拒動問題。

4 電廠熱控保護誤動及拒動的解決措施

4.1 提高熱控保護系統抗干擾能力

DCS控制系統的不斷發展，有助于實現電廠相關系統的優化完善，使電廠領導對熱控保護問題給予高度重視。在電廠基建建設的過程中，相關部門應注重選擇適宜的接地地點，全面調整并優化系統的接地模式，有助于充分提升熱控保護系統的抗干擾能力。為了避免電廠熱控保護發生誤動與拒動問題，在進行電廠熱控保護系統的建設過程中，應采用屏蔽電纜的方式，同一電纜不可采用不同導線，有助于減少電磁的干擾，實現各類資源的優化配置，將濾波器融入到連接系統與信號電纜上，充分實現信號線與地間的并接，有助于節省大量的維修經費，推動電廠機組各種設備的安全運行。

4.2 選用冗余設計

過程控制站針對電源和中央處理器（Central Processing Unit/Processor，CPU）開展冗余設計已成為常見的設計之一，可實現對保護裝置行動的嚴格監控。需要在重要熱控信號裝置中開展在線冗余設計，來源于同一個采樣點的監測與判斷信號與此網絡的重要測量通道需設置在不同的卡片上以分散風險，有助于實現提升可靠性的目標。除此之外，觀測點原位取樣孔需采取互相獨立的抽樣方式，有助于提升其可靠性與接觸故障的便捷性。一個取樣點根據多點并行的方式進行改善。當前階段，大部分機組的爐膛安全監控系統（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）與輔機保護裝置由DCS系統充分實現，有助于DCS實現系統的“危險分散、集中控制”的優勢，應特別注意幾方面。

采集多路信號若是同一個信號，需分散在同一個處理器分散處理單元（Data Processing Unit，DPU）的不同模件上，例如：爐膛復壓測量中開展“三取二”的開關量測量系統。信號開展“四取三”或是“三取二”措施，有效增強保護的可靠性和穩定性，避免熱控系統出現保護誤動與拒動。在進行DCS邏輯組態中，為了避免現場出現意外問題，可分別針對每個信號安裝串聯的質量判斷裝置。在進行電纜的鋪設時，應特別重視熱電偶、熱電阻溫度信號與24V/48VDC（虛擬數據中心Virtual Data Center，VDC）開關量信號互相之間的抗干擾問題。蒸汽機的跳閘保護（Emergency trip system，ETS）系統大多數采取雙冗余的可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）與熱備用的設置。針對系統重要檢測號，例如：軸承振動差脹、軸向位移和潤滑油壓等安裝位置的元件技術性能能否滿足標準，應嚴格遵照廠家提供的詳細校驗報告來檢測。

4.3 增強熱控保護電源切換問題的優化

在進行電廠基建設計和安裝中，對于電廠熱控保護系統的設計，需要對熱控保護電源的切換問題進行充分考慮，充分結合電廠機組和相關設備的全面布局，采取獨立的2路冗余電源，充分滿足電廠機組主、輔設備運行對電源的基本要求，有效處理電廠熱控保護誤動和拒動問題。在進行電廠熱控保護系統的建設中，導致設備電源發生故障的原因不僅包含電源有關元件自身的質量缺陷，而且還會因為2條冗余電路的電源切換模式而引發帶電源故障，因此電廠熱控人員進行熱控保護誤動與誤動問題的處理時，要對其引發因素進行充分考慮，這是電廠熱控保護系統設計及安裝中的重要問題。為了處理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和安裝過程中精準掌控DCS電源供電切換的基本原理，將熱控保護誤動與拒動問題當作切入點，以DCS系統的電源切換方式作為基礎，確定重要的負載電源和輔助性供電電源，充分結合DCS系統的2條獨立冗余電源供電設計，將第一路電源當作重要的負載電源，每一個繼電器都要承擔一半的負荷，輔助供電電源以第二路電源為主，通過UPS為2路帶能源供電，有效降低供電波動的發生，避免出現電源環流問題，防止設備電源出現故障，為電源供電和整體電壓的穩定性提供保障，規避因為電源切換問題而造成熱控保護誤動和拒動，有助于提高電廠機組主、輔設備的安全運行。

4.4 增強熱控人員工作素質的培養

熱控人員的業務能力和綜合素質直接影響著其工作水平，對其在電廠熱控保護系統操作中的相關行為造成直接影響。對于熱控保護誤動及拒動受到工作人員的行為規范、系統設計和安裝質量影響的這項狀況進行充分考慮，應重視對熱控人員等電廠有關工作人員的專業技能、綜合文化知識的培訓，針對熱控保護誤動和拒動問題的出現原因進行深入分析，增強熱控人員行為的約束管理，加強電廠熱控保護系統操作程序的規范性和行為標準要求的明確落實，有效提高電廠熱控人員的專業能力和工作的綜合素質，確保工作人員在熱控保護系統的操作過程中嚴格遵照相關規范開展操作，增強系統操作規定程序的深化，防止因人為因素而導致熱控保護誤動或拒動，為電廠機組主、輔設備的安全運行提供保障。還要對電廠安全生產的實際需求進行充分考慮，為電廠熱控人員嚴格執行并定期維護制度提供保障，有效提高熱控人員的綜合業務水平，增強電廠機組主、輔設備的維護管理，保障電廠發電機組具有最佳的工作狀態，為保護系統整體的可靠性提供保障。

4.5 加強設備的定期維護和技術培訓

設備維護制造商對在進行生產過程中存在的問題和設備運行的可靠性，進行詳細的對比分析，熱控監控系統設備出現誤操作與用戶拒動的2個重要因素之一就是我國熱控設備維護管理水平與熱控業務管理技術。增強電廠熱控設備的及時檢查、相關設備檢修的維護管理有利于確保電廠運行的安全性和穩定性，日常用電維護與設備的定期檢查等是機械設備維護管理的重要方式。日常設備維護管理涉及單位動力設備的清潔與保養維護、動力設備的潤滑與工件潤滑、油漆和除銹等日常設備的維護管理工作。定期的檢查與定期的檢查服務涉及到定期檢查相關工作、明確適宜的工作時機、單位或在停機時需對移動設備進行定期檢查、高效處理發現的問題和故障設備的更換等相關單位設備的嚴格檢查。下次啟動運行之前，應開展整體試驗機與熱控保護實驗。

針對熱控人員定期開展安全工作知識的學習及專業技能教育的培訓，這是日益提升電廠熱控單位運行安全生產的重要方式。現如今，電廠電力設備的全自動化具有更高的程度，可依舊存有很多不穩定的因素與原有技術的缺陷。熱控人員需嚴格檢查機械設備，對設備運行是否異常進行嚴格檢查，精準掌控設備理論知識與健全的設備工作管理技能，規避因為熱控設備保護的誤動與拒動而出現的經濟損失。

5 結束語

總的來講，伴隨電力行業的欣欣向榮，發電設備不斷實現智能化與自動化，系統的可靠性與安全性在其中發揮舉足輕重的作用。然而，要想獲得絕對可靠的設備是不現實的。但故障和事故之間并非存有必然關聯，還可提前防范故障，唯有提前檢查，才可及時發現故障，之后采用措施排除故障，防止故障拓展。此外，在提升熱控保護可靠性時需在確保不出現誤動的條件下，避免出現誤動情況，并針對熱控保護系統采取各種措施，有效提升熱控保護的可靠性，進而充分提升機組的經濟性和安全性。