探析電廠熱工DCS保護誤動和拒動原因及對策

撫順遼電運營管理有限公司 史 艨

DCS系統作為一項成熟的自動化控制系統，能夠確保電廠在運行過程中有著較高的運行效率和自動化水平，廣泛應用于各大發電企業的電力生產過程。但DCS系統在使用過程中，依舊有著較大的概率發生誤動和拒動的現象發生，使得相應的生產環節失去了原有安全系統的保護，造成經濟損失，嚴重影響生產效率。

1 電廠熱工DCS保護誤動和拒動的發生原因

DCS保護系統的運行能夠保證電廠電力生產過程穩定安全，可防止故障發生時產生較大的損失。但是DCS在發生誤動和拒動的過程中，常會影響到電廠生產效率以及安全保護環節。引起DCS發生故障的原因也相對多樣，需要相應的工作人員加強對故障產生原因的排查和研究，在日常維護和調試過程之中加強重視程度，減少意外發生的概率。

1.1 DCS軟硬件故障

DCS系統軟硬件發生故障是自動化運行過程中發生故障的主要原因之一，對于生產造成較大的影響，并且對于問題的檢修以及維護過程也相對復雜。熱工DCS系統由數據監控過程和控制組成，以通信網絡為樞紐進行分散控制子系統。系統在現場的運行過程中控制各個單元、網絡通信單元以及人機接口等對各單元。在系統運行中倘若出現任意單元的故障就會產生故障，表現為保護系統的誤動和拒動。在生產運行中現場的生產環節以及設備老化等多個因素均會導致通信系統的誤動，技術人員的專業素質能力往往能夠決定DCS系統的維護程度，減少運行之中發生誤動和拒動的概率。

與此同時，DCS系統設備的檢測啟動和停止情況由自身的系統程序進行控制，通常情況下通過查詢電壓的方式進行間接控制。為了避免在使用運行過程中外圍電路對于DCS系統產生影響，DCS在每一個端口的子板上都要安裝保險絲，當運行中發生短路或者是斷路時會發生熔斷現象，防止電流在短時間內產生較大的熱量引發火災或者是設備故障。由于DCS自身系統的安全保護，使得在電力生產環節相應的技術人員不需要每時每刻對于數據進行監控，當發生熔斷時對于各個環節進行檢修工作，并且將熔斷的保險絲進行及時的更換，恢復系統的正常運行。如果系統在運行中發生保險絲熔斷現象過于頻繁，表明DCS系統本身具有故障因素，相應的技術人員以及維護人員應加強對軟件以及設備進行診斷，防止在后續的使用過程中依舊發生上述問題。

1.2 熱元件故障

熱系統的安全保護系統中，熱元件是重要的傳感器，在對系統運行中的信息采集發揮著關鍵性的作用。熱元件對熱工保護安全性以及可靠性息息相關，然而由于現場的壓力、流量以及多方面因素的影響，使得熱元件在使用的過程中發生異常情況，影響到最后溫度的檢測環境，從而造成主輸出輔機發生錯誤判斷，影響保護系統的正常運行。此外，在相應的調查過程中得出，一些電力生產部門自身的熱元件性能表現較差，與其自身的質量控制有著直接的聯系，相關部門缺乏對于熱元件的重視程度，在進行質量的控制及以及產品的采購過程中沒有制定嚴格的制度，致使后續元器件發生質量問題。熱元件自身在使用過程中也有著明確的壽命限制，在長期使用并且不更換的條件下，容易發生老化以及燒毀的現象，影響其對于信息采集的效率。所以，相應的管理部門以及采購部門應加強對元件設備的質量管理，加強對于設備元件的調試和質量檢測工作，防止在使用過程中發生質量問題。同時，加強對熱元件本身的維護以及更換，制定明確的規定進行更換安排。

1.3 電纜接線故障

由于電廠自身的工作環境較為特殊，信號電纜以及接線端長期處于高溫、潮濕以及煙塵較大的環境之下，加之受外界環境的影響，容易使得電纜本身發生老化現象。相應的維護和管理部門對于接線本身的重視程度不高，在維護以及更換的過程中往往不及時，或者是工作效果較差，導致在長期高負荷的使用環境下發生電纜接線老化，影響后續的生產。電纜在接觸的過程中，對于接線處應加強關注，防止其在振動的環境下發生松動或者是需接現象的發生，導致信號發生誤發，引起保護系統的錯誤判斷。

在檢修過程中對于處于潮濕環境，以及高溫等惡劣條件之下的電纜檢查應加強重視，在檢修以及維護的過程中應做到認真負責，采用電阻測試的方法保證電纜依舊維持在正常狀態。對于電阻偏差的地方進行重點檢查，并且針對已經發生老化或者是燒毀的電纜接線進行及時的更換和維修。同時，在完成檢修以及更換之后，對于所有的接口要進行二次的檢查，防止其出現松動以及接觸不良的現象，耽誤熱工生產的效率。

1.4 人為因素

人為因素導致DCS自身發生故障的概率相對較低，但是相應的管理部門以及技術人員應該將其考量在內，對于發生斷路或者短路的部位進行人工檢查，在保證硬件設備沒有被人為因素損壞的條件之下開展后續的故障排查工作。相應的技術人員在進行日常維護的過程中，通常會使用萬用表進行電力數值的測量和記錄，倘若在此之中沒有嚴格地遵守相應的規定或者是發生操作失誤均會導致故障的發生[1]。

2 電廠熱工DCS保護誤動和拒動的對策分析

2.1 優化DCS電源切換

DCS系統主要是通過兩路的冗余電源進行供電，在進行實際操作的過程之中，可能會發生電源之間的切換不及時或者是系統故障引起的機柜失電現象。通常情況下，由于電路的供應系統由兩個電源進行供電，這一供電的方式能夠使得兩個電源進行替換工作，較大提升了工作生產的效率，但是在進行電源的切換之中也常發生意外，影響到系統的正常運行。

DCS電源切換主要是第一電路使用主要的負載電源，另一電路使用輔助電源進行輔助供電，減少在供電過程之中發生的供電意外。如果在主供應電源正常進行供電的過程中，那么依舊由主電源進行供電工作，當第一電源發生故障時進行電源之間的切換，這種方案使得整個回路的安全性增加。加強兩個電源之間的聯系，在實際的工作生產之中進行靈活的切換，能夠確保電力生產的高效性和安全性。穩定性是保證電力部門高效生產的關鍵，加強對電源的優化以及電源的改進能夠提升生產的效率，避免出現較大程度的波動。

2.2 實施有效的DCS系統抗干擾措施

DCS系統在自身運行過程中有著較強的自動化能力，但是在進行故障診斷的過程中依舊會發生失誤引起不必要的損失和意外。此外，發電行業工作過程中所處的環境相對比較復雜，外界的高溫以及潮濕環境對于DCS自身的抗干擾能力有著較大的考驗，加強DCS系統運行的抗干擾能力，能夠降低發生誤動和拒動的現象發生，提升工作過程中的穩定性。火力發電的工作環境相對特殊，其自身在運行之中極有可能發生故障，降低其自身的穩定性。常見的DCS抗干擾系統往往采用接地的方法，接地線的截面選擇大于20mm2，該措施的應用能夠增大接地的電阻，并且自身的標準阻值為2Ω，系統的接地極通常情況之下保持在火力發電廠15m以上的區域，以此來保證DCS在應對意外情況之下的有著較強的抗干擾能力。

自動化系統的應用系統對于工程的開展十分關鍵，是保證我國發電行業朝著更高方向發展的關鍵技術應用，但是在技術的應用過程中會產生影響生產工作的意外，對于發電過程的安全，以及生產效率造成一定的影響。我國發電行業在發展過程中針對相應的故障應進行積極有效的措施應對，加強對于故障檢查的力度，保證對于技術的分析能夠使得后續的維護環節有著更高的精度，當外界引起的意外發生的時候能夠快速做出有效的判斷，進行故障診斷，加強自身的穩定性，以及抗干擾能力能夠使得其自身在運行中減少故障發生概率，減少人為修復的難度和工作量，促進火力發電環節的效率提升。

2.3 建立嚴格的人工管理制度

目前，電力生產環節依舊無法做到全自動化，人為的干預能夠保證系統的運行以及發電的各個環節更加的穩定流暢，在故障發生時能夠保證對于故障進行及時的檢修，盡快恢復生產環節。人工不穩定因素會影響到火力發電的效率，對于電力的生產較為不利，不規范的操作還會導致意和故障的發生。火力發電是一項相對比較復雜的工程項目，工作人員對于發電技術以及發電環節的不了解都會導致意外的發生，對于其自身造成較大的生命安全威脅。

嚴格的人工管理制度所包含的內容相對多樣，其中規范的制度制定以及工作準則和工作內容的規定，能夠加強人工對于自身工作的認知，保證在發電過程中能夠根據自身的工作進行技術的研究以及優化。此外，因加強工作人員的技術培訓和人才的引入計劃，全面提升工作團隊自身的綜合素質水平，保證工作團隊在工作過程中能夠發揮更好的故障檢修能力以及常規的維護工作，為電力的生產保駕護航，提升火力發電的效率[2]。

2.4 優化就地設備的作業環境

電力生產環境較為復雜，常年的高溫環境、粉塵以及潮濕的工作狀態之下，對于工作設備以及工作人員都造成較大的影響，因此工作人員要在相應保護措施的狀態之下進行維護和檢修工作。并且，當現場的設備在安裝過程之中發生意外時，需要結合現場的情況進行故障診斷，盡量把設備安裝在與溫度干擾以及輻射設備較遠的地方。對于故障檢修可以先從硬件設備開始檢查，保證外界設備運行正常沒有發生燒毀或者是短路現象時，再次進行系統故障的檢修。對于系統的檢修應重視調試環節，系統的運行故障造成的意外損失往往較大。

此外，設備自身的抗腐蝕能力弱，在長期的腐蝕環境下發生故障會導致設備后續的維護環節更加艱難。加強對設備工作環境的優化，能夠保證設備運行的穩定性以及壽命，對于環境的優化要綜合考量溫度、腐蝕性以及粉塵條件等因素，并且要經過相關試驗進行環境的檢驗，確保環境優化能夠起到實質性作用，為后續的生產打下堅實的基礎。

2.5 在熱控體系之中，盡可能選用冗余的規劃

目前，遠程操作的電源以及CPU冗余規劃已成為常見的問題，在火力發電運行過程中往往會造成跳閘短路現象的發生，對于一些熱信號監控的監控設備冗余在后續的維護環節，以及故障檢修環節都給技術人員增加了較大的工作量，對于整個系統的運行提供了額外的負載，一定程度上增加了系統運行的壓力。對于同一點的信號監控應加強對硬件設備質量的控制進行工作穩定性的保證，不能通過冗余的設備增加進行保障。近年來，我國電力系統運行對于元件的質量要求不斷提升，傳統的硬件設備或是穩定性以及抗干擾能力較差的元件在使用過程中相繼被淘汰。在火力發電過程中盡可能選擇老練并且牢靠的熱控元件用于實際生產，依據熱工自動化生產的要求，熱工設備的成本往往較高，相應的生產單位和部門對于元件的采購環節，不能夠只為降低采購的成本而忽視元件自身的質量。較好的元件設備對于生產效率的提升效果是顯著的，對于DCS系統自身運行的穩定性和安全性有著重要的提升。

2.6 對于維護邏輯組態進行優化

電力生產過程中維護工作的開展較為關鍵，硬件設備自身的運行穩定性以及抗干擾能力是重要的環節，加強維護工作的開展，能夠進一步保證相應的工作元件有著更高的表現效果以及更長的使用壽命，降低設備更換的成本提升電力生產的經濟效益。因溫度元件本身會受到溫度、現場粉塵和振動等因素的影響，在長期的使用過程中必定會發生信號的波動以及維護誤動現象的發生。為此，加強熱度元件維護工作十分有必要。

綜上所述，在進行電力生產的過程中，DCS系統發揮著重要的作用，其自身的保護系統對于生產而言也較為重要，同時，提升系統的運行效率以及判斷的準確性，減少由于DCS本身的保護誤動或者是拒動所引起的不必要的經濟損失和人員傷亡[3]。