電廠熱控保護誤動及拒動原因分析

［摘 要］文章剖析了電廠熱控保護系統誤動、拒動的現象、原因及解決措施，以期為提高熱控系統穩定性、維護電廠日常運行，以及保障電力生產安全和連續運行提供理論依據。

［關鍵詞］電廠；熱控保護；誤動；拒動原因

［中圖分類號］TM71 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）05–0027–03

1 熱控保護誤動及拒動問題概述

熱控保護系統是電力系統的重要組成部分，其核心任務是對機組運行狀態進行實時監控和深度分析，保證各參數在正常范圍內，從而保證設備及人員的安全。然而，在實際運行中，熱控保護系統有時會出現誤動、拒動等故障，嚴重影響了電力系統的正常運行。熱控保護系統的結構如圖1 所示。

電廠熱控保護誤動是指電廠發電機組在正常運行時，因保護系統本身發生故障或異常而引起的非正常保護動作，造成設備非正常停機的現象。這不僅影響了電力生產的正常進行，而且會給電廠帶來巨大的經濟損失。而熱控保護拒動是指電廠主、輔設備發生故障或異常狀況時，本該介入的保護系統因存在故障或缺陷而不能及時采取措施，造成設備在異常狀態下持續運行，增加設備損傷風險，甚至引發更嚴重的事故。

2 電廠熱控保護誤動及拒動的原因

2.1 保護邏輯設計缺少合理性

在設計熱控保護系統時，若不能充分考慮發電機組及輔助設備的特殊運行要求，會造成保護邏輯設計上的不合理。這一設計缺陷將導致熱控保護系統在實際運行中難以達到規定的性能指標，進而增加誤動、拒動等故障的風險。作為熱控保護系統的核心部分，熱控保護系統的軟、硬件性能及其穩定性直接影響著整個系統的性能。當軟、硬件發生故障或不正常時，將會造成系統輸出值與設定值之間的偏差，從而影響保護動作的準確性和及時性。

2.2 熱控元件的故障問題

熱控元件是繼電保護系統中的核心元件，其質量對保護系統的可靠性有很大的影響。但在實際應用中，由于各種原因，熱控元件存在質量問題，可能造成誤動、拒動。具體如下：①隨著使用年限的增加，熱控元件逐漸老化，性能退化，失效風險增大。②缺乏冗余設置，導致熱控保護系統失效。冗余設置能夠在一定程度上提高系統可靠性，減小單個失效點的影響。但是，如果缺少必要的冗余設置，當某一關鍵部件發生故障時，整個保護系統將無法正常工作。③電源的穩定與品質直接關系到保護系統能否正常工作。若設備供電存在質量問題或部件損壞，供電系統可能發生故障，造成保護系統斷電，使其不能正常運行，引起誤動、拒動。

2.3 人為因素的影響

（1）維修人員的操作失誤。例如，檢修人員在進行接線時，會因無法辨認圖號而造成誤接，這一操作失誤直接影響到保護系統的正常工作。

（2）邏輯組態塊編號的確定是維護工作的重要一環，然而由于各種原因，檢修人員不能準確辨識，從而增加了誤動風險。更為嚴重的是，如果檢修人員在解除保護操作時出現錯誤，可能使保護系統失效，甚至當設備發生故障時，也不能及時進行干預，從而引起拒動問題。

（3）細節疏忽。例如，定期檢修后沒有及時復位保護信號，或檢修完畢后忘了打開二次閥，這些看似微不足道的細節，就可能造成熱控保護系統誤動或拒動。

2.4 電纜接線故障的影響

在電廠的日常運行中，電纜接線問題直接影響著熱控保護系統的安全運行。正確的接線方式，不但可以保證系統穩定運行，而且可以有效防止誤動、拒動等故障的發生。電纜是熱控保護系統中的關鍵部件，其接線質量的好壞直接關系到整個系統的運行效果。如果電纜線路發生滲水、破損、老化或絕緣層破損，則會引起一系列的嚴重問題。如電纜斷路、短路等故障，會造成信號傳輸中斷或異常，使熱控保護系統不能正確判斷設備狀態，導致誤動。同時，虛接會引起信號的不穩定性，增大誤動的危險。

3 電廠熱控保護誤動及拒動的解決措施

3.1 提高熱控保護系統抗干擾能力

隨著DCS 控制系統的逐步完善與發展，電廠對熱控保護的重視程度也越來越高。在電廠建設初期，合理選擇接地位置和優化接地方式是提高熱控保護系統抗干擾能力和穩定運行的關鍵。為有效地防止誤動、拒動，電廠在選用電纜時應盡量采用屏蔽電纜，以減小電磁干擾。同時，為避免不同型號導線間的相互干擾，應盡量避免混合使用。另外，將濾波器集成到信號傳輸系統與信號電纜中，不僅可降低干擾信號的傳遞，而且可提高信號的穩定性與準確度。為了保證熱控保護系統的穩定運行，保證信號線路并接接地也是一項重要措施。這種方法既能有效防止電氣設備的損壞，又能在發生故障時快速切斷電源，保證電廠設備的安全運行。

3.2 選用冗余設計

在過程控制站建設中，對電源及CPU 進行冗余設計，已成為工業上的標準做法。這種設計方法可以保證當某一部件發生故障時，系統可以快速切換至后備部件，使保護設備始終處于良好的監視狀態。對關鍵熱控信號設備應進行在線冗余設計，將監測和判斷信號分散分布到不同的板卡上，以分散風險，提升整體可靠性。為進一步提高系統可靠性及方便性，現場取樣應作為一個獨立的環節，避免與其他系統互相干擾。爐膛安全監測系統和輔機保護裝置一般由DCS系統實現，這些系統在設計時都遵循“危險分散，集中控制”的原則，目的是將危險點分散處理，達到集中監測與管理的目的。在實際應用中，對多路信號進行處理時，應采取“三取二”、“四取三”等方式，即使其中一路發生了故障，仍可根據其他正常信號做出正確判斷，提高了保護的可靠性。為避免現場突發狀況對系統的干擾，在DCS 的邏輯組態中也應設置品質判定裝置。電纜敷設也是一項非常重要的工作，要充分考慮信號之間的干擾，以保證信號的穩定與準確。對于蒸汽驅動的ETS（汽輪機跳閘保護）系統，為保證高可靠性，通常采用雙余度PLC 及熱備裝置，以保證系統在極端條件下的穩定運行。另外，對于重要測試號碼的技術性能，一定要嚴格按照廠家提供的檢驗報告來檢驗，以保證整個熱控保護系統的穩定運行。這些措施的實施，將有效提高電廠熱控保護系統的安全穩定運行，為電廠的長期穩定運行提供強有力保證。

3.3 增強熱控保護電源切換問題的優化

熱控保護系統電源的切換是電廠基建工程設計、安裝全過程中必須引起高度重視和重視的問題。為保證熱控保護系統穩定運行，系統應配置兩路獨立備用電源，以滿足主、輔機用電需求差異，并能有效防止誤動、拒動。其中，電源開關故障的產生原因很多，其中包括電源元件質量問題和冗余開關模式設定不合理等。因此，在設計和安裝熱控保護系統時，必須充分考慮各方面的因素，以保證開關的可靠、穩定。具體來說，在設計和安裝過程中，要對DCS 電源的供電切換原則進行準確控制，明確區分重要負荷電源與輔助電源。采用兩路獨立備用電源及UPS（不間斷電源），可有效降低電源波動對系統造成的沖擊，避免環流及電源故障。

3.4 增強熱控人員工作素質的培養

熱控人員的業務素質與綜合素質直接影響著電廠的運行質量，尤其是對熱控保護系統的正確使用。為有效防止誤動、拒動，需對熱控人員進行培訓，全面分析故障產生的原因，規范操作程序，保證操作過程的正確性。同時，行為管理也是必不可少的環節。加強行為管理，可使熱控人員在日常工作中更加細心、細致，減少因操作不當造成的事故發生。同時，也要充分考慮電廠的安全生產要求。為滿足這些要求，熱工人員應嚴格執行相關制度，保證各項工作按規定進行，以保證電廠的安全、穩定運行。為提高機組人員的業務素質，應定期組織各類培訓與交流活動，使其不斷學習、掌握新知識和新技術。同時，對設備維修管理進行優化，保證設備在任何情況下都能工作在最優狀態，以提高保護系統的可靠性。

3.5 加強設備的定期維護和技術培訓

生產廠家經過深入的對比分析，明確指出我國熱控設備維修管理水平、技術水平等方面的缺陷是造成設備誤操作、拒動的主要原因之一。為了保證電廠的安全穩定運行，生產廠家特別強調要對設備進行定期檢查和維修，包括日常的清潔、潤滑、油漆、除銹等。另外，在設備停駛過程中，應加強檢查，及時處理故障，以保證設備在重新啟動前處于最佳狀態。為保證電站正常運行，廠家建議在設備再次啟動前，對設備進行全面測試及熱控保護試驗，全面檢驗設備性能及安全性。同時，生產廠家還鼓勵對熱控人員定期開展安全知識與技能培訓，提高其專業素養與應急處置能力，以進一步提升電站運行安全水平。雖然目前電廠用電設備的自動化程度已經大幅降低了人工干預的要求，但仍有部分不穩定因素及技術上的不足。因此，對熱控人員來說，除了要熟練掌握設備操作知識外，還必須具備設備理論與管理技巧，才能在設備發生故障時快速定位、排除故障，避免設備保護不當造成的經濟損失。

4 結束語

對電廠熱控保護系統進行定期檢查，采取有效的預防措施，是保證機組熱控保護系統可靠運行的根本保證。這對提高機組經濟性具有重要意義。為此，應不斷加強對熱控保護系統的維護和監控，保證其穩定可靠地運行，為火電企業的長遠發展，以及電力系統安全穩定運行打下堅實基礎。

參考文獻

[1] 王根賢. 電廠熱控保護誤動及拒動原因分析[J]. 中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術，2023（4）：4373.