火力发电厂热工保护误动、拒动原因分析与研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇火力发电厂热工保护误动、拒动原因分析与研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘 要] 随着机组自动化水平的提高，热控保护系统成为发电机组重要的组成部分，并且对机组安全、稳定及可靠运行发挥了重要的作用。但是，在实际运行过程中存在热控保护误动、拒动的情况，如何防止这种情况的发生成为各电厂必须面临的问题。

[关键词] 热工 保护 拒动 误动

1.引言

热控保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。但在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动，并因此造成不必要的经济损失；在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和扩大。随着DCS控制系统的成熟发展，热工自动化程度越来越高，凭借其巨大的优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。

2.热工保护误动、拒动原因分类

热工保护误动、拒动的原因大致可以概括为：

1）DCS软、硬件故障；

2）热控元件故障；

3）电缆接线短路、断路、虚接；

4）热控设备电源故障；

5）人为因素；

6）设计、安装、调试存在缺陷。

3.热工保护误动、拒动原因分析

1）DCS软、硬件故障

随着DCS控制系统的发展，为了确保机组的安全、可靠，热工保护里加入了一些重要过程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）两个CPU均故障时的停机保护，由此，因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。

2）热控元件故障

因热工元件故障（包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠，单元件工作，无冗余设置和识别。

3）电缆接线短路、断路、虚接

电缆接线断路、断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等引起。

4）设备电源故障

随着热控系统自动化程度的提高，热工保护中加入了DCS系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠导致。山西阳光发电有限公司曾两次因DEH电源故障停机。一些电厂因电磁阀失去电源而导致拒动或误动。

5）人为因素

因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。

4.防止热工保护误动、拒动应采取的措施及对策

4.1针对DCS系统硬件、一次测量元件故障的措施

1）采用成熟、可靠的DCS系统及一次测量元件，保证DCS系统硬件和一次测量元件的可靠性；

2）尽可能地采用冗余设置。对过程控制站的电源和CPU进行冗余设置；对保护执行设备（如跳闸电磁阀）的动作电源也进行双回路设置，对跳闸继电器进行分散布置；

3）对重要测量信号进行冗余设置，重要测点的测量通道布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性；

4）对系统间通讯的重要测点，要采用硬接线方式；公用系统的电源输入应分别取自两台单元机组DCS电源柜的切换输出；

5） 重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理；

6 ）对保护测点信号进行有效的监控和判断，对测点信号进行坏点判断，避免DCS采集到错误的信息；

7） 在施工过程中，确保DCS系统的单点接地，接地点的选择及接地电阻值均满足要求；DCS网络电缆应单独走线，防止信号干扰；

8） 对操作员站的硬手操跳闸按钮、MFT跳闸保护继电器等，进行定期检查，确保其可靠、可用；

9 ）定期检查DCS网络流量及各控制站负荷情况，确保其在合理的范围；

10） 做好日常维护工作，机组停机期间，对保护系统进行彻底检查，消除影响热控保护系统正常工作的隐患；

11） 制定有效地管理办法，确保DCS电子间的温度、湿度、灰尘及振动参数满足设备的要求。投运后的机柜门应上锁，钥匙由专人保管；禁止在投运的I/O柜附近使用可能造成电磁干扰的设备；定期对DCS硬件进行积灰清理工作。

4.2针对DCS系统软件、控制逻辑故障的措施

1）在DCS设备联络会上，组织运行、调试、设计、厂商等多方对控制逻辑进行审查，确保控制逻辑的准确性和完整性；

2）在调试阶段，试运指挥部要组织安装、调试、监理、运行及检修人员对控制逻辑进行讨论，保证DCS最终组态逻辑的正确性、合理性；

3）对控制逻辑的修改，应制定相关审批制度并严格执。对DCS控制逻辑下装及修改进行权限设定和密码保护，并由专人按管理制度执行；组态好的逻辑应及时下装，并做好备份；

4）对公用系统的DCS操作，应进行权限设定，同一时刻只能有一台单元机组具有操作权限，且能够方便地在两台单元机组间进行操作权限的切换；

5）应具有DCS硬件监视功能，对DCS硬件状态进行一览显示。对严重的DCS硬件故障（如电源丧失、脱网、控制器及卡件工作异常等），进行及时、醒目的报警，提醒运行人员注意；

6）CS画面调用响应迅速，设备名称标识清楚；对重要的操作，应弹出提示窗口，经确定后再发出实际指令；

7）CS配备专门的杀毒及防火墙软件，并对计算机的数据接入进行严格管理，避免软件病毒的进入。

4.3 针对接线电缆短路、断路、虚接的措施

1）电缆安装要严格按照电力建设施工及验收技术规范 “电线和电缆的敷设及接线”的要求验收合格；

2）提高和改善就地设备的工作环境条件，就地设备接线盒要求密封防雨、防潮、防腐蚀；尽量远离热源、辐射、干扰；尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施；

3）在高温、潮湿等恶劣环境下的电缆，在停机阶段定期进行绝缘检测，并记录其绝缘电阻，并且和以前所测的绝缘电阻进行比较，若发现电缆的绝缘电阻有较大的变化，及时将该电缆更换，以防止保护误动、拒动；

4）加强巡视和检查，及时发现问题，消除可能产生的障碍。

4.4 针对调试阶段存在缺陷的措施

1）调试单位要编制设备及系统逻辑检查表，所有设备及系统的逻辑关系都要描叙清楚，由试运指挥部对应专业组确认；

2）按照逻辑检查表对设备及系统逻辑关系逐条进行静态试验，DCS的外部信号尽量由一次测量元件直接发出，无法直接发出的可以由DCS系统模拟进行。静态检查的结果要由规定的人员签字认可；

3）保护系统的切、投要制定专门的管理程序并严格执行，投入保护前要经过仔细的检查，确认投入的条件满足后再投入保护；

4）机组停机再次启动前，不管保护试验是否做过，都要重新进行保护试验并且试验合格。

4.5 针对运行、维护人员误操作的措施

1）运行、维护人员及早的介入调试工作，参与热控保护系统的试验及验收，以便他们熟悉系统、熟悉保护动作的条件和保护设定值，在运行及消缺过程中避免误操作；

2）加强对运行、维护人员的安全教育，消缺工作要严格执行“两票三制”制度，消缺前的技术交底工作一定要仔细、周到，做好预防及应急措施；

3）对重要设备的事故按钮加装满足安全规程要求的可靠的保护盒子，防止误操作的发生；

4）加强运行现场的安全保卫工作，实行通行证分级制度，限制无关人员进入。

5.结论

随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠（即不出故障）是绝对办不到的。因此，在一定意义上讲，“有故障”是绝对的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。努力使热工保护的正确动作率达到100％，为热力设备的安全运行把好最后的一道关。这是我们设计、安装、调试、检修人员追求的最高目标。

参考文献：

[1]华东电业管理局 热工自动控制技术问答 547-557.

[2]文群英，潘汪杰，罗红星.热工自动控制系统.北京：中国电力出版社，2006

[3]侯典来. 模拟量控制技术及其应用［M］，北京：中国电力出版社，2009.

[4]南京工学院，西安交通大学.电厂锅炉原理［M］.北京：电力工业出版社，1982.

[5]中国电能成套设备有限公司.集团公司节能降耗经济性分析[EB/OL].

[6]朱，李亚琴.锅炉经济性简化快速定量分析.宁夏中宁发电有限责任公司[EB/OL].

[7] 《电厂自动化》2001第1期P11.

[8] 《电厂自动化》2001第2期P13～P18.

[9] 《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》.