电厂热控系统中热控保护装置的故障分析与保护

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随着科学的进步，机器自动化已经成为了设备发展的一种趋势。在电厂中，大型火电机组对DCS系统的依赖性也越来越高。DCS系统综合了网络技术、过程控制技术、CRT、计算机技术，令其在工作上具备良好的可靠性、可操作性、故障率低、维护方便等优点，正因如此，DCS系统目前已经成为电厂生产实时过程控制的核心和应用发展最快的控制系统。

机组运行的安全性和经济性受DCS系统的影响最大，所以，当控制系统发生故障时，一定要做到“及时发现，及时处理”。下面笔者结合实际工作经验，对热控装备故障的成因以及解决方法进行简单的归纳。

1 热控保护系统常见的故障

热控保护系统中常见的故障在DCS硬件故障、DCS软件故障、供电与接地系统常见故障、外部环境因素造成DCS故障、系统干扰故障五个方面。下面逐一进行分析。

1.1 DCS硬件故障

当DCS硬件发生故障时，就会使指示灯显示状态不正常、现场设备不能够被系统的输出驱动、硬件板级加电后产生故障，甚至使设备无法正常工作，或系统虽然工作，但无法显示正确的应测点值。出现了这些情况很可能就是DCS硬件出了以下问题：1）硬件本身损坏；2）底座与模块之间的插接不严密；3）机柜内电源输出不正确；4）硬件跳线与实际信号要求的类型不一致；5）终端匹配器没有连接；6）拨码开关错误、通信线接线方向错误。

1.2 DCS软件故障

一般在系统投运调试阶段以及软件升级修改后容易出现DCS软件故障，这是由软件本身的错误引起的。因为应用软件具有工作量大和程序复杂的特征，组态人员需交叉工作，避免在沟通上产生漏洞，减少软件错误，以下是软件故障的几种不同原因：1）打印机无法正常工作；2）一次元件更换后，相关的变量参数设置与其不符；3）主／从过程控制器组态信息不一致；4）网络通信繁忙导致系统管理混乱；5）计算机加电后，硬件板产生故障；6）系统工作使所显示的对应测点值不正确或者设备不工作；7）数据库点组态与对应通道连接信号不匹配；8）系统输出无法驱动设备。

1.3 接地系统和供电常见故障

1）电源连线故障。电源线缺少接线或者接线错误。例如火线、地线、零线中任何一项没有连接、火线与零线反接等；2）地极问题。当地极电阻增大时，地极同地网就会断开；3）电源线质量问题。电源线质量出现问题多数是由于绝缘层不好或者电源线阻抗增大；4）电源质量问题。技术指标，如电压、频率等与规定不符、超出规定的要求；设备连线质量出现出题，如各接头松动等；5）环境问题。若地线布线或电源线不合理，与产生强磁场干扰的设备和电线距离太近。

1.4 外部环境因素导致DCS故障

这类故障主要是由于环境的湿度、温度不适宜、粉尘较高、环境振动或动物破坏等因素引起的，但上述故障产生的几率较小，常见的故障主要有螺丝松动、接线不良、焊口裂缝、卡套松动等。

1.5 系统干扰故障

干扰DCS系统的信号来源于系统本身和外部环境。

1）敷设电缆时，弱点电缆和强电电缆应该分开；2）电源电流10A以下、电压220V以上的信号电缆和电源电缆之间距离应大于200mm；3）电源电流10A以下、电压220V以上的信号电缆和电源电缆之间距离应大于700mm。

在检修时，要注意以上这些方面。检修人员对从机架上拆下的卡件不能随意安防，应该放在接地良好的防静电毡上。触摸模块时，需要戴防静电手套。

2 热控保护系统常见故障采取的措施及对策

2.1 尽可能地采用冗余设计

采用1:1冗余设计，对一些重要热工信号以及一些保护执行设备的动作电源实施监控、冗余设置。并对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断。

2.2 热控元件的技术要成熟可靠

采用技术成熟、可靠的热控元件有利于提高DCS系统整体的可靠性。随着热控自动化要求不断的提高，对于热控设备的投资不断增长，为了减少成本，不断降低热控元件质量，在合理的范围内，应该选用具有良好品质和业绩的热控设备，使DCS系统的可靠性、安全性得到有效的保障。

2.3 优化保护逻辑组态，

保护逻辑组态优化指的是使保护系统的安全性和可靠性得到提高，此外，还可以降低热控保护系统的误动。

2.4 提高DCS硬件质量

提高DCS硬件质量有助于从根源上解决热控系统的故障问题，除此之外，还要提高软件的自诊断能力，这也对提前预防软件发生故障有限制作用。

2.5 对检修、质量、调试、施工、设计严格要求

从长远角度出发，提高热控设备的检修、质量、调试、施工、设计水平能够保护热控保护系统。

2.6 调整电子间环境条件

上文所述，振动、灰尘、湿度和温度会影响热控电子设备的使用，因此，想要延长热控设备的使用寿命，就要严格控制电子间的环境条件。为了防止误发信号的情况发生，在电子间内禁止电子通信设备使用。

2.7 完善热控就地设备的工作环境条件

1）就地设备要远离热源、辐射和干扰，接线盒要密封，防潮和防腐蚀；2）就地设备安装在仪表柜内，对取样管和柜内采取防冻伴热措施。

2.8 定期维护

应及时聘请专业人员对机组的设备进行定期维护，对大修设备和小修设备制定完善的检修管理计划，对保护系统进行彻底的检查和检修，并进行保护试验。重视对热控操作人员的技术培训，定期举办技术讲座，提高员工的技术水平和道德水平，增加其责任意识，提高其处理故障的水平。

3 结论

在热控系统的安全性和可靠性日益重要的今天，设计安装调试检修人员在今后的工作中，要对热控装备故障了如指掌并能够熟练解决问题，这样才能够使电厂热控系统中热控保护装置更好的工作。

参考文献

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