电厂热控保护误动及拒动原因分析

昝启光

（快乐沃克人力资源股份有限公司，石家庄 050031）

电厂分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）的成熟发展，有效提高电厂发电机组运行的经济性，现已成为电厂机组尤为重要的组成。对于电厂热控保护系统运行的具体情况而言，元器件质量和系统设计及安装等各个方面因素的影响，导致电厂热控保护的误动和拒动问题频发，严重影响电厂机组的安全运行。需对热控保护系统在电厂机组安全运行重要作用的发挥、热控保护系统发生的误动与拒动问题进行充分考虑，避免电厂热控保护系统发生失灵，将确保机组的安全运行作为目标，深入探索热控保护误动与拒动情况的形成原因，推动热控保护系统优越性的充分发挥，有效处理电厂热控保护误动与拒动问题，充分保障电厂生产的顺利性和安全性。

1 电厂热控保护系统概述

1.1 电厂热控保护系统的简述

电力热控系统可确保电厂热力的顺利运行，让其有效提供额外的电能。伴随我国市场经济的飞速发展，有效增强电厂热控系统，实现相关设备的全面发展急待解决。所以，若想确保电厂的高效运行，应提供最佳的技术支持。在进行供电网络智能化的优化改造中，应针对电厂内部设备融入新型运作理念，形成高效的控制体系。电厂本身是否可以顺利发电，对电厂运行的安全性及其之后的建设质量存在直接影响。在实际的运行中，电厂热控保护系统和相关驱动问题，在具体的使用中很容易受到不可控因素带来的影响，导致问题层出不穷。所以，无法高效调节整体保护装置的精准性，为电厂热控系统的安全运行造成干扰。在具体的改善中，应充分结合技术研究成果，结合其整体的工作方式，应采用科学有效的控制技术。

1.2 电厂热控保护误动与拒动的简述

在进行电厂热控保护和误动、拒动问题的处理过程中，需按照其误动和拒动的相关原因，采用合理有效的措施。此外，需增强相关系统的详细检修和后续维护。在具体的检修中，若是发现其相关问题，应及时停止此设备的应用，在具体使用中防止发生磨损或发生其他故障。应全面修补发生问题的设备，并详细分析设备的损坏度，避免工作人员操作设备时发生失误。在电厂的实际运行中，针对上述问题应进行高效的处理和充分考虑。为了保障热控装置系统的顺利运行，可采用切实可行的措施，有效增强热控保护装置。在热控保护系统的未来发展中，我国的自动化控制水准对比以往，实现了全面提高。除此之外，控制系统还可积极融入到我国新型的电子技术之中，实现高效地通信与控制。可提供具有显著交互性质的操作界面，减少操作困难，让工作人员实现高效操控。此外，在具体的应用中，很可能会发生各种故障。所以，应充分降低DCS系统的整体控制误差，有助于实现DCS系统的整体利用。

2 热控保护系统的目的及重要性

热控保护系统作为电厂发电机组尤为重要的组成部分，热控保护的可靠性对于提升机组主、辅设备的安全可靠性发挥着举足轻重的作用。热控保护系统的功能是在机组主、辅设备具体运行中的参数超过标准可控制范围时，自动紧急联动相关设备，及时采用相关策略进行机组或设备故障的有效保护，规避发生重大设备损坏或其他非常严重的后果。在主、辅设备的顺利运行之中，由于保护系统本身故障而引发动作，导致主、辅设备停运，称之为保护误动，会导致出现没有必要的经济损失；若是主、辅设备出现故障时，保护系统若出现故障而不动作，称之为保护拒动，由此导致的事故不容忽视且可能会不断拓展。

伴随发电机组容量的不断拓展与参数的提升，热控自动化程序得以优化创新，特别是伴随DCS分散控制系统在电力中的广泛运用和飞速发展，DCS控制系统利用自身较强的功能与优势，最大限度地增强机组的经济性、可靠性和安全性运行。可因为参与保护的热控参数伴随机组容量的不断提高而日益增多，机组或设备误动或者拒动的几率不断提高，热控保护误动与拒动的情况频繁出现。所以，提升热控保护系统的可靠性，有效降低或消除DCS系统失灵与热控保护误动、拒动意义重大。

3 电厂热控保护误动及拒动的原因

电厂热控保护误动通常指的是电厂发电机组主、辅设备的顺利运行中，因为保护系统本身出现的故障而引起非正常保护动作导致的设备停止运行。拒动一般指的是电厂机组主辅设备出现故障时，保护系统存有故障而不进行动作，影响热控保护系统误动拒动的因素众多，通常体现在人为因素、保护逻辑设计、热控元件和电缆连接等。电厂热控保护误动及拒动的原因如图1所示。

图1 电厂热控保护误动及拒动的原因

3.1 保护逻辑设计缺少合理性

在进行热控保护系统的设计中，若是对电厂发电机组主、辅设备运行的具体需求并未进行深入考虑，就会导致保护逻辑设计缺少合理性，导致热控保护系统无法匹配电厂发电机组及相关主、辅设备的性能和功能标准，导致电厂发电机组在具体的运行中，较易出现因热控保护系统本身故障而出现误动和拒动问题。除此之外，热控保护系统软件和硬件是电厂发电机组热控保护系统中尤为重要的组成部分，在热控保护系统之中，部分过程控制站的接入与热控保护系统高效发挥作用，对于提升电厂发电机组的主、辅设备的稳定运行具有重要意义。热控保护系统中软硬件故障和保护逻辑缺少合理设计会导致热控保护系统发生误动，此外，软硬件故障直接影响着系统输出和设计值模块，进而发生误动和拒动问题。

3.2 热控元件的故障问题

在电厂发电机组的具体运行中，其热控元件的质量出现问题或热控元件出现老化和冗余设置出现缺失等，是热控保护系统中十分常见的热控元件故障，可这些故障的出现较易导致电厂发电机组主、辅设备保护系统的误动与拒动。

因为电厂发电机组运行中热控保护系统热控元件出现故障而导致的热控保护系统误动和拒动，是发电机组主、辅设备运行中频繁遇到误动和拒动的常见因素。不仅如此，若是设备电源出现故障，将导致热控保护系统发生误动和拒动。如今电厂发电机组热控保护系统的自动化水平日益提高，热控保护增多了分散控制系统，部分过程控制站具有停电保护功能，可若是设备电源因为质量问题或者构件损坏故障致使连接器接触不良，就会导致供电系统出现问题，使热控保护系统发生误动与拒动。

3.3 人为因素的影响

在电厂热控保护系统的运行中，由于人为因素导致的保护误动或者拒动十分常见，其重要原因主要在于检修人员的操作失误，如果无法看清图纸编号，将导致端子接线出现失误，无法确定逻辑组态模块的块号，在解除保护时易发生操作失误等各种情况。人为因素导致的电厂热控保护系统误动和拒动的几率较高，若是维修人员或运行操作员在定期检修维护开展以后，在保障保护系统投入开关使用之前，并未针对保护信号实施复位处理，进而易出现误动。除此之外，还存有仪表检修之后并未开启仪表管路的二次阀门状况，其中人为失误操作将导致热控保护系统出现误动或拒动。

3.4 电缆接线故障的影响

在电厂发电机组的具体运行中，电缆接线的具体处理直接影响着电厂热控保护系统的安全运行，此外也是有助于处理电厂热控保护误动和驱动问题的重要因素之一。电缆接线的接线柱进水、电缆被外界烫坏、电缆出现老化和绝缘皮损坏的状况，将导致电厂发电机组运行中电缆接线发生断路、短路和虚接等状况，从而导致电厂热控保护系统发生误动和拒动。除此之外，对于电厂发电机组和相关辅助设备的运行而言，热控保护系统的设计与具体安装中，若是发生质量问题，如：和主、辅设备性能或者型号不相符，进而引发热控保护系统的误动拒动问题。

4 电厂热控保护误动及拒动的解决措施

4.1 提高热控保护系统抗干扰能力

DCS控制系统的不断发展，有助于实现电厂相关系统的优化完善，使电厂领导对热控保护问题给予高度重视。在电厂基建建设的过程中，相关部门应注重选择适宜的接地地点，全面调整并优化系统的接地模式，有助于充分提升热控保护系统的抗干扰能力。为了避免电厂热控保护发生误动与拒动问题，在进行电厂热控保护系统的建设过程中，应采用屏蔽电缆的方式，同一电缆不可采用不同导线，有助于减少电磁的干扰，实现各类资源的优化配置，将滤波器融入到连接系统与信号电缆上，充分实现信号线与地间的并接，有助于节省大量的维修经费，推动电厂机组各种设备的安全运行。

4.2 选用冗余设计

过程控制站针对电源和中央处理器（Central Processing Unit/Processor，CPU）开展冗余设计已成为常见的设计之一，可实现对保护装置行动的严格监控。需要在重要热控信号装置中开展在线冗余设计，来源于同一个采样点的监测与判断信号与此网络的重要测量通道需设置在不同的卡片上以分散风险，有助于实现提升可靠性的目标。除此之外，观测点原位取样孔需采取互相独立的抽样方式，有助于提升其可靠性与接触故障的便捷性。一个取样点根据多点并行的方式进行改善。当前阶段，大部分机组的炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，FSSS）与辅机保护装置由DCS系统充分实现，有助于DCS实现系统的“危险分散、集中控制”的优势，应特别注意几方面。

采集多路信号若是同一个信号，需分散在同一个处理器分散处理单元（Data Processing Unit，DPU）的不同模件上，例如：炉膛复压测量中开展“三取二”的开关量测量系统。信号开展“四取三”或是“三取二”措施，有效增强保护的可靠性和稳定性，避免热控系统出现保护误动与拒动。在进行DCS逻辑组态中，为了避免现场出现意外问题，可分别针对每个信号安装串联的质量判断装置。在进行电缆的铺设时，应特别重视热电偶、热电阻温度信号与24V/48VDC（虚拟数据中心Virtual Data Center，VDC）开关量信号互相之间的抗干扰问题。蒸汽机的跳闸保护（Emergency trip system，ETS）系统大多数采取双冗余的可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）与热备用的设置。针对系统重要检测号，例如：轴承振动差胀、轴向位移和润滑油压等安装位置的元件技术性能能否满足标准，应严格遵照厂家提供的详细校验报告来检测。

4.3 增强热控保护电源切换问题的优化

在进行电厂基建设计和安装中，对于电厂热控保护系统的设计，需要对热控保护电源的切换问题进行充分考虑，充分结合电厂机组和相关设备的全面布局，采取独立的2路冗余电源，充分满足电厂机组主、辅设备运行对电源的基本要求，有效处理电厂热控保护误动和拒动问题。在进行电厂热控保护系统的建设中，导致设备电源发生故障的原因不仅包含电源有关元件自身的质量缺陷，而且还会因为2条冗余电路的电源切换模式而引发带电源故障，因此电厂热控人员进行热控保护误动与误动问题的处理时，要对其引发因素进行充分考虑，这是电厂热控保护系统设计及安装中的重要问题。为了处理热控保护电源的切换问题，相关工作人员在电厂热控保护系统设计和安装过程中精准掌控DCS电源供电切换的基本原理，将热控保护误动与拒动问题当作切入点，以DCS系统的电源切换方式作为基础，确定重要的负载电源和辅助性供电电源，充分结合DCS系统的2条独立冗余电源供电设计，将第一路电源当作重要的负载电源，每一个继电器都要承担一半的负荷，辅助供电电源以第二路电源为主，通过UPS为2路带能源供电，有效降低供电波动的发生，避免出现电源环流问题，防止设备电源出现故障，为电源供电和整体电压的稳定性提供保障，规避因为电源切换问题而造成热控保护误动和拒动，有助于提高电厂机组主、辅设备的安全运行。

4.4 增强热控人员工作素质的培养

热控人员的业务能力和综合素质直接影响着其工作水平，对其在电厂热控保护系统操作中的相关行为造成直接影响。对于热控保护误动及拒动受到工作人员的行为规范、系统设计和安装质量影响的这项状况进行充分考虑，应重视对热控人员等电厂有关工作人员的专业技能、综合文化知识的培训，针对热控保护误动和拒动问题的出现原因进行深入分析，增强热控人员行为的约束管理，加强电厂热控保护系统操作程序的规范性和行为标准要求的明确落实，有效提高电厂热控人员的专业能力和工作的综合素质，确保工作人员在热控保护系统的操作过程中严格遵照相关规范开展操作，增强系统操作规定程序的深化，防止因人为因素而导致热控保护误动或拒动，为电厂机组主、辅设备的安全运行提供保障。还要对电厂安全生产的实际需求进行充分考虑，为电厂热控人员严格执行并定期维护制度提供保障，有效提高热控人员的综合业务水平，增强电厂机组主、辅设备的维护管理，保障电厂发电机组具有最佳的工作状态，为保护系统整体的可靠性提供保障。

4.5 加强设备的定期维护和技术培训

设备维护制造商对在进行生产过程中存在的问题和设备运行的可靠性，进行详细的对比分析，热控监控系统设备出现误操作与用户拒动的2个重要因素之一就是我国热控设备维护管理水平与热控业务管理技术。增强电厂热控设备的及时检查、相关设备检修的维护管理有利于确保电厂运行的安全性和稳定性，日常用电维护与设备的定期检查等是机械设备维护管理的重要方式。日常设备维护管理涉及单位动力设备的清洁与保养维护、动力设备的润滑与工件润滑、油漆和除锈等日常设备的维护管理工作。定期的检查与定期的检查服务涉及到定期检查相关工作、明确适宜的工作时机、单位或在停机时需对移动设备进行定期检查、高效处理发现的问题和故障设备的更换等相关单位设备的严格检查。下次启动运行之前，应开展整体试验机与热控保护实验。

针对热控人员定期开展安全工作知识的学习及专业技能教育的培训，这是日益提升电厂热控单位运行安全生产的重要方式。现如今，电厂电力设备的全自动化具有更高的程度，可依旧存有很多不稳定的因素与原有技术的缺陷。热控人员需严格检查机械设备，对设备运行是否异常进行严格检查，精准掌控设备理论知识与健全的设备工作管理技能，规避因为热控设备保护的误动与拒动而出现的经济损失。

5 结束语

总的来讲，伴随电力行业的欣欣向荣，发电设备不断实现智能化与自动化，系统的可靠性与安全性在其中发挥举足轻重的作用。然而，要想获得绝对可靠的设备是不现实的。但故障和事故之间并非存有必然关联，还可提前防范故障，唯有提前检查，才可及时发现故障，之后采用措施排除故障，防止故障拓展。此外，在提升热控保护可靠性时需在确保不出现误动的条件下，避免出现误动情况，并针对热控保护系统采取各种措施，有效提升热控保护的可靠性，进而充分提升机组的经济性和安全性。