關于火電廠熱工保護系統相關問題的探討

姜成文/大唐雙鴨山熱電有限公司

關于火電廠熱工保護系統相關問題的探討

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火電廠運行過程中，熱工保護系統作為不可或缺的重要組成部分，熱工保護系統的應用，有效提高了機組設備的安全性和可靠性。但在熱工保護系統運行過程中，系統發生誤動或是拒動而導致跳閘事故頻繁發生，這給電廠的正常運行帶來了較大的影響。文中針對電廠熱工保護系統誤動和拒動的原因進行了分析，并進一步對針對電廠熱工保護系統誤動和拒動而采取的措施進行了具體的闡述。

電廠；熱工保護系統；誤動；拒動；措施

在電廠運行過程中，當機組主設備和輔助設備在運行過程中出現異常情況下時，熱工保護系統則會自動聯動相關設備，從而采取必要的措施對其進行保護，從而有效的實現對故障的控制，減輕故障所帶來的損失。在主機設備和輔助設備正常運行時，熱工保護系統由于自身故障而發生動作，從而導致機組停運，這即是保護誤動。同時在設備運行出現故障時，熱工保護系統沒有動作，即保護拒動，從而導致故障擴大，損失加重。近年來，隨著熱工保護技術水平的提升，各種控制理論也在不斷的過關，但并沒有完全避免熱工保護系統出現誤動和拒動而導致機組跳閘的情況發生，電廠非計劃停運比例還不容忽視，所以在當前電廠生產過程中，對于熱工保護系統的誤動和拒動治理非常關注。

一、電廠熱工保護系統誤動和拒動的原因

1.DCS軟、硬件故障。為了更好的確保機組運行的安全性和可靠性，近年來，DCS控制系統取得了較快的發展，因此在熱工保護系統中加入了一些重要過程控制站，當兩個GPU均出現故障時則采取停機保護。在這種情況下，DCS軟、硬件，即信號處理卡、輸出和設定模塊及網絡通訊等出現故障時，則會導致保護誤動的發生。

2.人為因素。在熱工保護系統誤動和拒動原因之中，其中人為原因占有較大的比例。由于熱工人員自身責任心不強，再加之技術水平不高，這就導致在工作中極易出現看錯間隔和端子排接線，錯動或是漏掉強制信號，不能正確對萬用表進行使用等情況發生，從而導致誤動發生。通常情況下熱工人員在檢修完成后，如果對儀表電源開關沒有合上，或是沒有開啟檢修后儀表二次門等，也會導致保護拒動的發生。目前在電廠運行過程中，由于熱工控制系統自身在設計、安裝和調試過程中存在著質量隱患，從而導致誤動和拒動的發生。

3.熱控元件故障。熱工保護系統安全、可靠的運行，其很大程度上還取決于熱工一次元件的性能。在熱工保護系統中，熱工一次元件作為信號采集部分，一旦熱工元件發生故障，則會導致誤發信號，從而造成保護誤動和拒動的發生。熱工一次元件在長期的使用過程中存在著元件老化的問題，同時質量也存在著不可靠性，工作中存在著單元件工作的情況，在設置和識別上無冗余設置，容易發生故障，導致誤動或是拒動。

4.設備電源故障。近年來，在熱工保護系統中由于加入了DCS系統一些過程控制站電源故障停機保護，當前由于電源故障而導致保護誤動和拒動。這多數情況下是由于熱控設備在運行過程中，電源插件存在著接觸不良及設計不可靠的情況，同時大潮濕和灰土較大的環境中運行時，電源內部模塊也會出現短路和過熱的情況，從而導致電源模塊出現不工作的情況。

二、電廠熱工保護系統誤動、拒動采取的措施

1.針對DCS系統硬件、一次測量元件故障的措施。

（1）采用成熟、可靠的DCS系統及一次測量元件，保證DCS系統硬件和一次測量元件的可靠性。

（2）盡可能地采用冗余設置。對過程控制站的電源和CPU進行冗余設置；對保護執行設備（如跳閘電磁閥）的動作電源也進行雙回路設置，對跳閘繼電器進行分散布置。

（3）對系統間通訊的重要測點，要采用硬接線方式；公用系統的電源輸入應分別取自兩臺單元機組DCS電源柜的切換輸出。

（4）對保護測點信號進行有效的監控和判斷，對測點信號進行壞點判斷，避免DCS采集到錯誤的信息。

（5）在施工過程中，確保DCS系統的單點接地，接地點的選擇及接地電阻值均滿足要求；DCS網絡電纜應單獨走線，防止信號干擾。

（6）對操作員站的硬手操跳閘按鈕、MFT跳閘保護繼電器等，進行定期檢查，確保其可靠、可用。

（7）定期檢查DCS網絡流量及各控制站負荷情況，確保其在合理的范圍。

（8）做好日常維護工作，機組停機期間，對保護系統進行徹底檢查，消除影響熱控保護系統正常工作的隱患。

（9）制定有效地管理辦法，確保DCS電子間的溫度、濕度、灰塵及振動參數滿足設備的要求。投運后的機柜門應上鎖，鑰匙由專人保管；禁止在投運的I/O柜附近使用可能造成電磁干擾的設備；定期對DCS硬件進行積灰清理工作。

2.采用技術成熟、可靠的熱控元件。電了元件是構成控制系統的基礎，沒有可靠的元器件，即使最完美的設計，也難以使系統和設備達到預定的要求。所以，采用技術成熟、可靠的熱控元件對提高DCS系統整體的可靠性有著十分重要的作用，根據熱控自動化的要求，在合理投資的情況下，一定要選用品質、運行業績較好的就地熱控設備，以提高DCS系統的整體可靠性和保護系統的可靠性、安全性。

3.嚴格控制電子間和就地設備的環境。條件溫度、濕度、灰塵及振動對熱控電子設備和就地設備有很大的影響。嚴格控制電子工作間的環境條件，不但可以延長熱控設備的使用壽命，并且可以提高系統工作的可靠性。就地設備接線盒盡量密封防雨、防潮、防腐蝕：就地設備盡量遠離熱源、輻射、干擾；就地設備盡量安裝仵儀表柜內，必要時對取樣管和柜內采取防凍伴熱等措施。

4.嚴格執行定期維護制度。熱控維修工作小組一定要嚴格執行定期維護制度，對承要設備主動開展定期檢修丁作。做好機組的大、小修設備檢修管理，做好日常維護和試驗，對電廠熱工控制系統存在的隱患與缺陷進行仔細分析排查，及時發現設備隱患，使設各處于良好的工作狀態。

5.加強技術培訓。隨著電力事業和高新技術的快速發展，發電設備日趨高度自動化和智能化，系統的安全性、可靠性變得日益重要。所以行操作人員和儀表維護人員必須知道熱工保護的報警點和跳車點參數值，定期學習相關的資料，加強技術培訓，從而減少熱工保護的誤動、拒動事故。另外針對每一次熱工保護動作組織必須進行事故分析，系統地排查出問題的所在，并制定相應的措施或相應的檢修應急預案，從而消除導致保護誤動的各種不利因素，從根本上來提高熱工保護系統的可靠性。

三、結束語

近年來，電廠科技含量不斷增加，發電設備也開始向高度自動化和智能化的方向發展，這就對系統的安全性和可靠性提出了更高的要求。任何設備，在運行過程中都沒有辦法做到絕對的可靠性，所以電廠熱工保護系統誤動和拒動的情況不可能完全杜絕，但可以通過對管理制度的完善，人員技能水平的提升等諸多措施來有效的提高熱工保護系統運行的可靠性，降低誤動和拒動的發生率，確保機組運行的經濟性和安全性。

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