電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施研究

王玉全（天津藍巢電力檢修有限公司，天津 300380）

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電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施研究

王玉全
（天津藍巢電力檢修有限公司，天津 300380）

摘 要：隨著電廠發(fā)電機組設(shè)備自動化的提高，DCS系統(tǒng)也更加的可靠便捷，方便維護，因此在發(fā)電機組中越來越被廣泛應(yīng)用。本文對電廠熱控DCS系統(tǒng)的組成進行簡述，并對其控制回路系統(tǒng)中的硬件、軟件、電源或接地系統(tǒng)故障進行分析，結(jié)合故障的原因采取相應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：電廠熱控DCS控制回路；誤動作原因；處理措施

使用熱控保護裝置對于電廠的運行具有重大的現(xiàn)實意義。當(dāng)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)能夠采取保護措施，停運機組工作，進行系統(tǒng)檢修，防止因為沒有技術(shù)檢修從而導(dǎo)致的設(shè)備遭受破壞的情況發(fā)生，同時也能對人身安全問題進行避免。DCS系統(tǒng)在電廠熱控系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，不僅能夠提高工作人員的工作效率，降低工作強度，同時也能保證電廠機組發(fā)電的安全與穩(wěn)定。通過DCS系統(tǒng)對操作畫面能夠進行顯示、制動控制和運算工作，對歷史數(shù)據(jù)進行記錄，對于發(fā)生的故障也能進行自動告警。因為其操作方式靈活、功能完善、覆蓋范圍廣的主要特點，決定了其良好的使用性能。但是，在具體使用中，DCS系統(tǒng)依然存在著熱控保護誤動和拒動的情況，在硬件設(shè)施、控制邏輯、外部環(huán)境、調(diào)試過程等方面依然存在著缺陷，從而導(dǎo)致了DCS控制保護回路誤動，對于電廠的運行安全也產(chǎn)生了嚴重的威脅，電廠的經(jīng)濟效益也因此降低。對DCS系統(tǒng)的誤動原因進行分析，提出相應(yīng)的降低誤動作率的方法，確?？刂七壿?、回路動作正常，才能保證發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。

一、電廠熱控DCS系統(tǒng)的組成（主要部分）

1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備運行的狀態(tài)進行監(jiān)控，對于機組運行的參數(shù)也能夠準確的監(jiān)測。顯示的內(nèi)容可以為工作人員提供參考，如果數(shù)據(jù)存在著異?，F(xiàn)象，設(shè)備能夠自行報警，甚至能選擇性的將數(shù)據(jù)進行打印，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集功能能夠?qū)ΜF(xiàn)場狀態(tài)進行把握，也能保證設(shè)備的運行能夠符合正確的操作方式。

2 模擬量控制系統(tǒng)

應(yīng)用模擬量控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ啺l(fā)電機組的參數(shù)進行控制。就鍋側(cè)方面，能夠?qū)C爐的汽溫和送風(fēng)、引風(fēng)工序進行調(diào)節(jié)，對儲水箱的水位和蒸汽溫度進行控制。就機側(cè)方面，可以對鍋爐給水的整個過程進行控制，對除氧器的水位進行調(diào)節(jié)。

DCS系統(tǒng)將電力的熱力系統(tǒng)進行劃分，將其分為幾個子系統(tǒng)，并采用一定的程序?qū)ο到y(tǒng)的順序進行控制，同時也能對設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，在判斷之后，DCS系統(tǒng)會按照既定的操作程序、邏輯發(fā)出指令，并對機組的各個裝置進行控制。順序控制必須對生產(chǎn)過程中存在的參數(shù)做好監(jiān)控工作，并進行連鎖保護。然后根據(jù)電廠的實際情況和系統(tǒng)的實際情況對系統(tǒng)的邏輯進行確定。

4 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在汽輪運行過程中，數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮著重大的作用，除了能夠?qū)ζ錉顟B(tài)、參數(shù)進行監(jiān)視和保護外，還能夠?qū)ζ啓C的轉(zhuǎn)速、功率和汽壓進行控制和調(diào)節(jié)，甚至對機組啟動、停運及故障都能進行控制。

5 鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)

它是DCS系統(tǒng)中最需要進行重點監(jiān)控的部分。鍋爐爐膛在發(fā)電過程中的安全一定要有保障，對爐膛內(nèi)燃燒系統(tǒng)中的各種參數(shù)值和鍋爐的狀態(tài)要密切監(jiān)控，保證燃燒系統(tǒng)在符合規(guī)定的程序下運行，以便事故發(fā)生后能迅速進行處理。

二、DCS誤動原因分析

1 硬件故障引起的誤動

當(dāng)設(shè)備中的元器件損壞、模塊和電路存在著接觸不良現(xiàn)象、電源輸出存在問題、電路板跳線錯誤等，就會觸發(fā)DCS硬件發(fā)生故障。當(dāng)DCS系統(tǒng)硬件發(fā)生故障后，就難以對現(xiàn)場的設(shè)備進行驅(qū)動，指示燈難以正常顯示，即使系統(tǒng)運行符合規(guī)范，對應(yīng)測點的數(shù)值也難以正常顯示。有些信號出現(xiàn)故障可能是因為熱工元件出現(xiàn)了問題，這就容易引起系統(tǒng)的主機和輔機難以對設(shè)計進行保護，進而產(chǎn)生拒動現(xiàn)象。該現(xiàn)象發(fā)生的原因主要是元器件的質(zhì)量不合標準，或者是由于長久使用，元器件出現(xiàn)老化。另外，DCS邏輯沒有對關(guān)鍵性的回路進行冗雜設(shè)計。通過單元件進行工作，容易導(dǎo)致元件發(fā)生問題，最終引起保護誤動和拒動現(xiàn)象。

2 軟件故障引起的誤動

從Q型聚類結(jié)果分析可知，49個土壤樣本可以大致分為5類，各個類別的綜合得分范圍及養(yǎng)分指標的平均值見表5。

熱控軟件的控制邏輯一定要正確，邏輯不完善容易導(dǎo)致DCS系統(tǒng)發(fā)生誤動。在機組投產(chǎn)調(diào)試的過程中，或者在電廠進行了大的改動之后，發(fā)電機組的特性也會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯問題。DCS系統(tǒng)在技術(shù)改動之前對參數(shù)和函數(shù)曲線進行控制的邏輯可能無法滿足技術(shù)改動之后設(shè)備的運行。這就需要在技術(shù)改動之后，對于軟件的邏輯也要進行重新設(shè)定，對相關(guān)參數(shù)及函數(shù)曲線進行更改，這樣才能保證軟件的邏輯符合技術(shù)改動之后的設(shè)備，從而對系統(tǒng)誤動進行防止。

3 電源或接地系統(tǒng)故障引起的誤動

電源或接地系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為電源缺失，電源缺失的主要原因為供電系統(tǒng)的零線、火線、地線這三條線路存在著接觸不良或者連接錯誤的問題。存在上述問題的系統(tǒng)，在長時間的使用之后會出現(xiàn)電源線路質(zhì)量下降的問題，從而導(dǎo)致線路的絕緣保護裝置被破壞或者線路的電阻太高等問題。當(dāng)電源的設(shè)計不夠完善，在地極電阻過大的情況下，地網(wǎng)與地極之間斷開也會存在誤動情況。

4 外部環(huán)境引起的誤動

如果在工作場地存在著大量的粉塵，或者由于長時間振動、溫度濕度等環(huán)境存在異常，也容易導(dǎo)致問題的發(fā)生，具體包括線路接觸不良，螺絲松動或者卡套接觸不良等。DCS系統(tǒng)得到的開關(guān)量和模擬量在受到外部環(huán)境因素的干擾下出現(xiàn)問題，例如位置開關(guān)不到位和傳感器故障等問題。在強電磁環(huán)境下，如果外部電磁輻射、電導(dǎo)耦合等對設(shè)備進行干擾也容易對DCS進行信號干擾。

三、降低誤動作率的方法

1 應(yīng)用可靠的技術(shù)和元器件

為了提高系統(tǒng)控制回路的可靠性，在對熱控元件的選擇上，要保證的性能的安全可靠、應(yīng)用成熟。如果一些企業(yè)需要對成本進行考慮，采用成本較低的元器件無可厚非，但是針對質(zhì)量要求高或者核心重要的元器件，必須要采用高質(zhì)量的設(shè)備，從而確保系統(tǒng)運行的可靠性，不僅降低了系統(tǒng)誤動的機率，還能保證系統(tǒng)自診的能力。

2 優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯

當(dāng)外部干擾引起瞬間信號誤發(fā)，容易導(dǎo)致熱控系統(tǒng)保護回路的誤動。大部分信號都是因為位置開關(guān)接觸不良導(dǎo)致的機組跳閘，所以在對機組的邏輯進行設(shè)計時，要采用容錯率較低的邏輯設(shè)計。有些系統(tǒng)的設(shè)備和元器件容易發(fā)生故障，可以在邏輯上對其進行優(yōu)化，提前做好容錯措施邏輯設(shè)計工作。

3 增強電源及接地的可靠性

火電廠的熱控系統(tǒng)容易因為外部環(huán)境的干擾存在著問題，如果問題較小，會使測量和系統(tǒng)工作的準確性和穩(wěn)定性難以保證，如果問題嚴重的話，就會因為設(shè)備故障或者亂發(fā)信號導(dǎo)致機組跳閘。保證熱控系統(tǒng)正常工作，就要對外界的干擾進行抑制，提高信號采集的可靠性。因此可以采用接地方法來對DCS的性能可靠度進行提高，并對外界的干擾進行抑制。

4 提高設(shè)計、施工、檢修的水平

我國目前對于系統(tǒng)電源和主控模塊的冗雜設(shè)計進行了普及，但是卻對保護執(zhí)行設(shè)備的電源重視程度不夠。因此要在一些比較重要的保護執(zhí)行設(shè)備的電源進行冗雜設(shè)計，將簡要的信息設(shè)置在卡件上，這樣才能保證取樣點能夠有準確的測量信號，防止誤動作的出現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)的模塊發(fā)生故障，要迅速對故障進行診斷，對故障模塊進行更換，企業(yè)也要派遣工作人員對系統(tǒng)定期做好檢修工作，針對工作人員的素質(zhì)要加強培訓(xùn)，通過講座競賽等來提高我們操作人員的技術(shù)水平。

5 完善管理制度

一定要對應(yīng)用軟件進行備份，如果要對數(shù)據(jù)庫進行修改，可以事先對數(shù)據(jù)庫進行保存。只有在對軟件進行修改的過程中做好記錄并對病毒進行防范，才能防止誤操作導(dǎo)致的邏輯錯誤或者誤動作。如果軟件沒有經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的測試，不要進行下載；如果系統(tǒng)發(fā)生故障，要及時的對故障進行排查，并在維護設(shè)備的過程中做好隔離工作。

結(jié)語

隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，電廠對于發(fā)電設(shè)備的自動化程度要求日益提高，而DCS系統(tǒng)具有足夠的優(yōu)勢，只要加強對DCS系統(tǒng)的檢修工作，保證熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，才能對保護回路問題進行防止。

參考文獻

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