電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作原因與處理措施探討

中電建湖北電力建設(shè)有限公司調(diào)試分公司 湖北 武漢 430060

引言

受當(dāng)前高新科技的影響,電廠在發(fā)展的過(guò)程中正在逐步向自動(dòng)化設(shè)備的方向發(fā)展,而DCS控制保護(hù)系統(tǒng)憑借其安全、可靠、高效等優(yōu)勢(shì)加快了電廠發(fā)電組自動(dòng)化方向發(fā)展的步伐。該系統(tǒng)的全面應(yīng)用為工作人員帶來(lái)了方便,但是一旦其在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障,就會(huì)嚴(yán)重影響電廠各個(gè)環(huán)節(jié)的工作效率。因此,對(duì)可能引起DCS系統(tǒng)發(fā)生故障的原因進(jìn)行總結(jié)歸納,并針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的解決措施。能夠有效地杜絕已知原因造成系統(tǒng)故障的可能,降低效益損失,提升工作效率。

1 DCS的基本介紹

DCS系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性都較好,能夠?qū)ぷ鳟?huà)面進(jìn)行操作,在控制和運(yùn)算方面都有較大的優(yōu)勢(shì)。其運(yùn)算功能可以應(yīng)用在對(duì)現(xiàn)有工藝參數(shù)進(jìn)行推斷方面,并根據(jù)結(jié)果預(yù)測(cè)接下來(lái)的參數(shù)走向,并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對(duì)該趨勢(shì)進(jìn)行分析,一旦發(fā)現(xiàn)任何與標(biāo)準(zhǔn)不符的數(shù)據(jù),都會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào),以此來(lái)保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作,使整個(gè)運(yùn)行裝置都能受到DCS系統(tǒng)的監(jiān)控,保證在工藝生產(chǎn)過(guò)程中能夠被全方面的監(jiān)管。在該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用后,其使用范圍迅速擴(kuò)大,隨之而來(lái)的是大量的裝置問(wèn)題。對(duì)于熱控系統(tǒng)中的電纜、測(cè)量、控制系統(tǒng)以及工作系統(tǒng)等在室外的裝置而言,無(wú)論哪一個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障,都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng),進(jìn)而引發(fā)熱控DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作或者運(yùn)營(yíng)機(jī)組跳閘,最終影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。熱控系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接影響經(jīng)濟(jì)效益的效益空間。

2 問(wèn)題研究分析

2.1 軟件故障引起的誤動(dòng) 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(dòng)。在機(jī)組投產(chǎn)調(diào)試的過(guò)程中,或者在電廠進(jìn)行了大的改動(dòng)之后,發(fā)電機(jī)組的特性也會(huì)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯問(wèn)題。DCS系統(tǒng)在技術(shù)改動(dòng)之前對(duì)參數(shù)和函數(shù)曲線進(jìn)行控制的邏輯可能無(wú)法滿足技術(shù)改動(dòng)之后設(shè)備的運(yùn)行。這就需要在技術(shù)改動(dòng)之后,對(duì)于軟件的邏輯也要進(jìn)行重新設(shè)定,對(duì)相關(guān)參數(shù)及函數(shù)曲線進(jìn)行更改,這樣才能保證軟件的邏輯符合技術(shù)改動(dòng)之后的設(shè)備,從而對(duì)系統(tǒng)誤動(dòng)進(jìn)行防止。

2.2 電源或接地系統(tǒng)故障引起的誤動(dòng) 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?yàn)楣╇娤到y(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(cuò)誤的問(wèn)題。存在上述問(wèn)題的系統(tǒng),在長(zhǎng)時(shí)間的使用之后會(huì)出現(xiàn)電源線路質(zhì)量下降的問(wèn)題,從而導(dǎo)致線路的絕緣保護(hù)裝置被破壞或者線路的電阻太高等問(wèn)題。當(dāng)電源的設(shè)計(jì)不夠完善,在地極電阻過(guò)大的情況下,地網(wǎng)與地極之間斷開(kāi)也會(huì)存在誤動(dòng)情況。

2.3 硬件設(shè)施存在故障 在整個(gè)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)中,硬件設(shè)施是直接執(zhí)行工作指令的部位。當(dāng)其中出現(xiàn)元器件遭到破壞、電路出現(xiàn)接觸不良、電源不按工作標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓電流等問(wèn)題時(shí),會(huì)直接導(dǎo)致DCS發(fā)生故障。從而無(wú)法對(duì)整個(gè)工作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,此時(shí)對(duì)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)效果受到影響,各個(gè)環(huán)節(jié)的指示燈會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤顯示,進(jìn)而引起保護(hù)系統(tǒng)對(duì)工作參數(shù)有了錯(cuò)誤的分析與判斷,最終使電廠熱控系統(tǒng)DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作。熱工元件出現(xiàn)故障會(huì)直接導(dǎo)致主機(jī)和輔機(jī)對(duì)整個(gè)工作系統(tǒng)無(wú)法保護(hù),從而產(chǎn)生誤動(dòng)現(xiàn)象,該種情況主要是元器件的質(zhì)量不符規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。除此之外,在DCS邏輯中應(yīng)用單元件工作也會(huì)容易引發(fā)元件故障,進(jìn)而產(chǎn)生保護(hù)回路的誤動(dòng)作。在硬件設(shè)施中有還有電源和接地系統(tǒng)都容易損壞,零線、火線和地線在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后,會(huì)使外部的絕緣皮老化破損,使其暴露于空氣,容易產(chǎn)生電線混電,使保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作,甚至引發(fā)火災(zāi)等重大事故。

3 優(yōu)化措施分析

3.1 提高工作人員的綜合素質(zhì)并完善管理模式 電廠工作是由每個(gè)獨(dú)立的員工進(jìn)行自己的工作操作完成的,每個(gè)工作人員都應(yīng)該擁有專業(yè)的工作技能與認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。在技能方面,在招聘時(shí)就要嚴(yán)格要求,應(yīng)該較為注重其專業(yè)技能與工作經(jīng)驗(yàn)是否合乎崗位需求。在工作中對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),使其具有良好的技術(shù)水平,并通過(guò)適當(dāng)?shù)纳蠉彶僮?完成技能達(dá)標(biāo)。在工作態(tài)度上,要讓員工有清楚的責(zé)任意識(shí)與安危意識(shí),使其能夠從自身發(fā)展的角度考慮,進(jìn)而在工作中能夠以最佳的工作狀態(tài)完成工作內(nèi)容。電廠企業(yè)也是共同工作的整體,而整體的工作環(huán)境中應(yīng)該有完善的管理系統(tǒng),以此保證員工的工作質(zhì)量與領(lǐng)導(dǎo)的公平管理。因此,在工作中要明確規(guī)定,嚴(yán)格遵守工作流程,在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行修改時(shí),要對(duì)其信息進(jìn)行備份保存。日常工作中要規(guī)范操作并進(jìn)行工作內(nèi)容的詳細(xì)記錄。

3.2 采用多重化的熱工信號(hào)攝取方法,可減少檢測(cè)回路自身的誤動(dòng)作率 為了綜合信號(hào)串聯(lián)后誤動(dòng)作故障率降低和信號(hào)并聯(lián)后拒動(dòng)作故障率降低的優(yōu)點(diǎn),將兩個(gè)信號(hào)先進(jìn)行串聯(lián),然后進(jìn)行并聯(lián)。單個(gè)檢測(cè)元件的誤動(dòng)作率或拒動(dòng)作率很小時(shí),四信號(hào)串并聯(lián)后的信號(hào)單元的誤動(dòng)作率、拒動(dòng)作率均大大減小。當(dāng)用作聯(lián)鎖保護(hù)的測(cè)量信號(hào)本身不可靠時(shí)。系統(tǒng)的誤動(dòng)概率會(huì)大大增加。而熱控保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)中的觸發(fā)信號(hào)采用了不少單點(diǎn)測(cè)量信號(hào)。熱控單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)回路的異動(dòng),很多情況是外部因素誘導(dǎo)下的瞬間誤發(fā)信號(hào)引起。不少故障僅僅是因?yàn)槟硞€(gè)位置開(kāi)關(guān)接觸不良或某個(gè)擋板卡澀而造成機(jī)組跳閘。為防止單個(gè)部件或設(shè)備故障和控制邏輯不完善而造成機(jī)組跳閘,對(duì)運(yùn)行中易出現(xiàn)故障的設(shè)備、部件和元件。從控制邏輯上進(jìn)行優(yōu)化和完善。通過(guò)預(yù)先設(shè)置的邏輯優(yōu)化來(lái)降低或避免控制邏輯的誤動(dòng)作。運(yùn)行機(jī)組應(yīng)對(duì)熱控保護(hù)連鎖信號(hào)取樣點(diǎn)的可靠性調(diào)試確認(rèn)。對(duì)控制系統(tǒng)的硬件、邏輯條件、定值進(jìn)行可靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn),對(duì)機(jī)組設(shè)備安全運(yùn)行有嚴(yán)重影響的熱控保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化,例如：a.條件許可的單點(diǎn)信號(hào)保護(hù)邏輯。改為信號(hào)三取二選擇邏輯。加入證實(shí)信號(hào)改為二取二邏輯。b.實(shí)施上述措施的同時(shí)。對(duì)進(jìn)入保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)的模擬量信號(hào),合理設(shè)置變化速率保護(hù)、延時(shí)時(shí)間。C,縮小量程來(lái)提高壞值信號(hào)剔除作用等故障診斷功能。設(shè)置保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)壞值切除與報(bào)警邏輯。如某廠因煤量波動(dòng)引起風(fēng)量大幅度波動(dòng)引起引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)電流過(guò)載,通過(guò)合理設(shè)置風(fēng)機(jī)變化速率保護(hù)、煤量限幅及煤量指令速率限制后,取得很好效果。

3.3 提高設(shè)計(jì)、施工、檢修的水平 目前系統(tǒng)的電源以及主控模塊的冗余設(shè)計(jì)以及得到普及,但是對(duì)于保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的動(dòng)作電源也需要得到重視。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于一些重要的保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的動(dòng)作電源采用冗余設(shè)計(jì),摘要的檢點(diǎn)要分散布置到不同的卡件上,這樣對(duì)重要取樣點(diǎn)能夠得到準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào),降低保護(hù)誤動(dòng)作的可能性。在出現(xiàn)系統(tǒng)模塊出現(xiàn)故障時(shí),要迅速完成故障診斷,并對(duì)故障模塊進(jìn)行更換。企業(yè)需要定期派遣專業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修,對(duì)熱控系統(tǒng)的工作人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),通過(guò)開(kāi)展講座、競(jìng)賽等形式提高操作人員的技術(shù)水平。

3.4 完善管理制度 對(duì)應(yīng)用軟件要做好備份,在數(shù)據(jù)庫(kù)修改前要做好保存。更新或修改軟件時(shí)要遵守規(guī)范,做好記錄。計(jì)算機(jī)要做好病毒防范措施,在沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試和確認(rèn)的軟件不能下載。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),要確保能夠繼續(xù)運(yùn)行的部分正常監(jiān)控,排除故障。在維護(hù)設(shè)備時(shí)要做好完善的隔離措施,避免出現(xiàn)設(shè)備聯(lián)鎖反應(yīng)的誤動(dòng)作。

3.5 應(yīng)用可靠的技術(shù)和元器件 為了提高DCS系統(tǒng)控制回路的可靠性,應(yīng)當(dāng)選擇安全可靠、應(yīng)用成熟的熱控元件。出于成本考慮,在有限的資金下企業(yè)可能選擇降低元器件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方式減少成本,但是在一些關(guān)鍵和高要求的部分,應(yīng)當(dāng)選擇高質(zhì)量的設(shè)備,保證DCS系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。通過(guò)提高DCS系統(tǒng)硬件的質(zhì)量能夠降低系統(tǒng)誤動(dòng)的概率,并有助于DCS軟件進(jìn)行自診的能力。

結(jié)語(yǔ)

電力能源在社會(huì)上的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了電力行業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,而現(xiàn)代化高端科學(xué)技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用,使得電力生產(chǎn)更為高效化、自動(dòng)化。在電廠中,DCS系統(tǒng)的引進(jìn),使得電力生產(chǎn)更為高效智能,這一系統(tǒng)具有良好的靈活性與拓展性,能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù),將之與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比,來(lái)預(yù)測(cè)生產(chǎn)障礙,從而實(shí)現(xiàn)前瞻性調(diào)整、檢修,確保電廠發(fā)電工作的正常進(jìn)行。DCS系統(tǒng)雖然比較先進(jìn),但是在硬件設(shè)施、控制邏輯、外部環(huán)境、調(diào)試過(guò)程等方面其實(shí)存在一定缺陷,這些缺陷導(dǎo)致系統(tǒng)容易出現(xiàn)控制回路誤動(dòng)作。深入分析電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作原因,提出合理解決措施,確保系統(tǒng)控制邏輯、回路動(dòng)作正常,對(duì)于電廠安全平穩(wěn)生產(chǎn)有著重要意義。