電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析及對策

張海 林山 陳寶釗

摘要：對于火力電廠的正常運轉而言，電廠的熱控保護系統在此過程中有著十分重要的作用與意義。在本文中，將從火力發電廠的熱控系統出發，來對其在實際應用的過程中出現保護誤動與拒動的原因進行分析，使熱控保護系統的綜合效用得以充分的發揮。

關鍵詞：火力發電;電廠熱控;誤動與拒動

引言：在我國社會經濟快速發展的背景下，電力能源在實際應用過程中的整體需求量也隨之增加。而火力發電作為我國重要的電力來源，已經實現了自身的自動化與智能化發展。而作為火電廠正常運轉的核心保障系統，熱控系統在實際應用的過程中通常會發生誤動與拒動等現象。

一、電廠熱控系統簡述

電力系統是我國工業發展的基石，在電廠中，熱控保護系統是火力發電機組的重要組成部分。電廠熱控系統的作用是當火力發電機組運行過程中溫度、功率等參數超過正常標準時，自動啟動相關防護設備，并及對機組采取一定的程度的保護，從而軟化設備故障，避免出現更加重大的設備損壞，威脅到工作人員的生命安全。熱控系統經常會出現保護誤動或拒動的情況，危害整個電廠的安全，當設備正常運行時，系統因為自身故障而引起動作，造成設備停止被稱為保護誤動，在主輔設備發生故障時，熱控保護系統不動作被稱為保護拒動。

二、電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析

（一）熱控保護系統的邏輯設計不合理

部分電廠熱控保護系統發生誤動和拒動的現象，是由于熱控保護系統運行邏輯設計的不合理，沒有考慮到電廠火力發電機組的實際運行需求，與設備的性能不匹配。DCS軟件與硬件是熱控系統的重要組成部分，可以提高機組設備運行時的安全性。但是DCS控制系統中的軟件與硬件容易發生故障，保護邏輯也存在不合理的地方，容易引起熱控保護系統的誤動。另外，DCS控制程序發生故障時，會對熱保護系統的輸出模塊、設定值模塊等造成不好的影響，容易造成數值混亂。

（二）熱控元件故障

我國大部分電廠都是在幾十年前建立的，熱控保護系統中的控制元件經常出現質量不過關、老化、冗余設置等問題，部分元件的型號較為古老，運轉效率低下，已經無法滿足電廠當前的需求，影響了熱控保護系統的運行效率。熱控元件故障是熱控保護系統中比較常見的故障，會影響設備的正常運轉，容易造成熱控保護系統的誤動和拒動，進而影響到電力系統的可靠性。

（三）電纜接線故障

在發電機組運行中，電纜接線的實際處理關系到熱控保護系統的穩定性，接線柱進水、絕緣保護脫落、電纜老化、管線需接、短路、斷路等問題都是熱保護系統誤動、拒動的常見原因。另外，熱控保護系統在安裝過程中也容易出現質量問題和故障，經常會出現不按照規范流程安裝的情況，導致熱控保護系統與電廠機組的性能不匹配，也會引起熱控保護系統的誤動和拒動。

（四）熱控設備電源故障

安全、穩定的電力供應是發動機組設備和熱控保護系統正常運行的基礎條件。隨著各地區的用電量的不斷增加，發電機組設備的負擔也在逐漸提高，對電力供應系統有著越來越高的要求。在機組主輔設備運行過程中，熱控設備的電源和插件接觸不良、電力供應緩慢、不足等都是常見的故障，是引起電廠熱控保護誤動及拒動的重要原因，增加了電力系統運行中的風險。

三、廠熱控保護誤動及拒動的對策

（一）增強抗干擾能力

電廠熱控保護系統的工作中，需要通過各類傳感器以及數據的分析中樞，在取得各類檢測信息之后，才可作出相應動作，當干擾信號接入后，很容易產生誤動或拒動問題。抗干擾能力的提高中，要完成兩項工作，其一是對于信號傳遞系統的抗干擾能力提高，該系統常用弱電通信系統傳遞電平信號，可以在信息的傳遞線纜外層，配置銅制電磁屏蔽網，以屏蔽電廠中的電磁干擾信息，另外在各類線纜的捆扎中，也要做好線纜敷設位置的科學設計與調整工作，比如對于非母線的強電系統，不可和弱電系統集中捆扎，同時強電線纜和弱電線纜間距不可小于20cm。

其二是主動式或被動式干擾信號的屏蔽電路配置，在被動式的干擾信號屏蔽系統中，要合理調整電阻、電容和電感器的配置方法，對于主動式的屏蔽裝置，要在熱控保護系統的周邊運行空間內配置電磁信號的接收和識別裝置，并形成主動性的抵消信號，達到消除干擾信號的目的。

（二）調整電源切換方案

在電源切換方案中，要實現電源的智能調配設施，從而在熱控系統的工作中，無需人員參與即可調整該系統的工作方案。對于熱控系統來說，若要各類設備投入運行，必然需要在其中建成強電系統，而在智能化系統的工作階段，要根據系統的運行狀態自主斷電或者通電。

具體的系統調整過程，可以使用繼電器，將自動控制系統發出的指令以電平信號傳遞，在繼電器的弱電端，配置信號放大器，從而讓控制中樞發出的信號指令可以被繼電器接收并利用，在發出控制指令時作出響應動作。此外對于不同的被控對象，要實現控制信號的定向化利用，也需要在信號放大器之前設置RFID芯片，由熱保護信號的處理計算機發出的控制信號之前，根據控制方案配置報文數據，和RFID芯片攜帶的獨一編碼相同時，則該信號被固定的電源響應狀態控制系統取得。

（三）優化熱控保護邏輯

在熱控保護邏輯的優化過程，要實現“由內而外”的優化體系，對比內部優化，要形成整個系統的監管系統，及時發現系統中是否存在熱控元件故障、被控對象故障等問題，對于外部優化，則需要根據被調整設備的工作方案，對控制邏輯進行調整。

在內部控制中，可以根據事故樹模型，確定該系統的常見安全問題發生概略，同時根據各類元器件的說明書與工作方案，確定這類設備發生故障的概率，采用“與”門邏輯和“或”門邏輯，制定防范安全問題的監管系統。

在外部控制中，采取的新型邏輯方案是，針對各類設備的故障，要設置“非”門邏輯，在發現存在輸入信號，而無輸出信號，或者輸出信號標識設備出現故障時，直接對該設備斷電處理。對于其他的功能，根據要求配置“與”門、“或”門等邏輯電路。

（四）盡可能采用冗余設計

對于電廠熱控保護誤動以及拒動問題的應對而言，在對其進行應對與優化的過程中，針對其過程控制站電源與中央處理器來采取冗余設計形式進行處理，已經成為當前階段中處理電廠熱控保護誤動與拒動問題的有效措施。而在現階段的實施的過程中冗余設計的應用已經變得十分廣泛。為此，就要在具體實施項目的過程中，結合整體熱控系統的設計特點，對于設備中的關鍵熱工信號裝置，通過在線冗余設計的方式，對于出現同一采樣點的監測與判斷信號，使網絡中的核心策略通過能夠穩固的分布在不同的卡件上，使其能夠發揮出風險均攤的效果。如此一來，便可以基于對系統化的邏輯設計與控制策略進行優化與調控，以實現對發電廠的熱控保護水平的提升，實現熱控保護誤動與拒動故障發生率的最小化。

結論：綜上所述，電廠熱控保護誤動與拒動的原因主要表現在保護邏輯設計不合理、熱控元件故障、電纜接線故障、熱控設備電源故障等方面。為此，就需要通過采取增強熱控保護系統的抗干擾能力、改善熱控保護電源的切換問題、優化熱控保護邏輯、盡可能采用冗余設計的措施，來實現對電廠廠熱控保護誤動及拒動的科學應對。

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