摘要：随着我国电力系统整体水平的不断进步和电力设施安全水平的持续提升，热工DCS保护误动原因和防止措施得到了越来越广泛的关注。本文从阐述热工DCS保护误动和据动原因入手，对热工DCS保护误动和据动防止措施进行了分析。
关键词：电厂热工；DCS保护误动和拒动；原因与对策
1 电厂热工DCS保护误动和拒动原因分析
1.1保护逻辑设计不合理
热控保护系统的设计没有考虑到电厂机组主辅设备运行的实际需求，保护逻辑设计存在不合理之处，与电厂发电机组及相关设备的性能不匹配，导致电厂机组运行中因热控保护系统自身故障而产生保护拒动问题[1]。DCS软件与硬件是组成电厂热控保护系统的重要部分，而热工保护中一些过程控制站的加入，以及热控保护系统作用的充分发挥，对提升电厂机组主辅设备运行的安全性有利。在DCS控制系统运行过程中，DCS软件与硬件的故障以及保护逻辑的不合理设计，容易引起热控保护系统的误动；而DCS控制系统中两个CPU控制器都发生故障也容易造成设备停机。同时，DCS软硬件故障对系统输出模块与设定值模块等多个模块造成的影响，能够引起电厂热控保护误动与拒动等问题。
1.2系统软硬件故障。为保障电厂两个控制器在同时出现故障的前提下仍可以实现停机保护，电厂尝试将CCS、DEH等控制站添加到原有的DCS控制系统中，但输出模板发生错误、信号处理卡被破坏、网络通讯受阻等软硬件保护误动的现象也随之出现，这是导致误动的重要原因。另外，电厂用端子板上的保险丝保护电路不受短路、强电倒送影响的过程中，由于保险丝的容量通常较小，极易被熔断，也会诱发DCS系统误动或拒动。
1.3人为操作不规范。相关工作人员在进行日常维护等操作的过程中，如果对万用表的使用、两票三制制度的落实、接线操作过程等不规范可能诱发DCS系统误动或拒动问题的发生。例如操作人员在不确定测量信号状态的前提下，直接投入汽机真空低保护，可能直接导致保护误动的发生。
1.4电缆接线和热工元件故障。随着电厂相关管理规范的不断完善，使操作的规范性得到了明显的提升，延长了设备、线路的使用寿命，但由于电厂电力生产环境中温度、湿度和粉尘含量均非常高，电缆在应用的过程中老化的速度和严重程度仍超出常规环境，而电缆的老化和受损会直接导致其绝缘性的下降，提升短路故障的发生概率，诱发保护误动。例如，机头高温区穿过的电缆绝缘性被破坏的概率较高，由此诱发的保护误动概率也相对较高。另外，热工元件处于阀门位置灯位置或承受的温度、压力等发生变化，在运行的过程中可能会出现错误的信号，诱发保护误动、拒动，这要求在设计和使用的过程中，尽可能的控制点单元件保护模式的应用。
2.电厂热工DCS保护误动和拒动对策分析
2.1增强热控保护系统的抗干扰能力
DCS控制系统的成熟发展，加快推动电厂相关系统及结构的更新，电厂热控保护问题逐渐受到重视。接地处理是热控保护系统运用所涉及的一个重要问题，在电厂基建安装过程中，选择正确的接地地点，优化系统接地方式，对提升热控保护系统的抗干扰能力有利。根据电厂基建的整体布局与热控保护系统搭建的具体需求，在接地处理过程中采用适宜的接地处理方式，选用截面大于20mm2的通道线，在距离建筑物15m左右的位置进行接地处理，结合电厂机组主辅设备的分布，将强设备与系统接地点之间的距离控制在合理范围内，接地电阻应小于2Ω[2]，以便大幅度增强热控保护系统的抗干扰能力，为电厂机组主辅设备的可靠运行提供保障。
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为有效防止电厂热控保护误动及拒动问题，在电厂热控保护系统建设中，选用带有屏蔽电力的电缆，避免动力电缆与信号线的平行铺设，不可使用同一电缆的不同导线，降低电磁干扰问题的发生几率，优化配置各类资源，在连接系统与信号电缆时加入滤波器，避免因动力电缆或信号线问题而产生电磁干扰故障，实现信号线与地间的并接，减少后期的维修资金，保证电厂机组主辅设备运行的可靠性。
2.2 改善热控保护电源的切换问题
在电厂基建设计与安装过程中，针对电厂热控保护系统的设计，充分考虑热控保护电源的切换问题，结合电厂机组及相关设备的整体布局，采用独立的两路冗余电源，满足电厂机组主辅设备运行对电源的要求，切实解决电厂热控保护误动及拒动问题。在电厂热控保护系统建设中，造成设备电源故障的原因除了电源相关元件本身的质量缺陷之外，也会因两条冗余电路的电源切换方式而引起带电源故障，也是电厂热工人员在处理热控保护误动及拒动问题时应当充分考虑的因素，是电厂热控保护系统设计与安装中关键性的问题。为改善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与安装中准确把握DCS电源供电切换的原理，以热控保护误动及拒动问题为切入点，以DCS系统的电源切换方式为基础，明确主要的负载电源与辅助性的供电电源，根据DCS系统的两条独立冗余电源供电设计，将第一路电源作为主要的负载电源，每个继电器承担一半的负荷，辅助供电电源以第二路电源为主，利用UPS为两路带能源供电[3]，最大程度减少供电波动情况的发生，减轻电源环流的现象，避免设备电源故障的发生，保证电源供电及整体电压的稳定性，防止因电源切换问题而引起热控保护误动及拒动，以提升电厂机组主辅设备运行的安全性。
2.3 优化热控保护逻辑
对于电厂机组主辅设备的保护应充分考虑温度高保护问题，深入研究热控保护误动及拒动的产生原因，相关工作人员在电厂基建设计与安装中正确认识热控保护逻辑对热控保护系统的影响，全面考虑现场环境与接线端子松动等多方面因素对机组主辅设备中相关温度元件的影响，优化热控保护逻辑组态。在电厂机组主辅设备运行过程中，以防止电厂热控保护误动及拒动问题为目的，对温度保护增加速率限制功能，深化对机组主辅设备的温度高保护，确保系统检测到设备温度的上升速率不小于205℃/s的情况下，保护系统能够及时且准确地报警，降低热控保护系统的误动与拒动率[4]，为检修人员及时排查机组及相关设备出现的故障提供保障。
在电厂基建设计中，采用技术成熟且可靠的热控元件进行热控保护系统的设计，选用符合DCS系统要求的软件与硬件，提升DCS系统的自诊断能力及其整体可靠性，选用运行业绩较好的热控就地设备，严格把关热控保护系统的设计与安装和调试质量，对电子间的温度与湿度及灰尘等环境条件进行严格控制，热控就地设备尽可能远离热源与干扰，以保障电厂的热控自动化运行。
2.4 尽可能采用冗余设计
在电厂机组主辅设备运行中，考虑到过程控制站的电源与CPI控制器冗余设计广泛应用的现实情况，为防止电厂热控保护误动及拒动故障，尽量采用冗余设计，加强监控跳闸电磁阀等一些保护执行设备的动作电源，提升电厂发电机组运行的安全性。在电厂热控保护系统设计与安装中，对重要的热工信号实施冗余设置，在不同的卡件上布置一些重要测点的测量通道，采取多点且相互独立的取样方法，改进多点并列的方法，有效监控与判断同一取样的测点信号，分散危险，实现对故障的高效查找与处理[5]，提升保护系统的可靠性。
结语
新技术新设备在电厂中的广泛应用，推动发电设备的自动化与智能化发展，电厂热工保护问题更受关注。以电厂热控保护误动及拒动问题为切入点，以防范系统与设备故障为目的，全面分析热控保护误动及拒动问题的产生原因，增强系统的抗干扰能力，改善电源切换问题，优化热控保护逻辑及冗余设计，加强对热控人员的技术培训，避免故障的进一步扩大，切实预防与解决热控保护误动及拒动故障，保障电厂的安全生产。
参考文献：
[1]刘瑞强.浅谈电厂热工保护系统的改进[J].科技风，2013，（03）：41
论文作者:郑玉玉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：电厂论文; 系统论文; 设备论文; 电源论文; 机组论文; 故障论文; 热工论文; 《电力设备》2019年第6期论文;