摘要：电厂热工DCS保护误动和拒动发生时虽然保护系统均发生故障，但前者是指有这种故障诱发的主辅设备停运现象，而后者指主辅设备已经发生故障的情况下，因此故障导致保护拒动而使主辅设备故障范围进一步扩大的现象，可见拒动和误动既存在共同点，又有差异，为降低误动和拒动的发生提供了依据。在此背景下，本文针对电厂热工DCS保护误动和拒动原因、对策两方面展开研究，为电厂系统维护和管理提供参考。
关键词：电厂热工；DCS保护；误动分析
1 热工DCS系统的内涵
它主要包括现场控制站、人机接口、通讯网络，以及现场的仪表阀门系统这四个部分。其中，人机接口主要是指计算机与人之间所建立的存在一定联系、负责信息输出和接入的接口，根据生产厂家的不同，DCS的配置也不一样，同时，只有在供电的情况下，所有的人机接口才能正常运行。现场控制站简而言之就是机柜，它是构成DCS的重要的组成部分，在整个生产中，所有的控制方案都是依靠这个现场控制站来完成。DCS的通讯网络主要包括光纤、交换机、通信模块等，许多的DCS厂家在设计时，大部分的系统都是随着整个单元一起供电，只有交换机内的网络单元需要单独供电。最后，对于DCS现场仪表以及阀门系统来说，它们构成了DCS系统的供电最基本的部分，离开了这些基本的部件，DCS系统就无从谈起。
2 电厂热工DCS保护误动和拒动的发生原因
2.1 DCS软硬件故障
DCS软硬件故障是造成热工保护误动、拒动的一大原因，这主要是因为，随着DCS控制系统的不断发展，在热工保护系统中加入了诸如CCS、DEH等控制站，使得两个控制器在同时发生故障时能够进行停机保护，这也就引起了DCS软硬件保护误动情况的发生，其主要的情况包括以下几种，信号处理卡损坏、输出模板有误、设定值模板出现故障、以及网络通讯不畅等。此外，在DCS系统中，对运行设备启停的检测，一般是通过DCS本身的查询电压来实现的，但是为了防止外围电路对DCS造成损害，在大多数的DCS控制系统中，每个端子板上都设置有相应的保险丝，在短路或者强电倒送时，保险丝就会自动熔断，进而达到保护整个电路的目的。但是由于保险丝的容量一般都比较小，常常会发生熔断的现象，导致系统无法检测到设备的真实情况，这就引发了热工保护的误动、拒动现象。
2.2 热工元件存在故障
因为热工元件自身的故障，包括多方面元件：温度、液位、压力等会造成的主机、辅机保护的误动，而原因正是误发出保护信号。有的元件出现了老化现象和质量问题，没有冗余设置和识别这些其实都是热工元件发生故障最重要的原因。而由于电缆接线的虚接、短路、断路引起的保护误动，造成这种现象出现的主要因素其实是电缆出现老化、被潮湿空气侵蚀、接线柱进水等。
设备的电源有时候也会出现一些故障，热工自动化水平一直在提高，DCS系统中的一些过程节制站电源故障的停机保护会在热工的保护被插手。因此我们看到电源故障引发的热工误动也是越来越多。热控设备的电源插件接触不良和电源系统设计的不完善是造成电源故障的最主要原因。在面对热工元件出现问题的时候，我们就可以选择改善热工一些就地设备的工作环境和工作条件。比如说在介入就地这杯的接线盒时就要尽量的密封防雨、防潮、防腐蚀而且就地设备还需要尽量的远离热源、干扰和辐射，必须要严格的控制电子间的环境条件。因为不管是温度、灰尘还是湿度对于电子设备的影响都是很大的。
2.3 人为因素
人为因素也是引起火力发电厂热工 DCS 保护误动、拒动的重要原因，人为因素的发生，绝大部分是由于工作人员在进行日常工作和维护时，看错端子排接线、使用万用表时不规范、没有严格执行两票三制的制度等，比如在某一发电厂中，曾经发生过投汽机真空低保护时，导致汽机保护误动作，对其进行调查和分析之后发现，该工作人员在没有得知测量信号是否存在的情况下，直接将该保护投入，没有按照严格的保护和规定程序执行，进而导致了汽机低真空保护的误动情况。
2.4 电缆接线短路、断路、虚接
由于电缆所处的运行环境较差，高温、高湿、腐蚀性强和接线柱进水等原因都会造成电缆短路、断路或虚接。2008-07-07，某厂#1汽轮机在靠近自动主汽门处，自动主汽门行程开关的电缆因长期处于高温环境下，且未采用耐高温电缆，导致电缆烤焦后发生短路。短路后，误发自动主汽门关闭信号给电气装置，导致发电机停运，汽轮机负荷突然降至0.开关动作本应使汽轮机ETS保护动作，但因电缆短路造成主汽门信号显示关闭，自动主汽门未动作，导致汽轮机转速瞬间提高，引发103%保护动作。
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3 防止热工DCS保护误动的措施
3.1 改善DCS电源切换问题
DCS系统是由独立的两路冗余电源进行供电，但是在实际的操作过程中，两条冗余电路的电源切换方式，很可能导致设备电源的故障，这也是在生产活动中容易被忽略的地方。一般来说，电源切换电路是由两个继电器组成的，每个继电器都承担了一半的负荷，但是如果其中的一条电路出现电压波动现象，那么将会出现电源环流的现象，有可能导致整个DCS系统失电情况的发生。DCS电源供电切换的原理主要是，将第一路的电源作为主要的负载电源，然后将第二路电源作为辅助供电电源，只要主供电电源存在，那么整个系统将以主供电电源为主，这样的方案可以使得电源切换回路比较安全可靠。另外一路的负载切换回路原理也跟这个相同，仅仅将第一路和第二路的位置调换下即可。此外，如果在一定的条件下，可以由UPS为两路电源供电，这样可以提高整体电压的稳定性，减少波动情况的发生。
3.2 增强 DCS 系统的抗干扰能力
增强DCS系统的抗干扰能力，能够最大限度地保障整个系统的稳定运行，本文从电缆的抗干扰性、信号的防干扰、以及系统接地等几个方面，进行着重的分析和研究，能够有效地提高火力发电厂的系统抗干扰能力。首先，对于DCS系统来说，应该选择正确的接地地点，不断完善接地系统，提高系统接地的方式。在进行接地时，一般选用截面大于20mm2的通道线，接地的电阻应该小于2欧姆，同时，接地极要尽量埋在距离建筑物15m的地方，控制DCS系统接地点与强设备的距离，最起码要保证在10米以上，这样才能最大限度地增强DCS系统的抗干扰能力。
3.3 提高热工工作人员的专业素质
伴随着高科技的发展和实际的运用，对于热工保护系统提出了更高要求的同时也对于热工相关工作人员提出高要求因此电厂的相关部门是需要加强对于热工工作人员的培训和基本能力的考核的。要求他们不仅要做好自己的本职工作，还应该去学习各种已经制定好的规章制度，专业的理论知识培养永远是放在首位的，在做到这些的同时还要结合具体的实践过程，在理论知识掌握牢固的基础之上，再来指导自己的实践活动同时，针对他们在操作过程中的薄弱点，进行反复的训练，提高工作人员的处理事故能力和临场应变能力。要让工人们在工作中树立一种正确的思想，最后真正的促使工作人员可以驾驭的了热工保护的技术。
3.4 电缆施工的控制措施
具体的解决措施分为以下3点：①因热工测点测量的数据要靠电缆传送，因此，电缆所处的环境时常变化。在敷设电缆时，要充分考虑其所处的环境。比如，所处环境的温度较高时，需要用耐高温电缆；所处环境有腐蚀性气体和湿度较高时，应用耐腐蚀电缆。②选择电缆的型号时应留有一定的余量，且选择质量可靠的优质的电缆，确保不会因电流过大而击穿电缆表皮，进而造成短路。③在机组的长期运行中，机组主、辅设备漏气在所难免。因此，热工维护人员要时刻注意漏气的设备附近是否存在电缆或热工设备，避免因设备漏气而使电缆烧焦短路，使热工保护信号误动或拒动。
3.5 提升热工保护的可靠性和安全性
①加强对热工人员的技术培训，避免因人为因素造成设备事故，特别是在等级检修期间，开工前要交代工作人员具体的工作区域和范围，在检修过程中要有专人监护。②在保证机组正常启停的同时，还要避免热工人员连续、疲劳作业。在维护重要的热工设备时，要有多人在场，以及时发现隐患、纠正维护时的错误操作。③严格把关设计、施工、调试、检修的工作质量。应提高热工设备的设计、施工、调试、检修质量，这对提高热工保护的可靠性有长远的要意义。④选择施工单位时，应选择经验丰富、可靠的施工单位，且不能因暂时削减成本而埋下安全隐患。③发现缺陷后应尽快处理，暂时没有处理方法时，要与安装方或厂家联系，获取妥当的处理方法。
综上所述，热控装置涵盖了热力系统的所有数据，相关系统不但存在关联，同时还存在一定的制衡性，所以，每一个环节出现问题电厂热控保护系统都会予以跳机停炉，这样会影响电厂的经济收益。所以，尽可能择取技术过关、稳定性较强的热控元件。伴随热控自动化水平的提高，对热控元件的稳定运行要求也不可同日而语，按照电厂热控自动化的相关需要，热控装置的投资也要随之增长。
参考文献
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[3]关庆涛,张学庆.提高热工保护可靠性及安全性对策[J].黑龙江科技信息,2008,(33):17.
论文作者:刘建君
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/4
标签：热工论文; 系统论文; 电缆论文; 电源论文; 故障论文; 设备论文; 发生论文; 《基层建设》2017年第34期论文;