摘要：当机组在正常运行中重要的主辅设备出现异常或参数超过正常可控的范围时，热工保护可紧急联动相关的设备，采取相应的措施对主辅设备加以保护，将设备损失和机组故障降到最低，从而避免发生机组重要设备受损的严重后果。目前由于热工保护系统的原因，依然存在着保护误动和保护拒动的情况。保护误动指因系统自身原因或故障引起系统保护动作，从而造成机组主辅设备故障停运，保护拒动是指机组主辅设备出现故障时，保护系统因各种原因发生系统故障造成系统保护未动作。
关键词：电厂热工；DCS保护；误动和拒动原因；对策分析
1保护误动和拒动的原因
由于热工设备长期运行，存在着电缆老化、绝缘破坏、甚至接线端子盒渗水、端子处接线不紧固等等，这些情况是造成电缆信号线短路、断路、虚接、接地，从而存在着引起保护误动和保护拒动的风险。热工元件长期得不到维护，元件日渐老化或元件质量原因，有些重要保护测点存在着单点保护等等。对于热控元件故障（温度、压力、液位、流量、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动。主要原因是元件老化和质量不可靠，单独一个元件无冗余设置的原因引起。重要保护测点分别在同一模件上，若由于质量问题造成此模件损坏，则极可能发生保护误动和保护拒动。重要保护测点未分别在同一控制器内，往往通过跨控制器的网络点完成热工保护逻辑，存在着热工保护拒动的风险。
另外由于热工维护人员的粗心大意，看错端子排接线、走错间隔、错强制或漏强制信号、误操作等等都会引起保护误动，造成机组重要设备受损，甚至出现造成机组停运。逻辑设计中存在的缺陷主要是对于主辅设备的相关保护测点使用单点保护和逻辑中未做相关防止误动或拒动的逻辑引起的。
2影响DCS系统安全运行的因素
2.1控制器和I/O卡件问题
（1）关键部件应该冗余配置。主控卡（控制器CPU卡）、通讯卡、电源卡、控制回路使用的I/O卡等都应该冗余配置，并且卡件应该选择带隔离、抗干扰、带屏蔽的卡件，使它们具有很好的抗共模干扰和差模干扰能力，能够将设备上窜入的干扰拒在系统之外。如果I/O卡件没有1：1冗余配置，比如PROVOX系统的I/O卡件采用1：N冗余，即一块备用卡件给N块同类卡做备份，一旦系统发生主、备卡切换应及时处理，防止备用卡被长期占用，其它主卡发生故障时无法切换。
（2）控制器扫描周期合理设置。控制器扫描周期的组态应根据信号性质选择，比如温度的扫描周期可以选择2~10s，而大信号的扫描周期可以设置快些（一般0.5s或者1s），这样降低了系统负载，增加了系统的可靠性，使控制器达到最佳工作状态。
（3）控制器内存电池的定期更换。控制器内存电池应该根据系统要求定期更换，保证控制器异常停电时数据不丢失，从而保证了系统再次给电时正常引导。
2.2操作站问题
（1）风扇问题
操作站的易损件，比如电源风扇、CPU风扇应定期检查和维护，保证操作站主机不会因为散热问题影响系统运行。
（2）硬盘问题。对于操作站的硬盘应该使用“克隆”技术，比如FOXBOROI/A系统和FISHERROSEMOUNTPROVOX系统的硬盘可以先将硬盘数据导入磁带，再由磁带导入到新硬盘之中，HONEYWELLTPS系统和ABBAC800F系统直接将硬盘“克隆”或者“镜像”。这样就可以有效的备用系统软件和组态软件，保证操作站硬盘损坏时得到及时更换。
（3）键盘和密码问题。操作站键盘的一些功能键，比如软启动键、视窗键以及非操作员使用的按键等都应该通过更改软件注册表信息进行屏蔽，达到操作员无法使用这些功能键的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆操作站的工程师用户口令或者退出操作员界面的口令应经常更换，防止被非DCS维护人员破译进入系统软件或者退出监视窗口，进行系统硬件、软件设置或者非正常使用操作。
2.3接地问题
2.3.1防止由保护接地引入的干扰
（1）接地体的设置。一般将DCS保护地接入全厂电气统一接地网。但在接点附近，不应有大型变压器或高中频用电设备接入。仅当全厂电气统一接地网接地电阻不能满足DCS的接地要求或者DCS对噪声特别敏感，抗干扰要求高时，应采用独立的接地系统。
（2）DCS的电源接地。如果DCS采用三相四线制的隔离变压器输出供电或者由UPS输出的三相四线制供电时，为避免由于负荷不平衡引起相位及电压的漂移，给DCS造成干扰，中线（零线）必须接地。如果DCS采用单相变压器输出供电或者由UPS输出的单相供电时，如果DCS的保护地是与电气统一接地网连在一起的，电源零线不可以接地，应采用浮空电源，以避免电气统一接地网对DCS的干扰；如果DCS采用独立的保护地时，电源零线应与保护地连在一起，以避免地电位差通过机壳对DCS造成干扰。
2.3.2工作接地的问题
（1）接地电阻不满足要求造成的干扰。对于非本安防爆系统和采用隔离式安全栅的本安防爆系统，接地电阻值小于4Ω即可满足系统工作要求，但必须满足信号电缆屏蔽层和多芯电缆中的备用线芯接至工作地汇流铜排上，并且与保护接地汇流铜排分别（中间不混触）接至DCS保护地的情况。对于采用齐纳安全栅时，安全栅的工作接地电阻应该小于1Ω。要达到这个指标，应该将仪表的工作地汇总到汇流排后接至保护地接地体。或者使用等位线将工作地接地体和保护地接地体连接到一起。如果不能达到这个指标，若现场与控制室有地电位差存在，那么可能影响变送器的信号，给DCS造成干扰，甚至，当齐纳管不能反向导通，不起保护作用时，如果此时现场信号线碰到变送器外壳，产生的电火花可能点燃爆炸性气体，造成重大安全事故。
（2）不同的信号系统直接相连造成的干扰。对于非本安防爆系统和采用隔离式安全栅的本安防爆系统的信号接至具有信号公共地的DCS时，应设法将后者的输入端负极浮空，否则直接影响DCS信号的输入和显示。
（3）信号回路多点接地引起的干扰。由于不同接地位置存在地电位差，接地点如果达到一个以上，地回路就会形成，导致一个虚假信号的产生，与仪表测量信号相叠加，从而给DCS造成干扰。
保障这些干扰的措施：工作接地需遵循单点接地的原则，且信号回路与屏蔽层在同一端接地，多数采用在控制室侧接地的方案。对于信号源和控制室端均要求接地的仪表系统，应采用隔离型配电器或者安全栅把两个接地点做电气隔离。
3提高热工保护的可靠性
对于热工保护可靠性的提高需要在机组长期运行和日常维护中不断发现系统存在的隐患，根据机组具体情况逐步消除隐患。为了确保设备的安全运行，严格做好日常巡检工作至关重要，在此基础上，还需要抓住一切机组停运机会，全面认真检查各端子板的驱动电源保险和端子板的外回路电源保险等是否正常，端子板的固态继电器是否紧固，所有预制电缆的插头是否紧固等内容，以最大程度地规避系统硬件设计不完善带来的风险。保护误动和保护拒动都会给正常运行中的机组带来严重的事故，尤其是保护拒动会使机组设备造成严重的损坏，不仅造成不必要的经济损失，还会因保护拒动造成事故的扩大化，甚至出现大面积主辅设备损坏的情况。
结语
通过上述分析可以发现，现阶段电厂已经认识到热工DCS保护误动和拒动对电厂生产可靠性和安全性的影响，并在日常管理的过程中，有意识的结合误动和拒动发生的原因采取针对性的控制对策，这是电网智能化水平提升和管理水平提高的具体体现，应不断的优化和推广。
参考文献：
[1]丛雷.浅析电厂热工保护系统的常见故障及防控措施[J].科技创新与应用，2014.
[2]罗瑞.浅谈火力发电厂热工保护系统误动及拒动的原因及对策[J].中国科技博览，2014.
论文作者:史锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/6/19
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