摘要：热工保护是发电厂不可或缺的核心技术之一，是确保发电机组安全、稳定运行的保障。近些年来，随着科学技术的不断进步及电力市场的迅速发展，热工保护迅速提升，极大地降低了机组运行事故发生率。但是，机组的实际运行过程中总会伴随着各种不可控因素的产生，造成热工保护出现误动、拒动，导致机组停机，不仅为企业带来巨额经济损失，还会由于威胁电网稳定性而产生各种消极影响。
关键词：电厂热工；系统安全；可靠性策略
一、引言
近几年，由于电力工业的快速发展，促进了电厂的快速发展，使大量超临界机组投入到运行当中，同时在电厂中脱硫系统也开始投入使用，这就对热工保护系统提出了更高的要求，需要热工保护系统具有更高的安全性和可靠性，才能够更好的保证机组运行的稳定性。
二、提高电厂热工保护系统可靠性的重要性
近年来，随着技术的进步和电厂竞争的激烈化，电厂机组设备不断更新，性能不断增强，主要表现为：发电机组容量不断增大，参数不断提高，热工自动化程度逐渐提升等等。特别是随着DCS分散控制系统的发展和应用，依托其强大的功能和优势，极大地提高了机组的安全性、可靠性、经济性和稳定性。但是，随着机组容量的增大，参与保护的热工参数自然也不断增多，致使机组或设备误动、拒动发生率明显提高，热工保护误动、拒动的情况时有发生。因此，提高热工保护系统的可靠性，对于减少DCS系统失灵情况，降低热工保护误动、拒动等具有积极意义。
三、产生热工保护误动与拒动的因素
多因素都能引发热工保护误动和拒动，其中，较为常见的主要有以下几点：
（一）DCS软、硬件发生故障。随着DCS分散控制系统的发展，为保障机组安全和稳定，热工保护中加入了些许过程控制站(如CCS、DEH、BMS等)两个CPU均故障时的停机保护，所以因DCS软、硬件发生故障而引发的保护误动、拒动发生率较高；
（二）由于热控元件故障(如压力、温度、流量、液位、电磁阀等)误发信号而导致机组保护误动、拒动状况时有发生；
(三)由于热工人员走错间隔、错强制或漏强制信号、看错端子排接线以及万用表使用不当等人为因素造成的机组误动、拒动状况不容小觑。此外，设计、安装、调试缺陷、设备电源故障等等，也都是造成热工保护误动、拒动的原因之一。
（四）电缆接线短路、断路、虚接。电缆接线断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等引起。
（五）设备电源故障。随着热控系统自动化程度的提高，热工保护中加入了DCS系统设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠导致。
四、提高热工保护的有效策略
（一）尊重原热工保护设计
原有的热工保护项目是设备厂家经多年的研究和实践设计出来的，较为成熟，电厂作为设备的使用者在征得厂家同意前不应随意对其进行更改、更不能进行删减，只能进行补漏和完善。
（二）建立设备试运记录
对重要热工保护系统所用的硬件设备实行跟踪记录制度。热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，尤其是保护出口卡件的可靠性，常规的做法是每次保护投入运行前对检测元件及卡件进行校验，确认合格就可以使用。
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（三）采用技术可靠、成熟的热控元件
随着热控自动化程度的深化，对热控元件可靠性的要求也逐渐提高，采用技术可靠、成熟的热控元件直接关系到DCS系统的可靠性。基于热控自动化的要求，热控设备投资力度也在不断加强，因节省投资而置设备安全性于不顾的行为是得不偿失的。因此，在合理投资的基础上，务必选择品质佳、运行业绩良好的热控设备，以提高DCS系统的安全性、可靠性。
（四）定期维护、管理
定期对机组设备进行检修管理，及时发现设备隐患，并做好日常保养和维护，确保设备处于良好的运行状态。此外，对设计、施工、调试、检修质量严格把关，充分利用冗余设计，提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力，提高和改善热控就地设备的工作环境条件，对保护逻辑组态进行优化，严格控制电子间的环境条件等都能够有效增强电厂热工保护系统的可靠性。
（五）对保护逻辑组态进行优化
可在温度保护中增加加速度限制(质量判断)，具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以≥20℃／s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
（六）严格控制电子间的环境条件
（七）提高和改善热控就地设备的工作环境条件
如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀；就地设备尽量远离热源、辐射、干扰；就地设备应尽量安装在仪表柜内，必要时还应对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
（八）严格执行定期维护制度
做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护试验。
（九）及时发现并更换故障硬件
1）充分利用历史站等在线监测及追忆手段，进行日常检查，及时发现工作特性不好的硬件设备，及时消除安全风险，热工保护系统重要的硬件设备，不仅要按照常规进行检测更换，而且要实行定期更换制度。防止设备误动。更换硬件设备时，为了缩短保护切除时间，可以事先检定好备件，短时间退出热工保护系统，更换备件后将系统投运。然后再对拆下的检测元件进行检定。用检定合格后元件更换其它同类待检保护元件。
（十）保证工作流程标准化、规范化
1）以标准化、规范化的流程管理来规范人员行为。对于巡检工作，可以从巡视周期、巡视路线、检查范围、检查内容、检查记录及分析等环节，研究建立标准化、规范化的巡检作业管理流程，保障设备巡检的及时性和真实性，为维护管理设备提供分析依据和决策支持。
2）建立标准化的作业流程。在热工设备维护管理的全过程中，设备检修、定期试验、保护传动、元件检定等具备可重复性、规律性的工作环节，都可以建立标准化的作业流程，将各项措施和要求落到实处，真正发挥作用。
3）制定应急方案。针对同类型热工设备的多发性故障，提前研究制定应急处置的技术预案。一旦运行中热工保护设备出现异常，立即按照技术预案的要求操作，采用切换备用通道，保护改投信号，调整PLC组态等安全可靠的方式保证机组安全运行。事后应就设备故障发生原因和应急处置情况进行分析总结，对原有的技术预案进行动态优化和调整。
五、结语
随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。热工保护系统的可靠性直接关系到机组设备的可靠性和安全性，在技术、管理体制上积极采取措施提高热工保护的可靠性，是提高机组安全性、经济性的要求，也是增强电厂竞争力，促进电厂长久发展的要求。
论文作者:蒋玉峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/29
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