（北京电力建设公司府谷项目部 陕西府谷 719404）
摘要：本文结合火电机组调试过程中常出问题，对热工保护误动及拒动原因进行了分析和总结，并提出了防止热工保护误动及拒动应采取的措施，对提高DCS系统的整体可靠性，保证机组安全、稳定运行具有一定的参考价值。
关键词：热工保护误动；拒动；原因
0引言
热工保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，热工保护的可靠性对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。随着发电机组容量的增大和参数的提高，热工自动化程度越来越高，尤其是伴随着DCS分散控制系统在电力过程中的广泛应用和不断发展，DCS控制系统凭借其强大的功能和优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但由于参与保护的热工参数也随着机组容量的增大而越来越多，发生机组或设备误动或拒动的几率也越来越大，热工保护误动和拒动的情况时有发生。因此，提高热工保护系统的可靠性，减少或消除DCS系统失灵和热工保护误动、拒动具有非常重要的意义。
1热工保护误动和拒动的原因分析
热工保护误动、拒动的原因大致可以概括为：DCS软、硬件故障；热控元件故障；中间环节和二次表故障；信号干扰；电缆接线问题；热控设备电源故障；人为因素；设计、安装、调试存在缺陷。
1.1DCS软、硬件故障
随着DCS控制系统的发展，为了确保机组的安全、可靠，热工保护里加入了一些重要过程控制站（如：DEH、CCS、BMS等）两个CPU均故障时的停机保护，由此，因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡损坏、输出模块有误、设定值模块出现故障、网络通讯等故障引起。此外在DCS系统中，对于开关量回路，为了防止外围电路对DCS造成损害，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。但是在调试过程中有些误操是无意识的，这就导致保险在熔断后不能及时发现，导致DCS无法正确检测设备的开关状态，这就引发了热工保护的误动现象。
1.2热控元件故障
热工元件是热工保护的主体，承担着热工保护的眼睛和手脚的作用。但是由于电厂项目的特殊性，热工元件受自身品质、工作环境等因素的影响，出现故障的几率较高，因热工元件故障（包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例比较大，其中在施工调试阶段经常出现仪表管堵塞，热工元件在高温设备附件损坏从而引发的误动、拒动。
1.3干扰对信号的影响
随着辅机设备电压等级的提高，动力电缆对信号电缆的干扰尤为明显，比如在太原二电项目调试阶段时，频繁出现汽包水位跳变，影响热工保护的动作，后检查发现是由于汽包水位信号电缆与送、一次风机的高压动力电缆混放在一层桥架内，经重新敷设电缆后问题解决。
1.4电缆接线对保护的影响
调试阶段电缆接线的问题也是影响热工保护的主要因素，电缆接线问题主要是：由于电缆绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀、振动等原因引起的电缆接线短路、断路、虚接，从而进一步影响热工保护的动作。比如高加液位信号电缆受平衡容器高温影响，在接线位置绝缘破坏短路，造成保护的误动。
1.5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系统一些过程控制站电源故障停机保护，比如DEH。此外热工设备中有些设备失电后状态消失，及部分设备失电后自行动作，由此也会造成热工保护的误动、拒动，随着参与热工保护的系统的增加，由于热控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。比如在陕西新元电厂项目中多次发生电动门、电磁阀电源断电，造成阀门误动、拒动。
1.6人为因素
人为因素也是引起火电厂热工DCS保护误动的重要原因，特别是在调试阶段，各类人员的水平残次不齐，人多手杂，误操、看错端子排接线、没有严格执行两票三制、不正确使用万用表等是造成热工保护误动的主要原因，比如在府谷新元电厂项目中，参与配合调试的施工人员对系统不熟悉，在投定子水箱液位变送器的过程中，误将定冷水管道放水门打开，造成发电机断水，跳机。
1.7设计、安装、调试存在缺陷
许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。其中特别是调试过程中对参与热工保护的开关定值的确认，在以往工程中不同程度的出现了由于开关定值错误、校验不准等因素，导致热工保护的误动、拒动的情况。
2防止热工保护误动、拒动的几点建议
热工保护的误动、拒动情况是电厂项目在调试和正式运行过程体现出来的，但其根本的原因是多方面的，贯穿整个项目基建全过程，从设备选型、方案设计、逻辑优化直至施工工艺、人员管理，每个环节都会对热工保护的可靠性造成影响，结合以往工程的经验，提出以下措施，用于保障机组在调试运行阶段的安全运行。
2.1尽可能地采用冗余设计。
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冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便，过程控制站的电源和CPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备（如跳闸电磁阀）的动作电源也应该采用双电源设计。同时对一些重要热工信号也应进行冗余设置（如汽包、加热器的液位），并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法应尽可能避免。总之，冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。
2.2尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。
随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体的可靠性有着十分重要的作用，根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。
2.3保护逻辑组态进行优化。
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。其中优化逻辑的宗旨是保护设备减少误动和拒动，这要从实际运行过程中得出答案。比如单点热工保护在保护逻辑中应加入慢信号保护模块，优化保护逻辑，以防止因外界因素造成单点信号检测异常，使保护误动。慢信号变化速录对信号进行有效性判断。如汽机瓦温度高保护或主要辅机轴瓦温度高保护，为安全起见，往往是轴瓦的任一个温度升高达到危险就要跳机，类似这样的保护应加入慢信号保护模块，以判断检测信号的真实性来杜绝现场的不确定因素造成的保护误动或拒动。
对于重要的回路，还应采用后备硬手操，在DCS拒动的情况下，通过人工操作，直接作用于驱动就地设备的硬件。
2.4提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力。
努力提高DCS系统软、硬件的质量和自诊断能力，对提前预防、软化故障有着十分重要的作用。在DCS热工保护逻辑中，可以对每一个重要保护信号分别串联一个对应的品质判断模块，以提高保护的可靠性。
2.5对设计、施工、调试、检修质量严格把关。
提高热控设备的设计、施工、调试、检修质量对提高热控保护的可靠性有着长远的重要意义。
（1）用PLC实现的热工保护需与机组的DCS进行数据通讯时，如在DCS上实现SOE记录和保护“首出”记忆等，在通讯方式上，最好不要采用单根数据线的串口通讯，因为在现场使用中通讯装置、相关接口很容易出问题，这样的串口通讯在以往工程已经多次出现问题，如果DCS容量许可，最好用信号电缆将信号分别接入DCS实现数据通讯，这样虽然复杂但可靠性要好。
（2）做好保护定值核准校验及保护系统的传动试验工作，保护定值的正确、准确与否，直接影响到保护动作的正确性，保护定值经相关部门核准后，定值仪表校验必须准确，校验值在允许误差范围内，并按照相关规定定期进行复检。杜绝保护定值跑偏现象。同时，在调试过程中，保护系统也需要进行试验和定期传动，严格杜绝想当然系统没有问题，特别是保护系统检修、设备更换后，需要重新进行传动或做静、动态试验。
2.6增强DCS系统的抗干扰能力，是关系到整个系统可靠运行的关键。
从系统接地、电缆的抗干扰、信号的防干扰等方面入手，能有效的提高系统的抗干扰能力。分散控制系统的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定，屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地。分散控制系统采用独立接地网，其接地点与电厂电气接地网之间应保持10米以上距离，且接地电阻不得超过2欧，当分散控制系统与电厂电力系统公用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网只容许有一个连接点，接地点周围15米范围内不准有大的转机设备，且接地电阻应符合DCS厂家提供的技术资料的要求，DCS的工作环境不应有强电磁干扰，试运阶段电子间内严禁使用无线通讯设备，电子间内不允许380V及以上的动力电缆进入，也不允许UPS装置、电气开关柜和变频控制装置等电磁干扰较大的设备进入。
2.7严格控制电子间的环境条件。
温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有十分大的影响。严格控制电子间的环境条件，可以延长热控设备的使用寿命，并且可以提高系统工作的可靠性。这一点，一定要引起我们足够的重视。
2.8提高和改善热控就地设备的工作环境条件。
就地设备工作环境普遍十分恶劣，提高和改善就地设备的工作环境条件，对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。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（如：变送器、过程开关等）尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
2.9加强培训，提高各类人员素质。
熟悉电厂运行的各个关键系统和环节，严格两票三制的管理，加强运行机组的状态巡检，对参与重要热工保护的设备要跟踪记录，保证设备的完好。调试过程中，严格人员的管理，做到分工明确，责任到位，防止误操。
3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。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠是绝对办不到的。所以应通过对电厂热工保护控制系统出现的故障进行统计，并认真分析故障的产生原因，提出相应的解决方法，不断完善各项管理，提高操作人员 的技能水平。只有这样才能有效的降低热工控制系统的误动、拒动次数，从而保证机组的安全性和经济性。
参考文献：
[1] 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》（DL/T5161.1-5161.17-2002）；
[2]《电力建设施工验收及质量验评标准汇编》；
[3]《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）；
论文作者:邢麦熟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
标签：热工论文; 设备论文; 系统论文; 可靠性论文; 机组论文; 故障论文; 电缆论文; 《电力设备》2016年第18期论文;