（大唐信阳华豫发电有限责任公司 河南信阳 464100）
摘要：计算机技术和自动控制技术等在电网中应用范围的不断扩大，推动了智能电网的发展，但DCS在应用的过程中，产生保护误动和拒动的可能性较大，影响设备运行的可靠性，甚至在设备发生故障后无法正常启动保护动作，造成故障的扩大，所以尽可能的降低DCS保护误动和拒动的发生概率至关重要。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保护误动和拒动；原因与对策
引言
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。
1热工保护误动的定义及热工保护的重要性
1.1热工保护误动概念界定
通常情况下所了解到的热工保护误动，就算是机组运行的很正常，也会由于自身的故障保护系统自发的做出一系列的保护工作，造成机组停止运作，这就称之为是保护误动。
1.2热工保护工作的重要性表现
热工保护装置的重要作用就是起到保护作用的，它主要是针对主设备和负设备发生了一些可能会引起一定后果的故障的时候，需要及时的采取一系列的保护措施，从而达到故障最终的软化或者是停机待修，这样就会防止出现人身伤亡的事故或者是比较严重的设备损坏事件。
2热工DCS故障简介
2.1DCS软件故障
软件原因引起的故障，多数发生在投运不久的新系统上，而在老系统上发生的概率相对较少。但此类故障一旦发生，查找真正原因比较困难，需对控制系统软件有较全面地了解和掌握，才能通过分析、试验来判断可能的故障原因，其通常都需厂家人员到现场一起进行。这类故障主要有：软件不成熟引起的系统故障；通信阻塞引发的故障；软件安装或操作不当引起的故障；总线通讯故障；软件组态错误引起的故障等。
2.2电源系统故障
DCS的电源系统，通常采用1：1冗余方式供电（一路由机组的大UPS供电，另一路由电厂的保安电源供电），任何一路电源的故障不会影响到相应过程控制单元内模件及现场I/0模件的正常工作。在实际运行中，子系统及过程控制单元柜内电源系统出现故障的情况为数不少，主要有：电源模件故障；电源系统连接处接触不良故障；后备UPS功能失效故障；电源开关质量引起的故障等。
2.3设备环境
有些DCS的模件对灰尘和静电比较敏感，如果模件上的积灰较多可能会造成该模件的部分通道不能正常工作，因此要做好电子室孔洞的封堵，以保持空气的清洁度。停机检修时，应及时进行模件的清扫，但应注意，有些机组的DCS模件在吹扫、清灰之后，往往会发生故障率升高的现象（有电厂曾发生过内部电容爆炸事件），其可能原因与拔插模件吹扫时的防静电措施不当、压缩空气的干燥度和吹扫后模件及插槽的清洁度不够等有关，因此，在模件工作时，应确保其防静电措施可靠，吹扫用压缩空气有过滤措施（最好采用氮气吹扫），吹扫后模件及插槽内清洁
2.4热工信号
机组的软报警点未分级或分级不完善、描述错误、报警值设置与设计或运行实际不符时，会导致操作画面上不断出现误报警信号，而使运行人员疲倦于真实报警信号，从而无法及时发觉异常设备。应对软报警点组织专项核对清理，整理并修改数据库里软报警量程和上、下限值；通过数据库和在装软件的逻辑比较，矫正和修改错误描述，删除重复和没有必要的软报警点；对所有软报警重新进行分组、分级；用不同的颜色并开通操作员声音报警；使软报警在运行监控中发挥作用。
3电厂热工DCS保护误动和拒动的发生原因
3.1DCS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。
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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。
3.2热工元件故障
热工元件是热工保护中，进行信号采集的重要组成部分，热工元件能否安全可靠地运行，直接关系到热工保护的安全性和可靠性。但是，由于温度、压力、流量以及阀门位置灯原因，常常会造成误发信号，使得主辅机产生保护误动、拒动的现象。因此，要加强对热工元件的选购和设计，尽量避免单点参与机组保护的模式，进最大可能降低机组保护误动的风险。
3.3电缆接线故障
许多火力发电厂的工作环境有了很大的改观，在一定程度上提高了工作效率，激发了员工的工作积极性。但是，由于电厂自身的特殊性，常常因为自身高温、潮湿、粉尘的作用，造成大部分的电缆老化，降低了电缆的绝缘性，很大可能造成短路的现象，进而导致保护误动的现象。比如汽轮机保护系统中，有的信号电缆必须经过机头的高温区域，这就造成了电缆的绝缘性降低，存在很大的安全隐患。
3.4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。
4热工保护系统误动及拒动的对策
（1）改变DCS本身特性避免误动。为了避免因DCS系统端子板保险丝熔断而发生保护误动的情况，可以在设备反馈信号回路中串入该设备的电流信号，热工保护系统在接收到设备跳闸信号后，要明确设备电流是否小于设备空载电流，以此来确定设备是否真正跳闸，然后再发出相应的保护动作。并且，为了防止电流信号为坏质量时热工保护系统发生拒动，应在电流信号回路中添加质量检测模块，如果模块检测到电流信号为坏质量，应自动切断电流信号，防止保护系统因坏质量电流信号发出误动动作。
（2）提高采样信号的可靠性避免误动或拒动。在汽包水位保护、真空保护、炉膛压力保护和真空保护等方面，由于信号不满足要求导致系统误动或是拒动的情况时有发生，因此保障采样信号稳定可靠就显得非常重要。以汽包水位保护为例，只有对取样系统进行改造才能避免水位测量信号和水位调节信号的采集受汽包上取样孔数量的限制。目前，汽包水位测量技术已经比较成熟，新的电接点测量技术得到了普遍应用，在消除压力误差的情况下，其测量的实际值和差压式水位计非常接近，因此可以作为保护信号。在这种情况下，可以将保护信号作为水位测量信号，而差压式水位计的信号可以作为调节信号，这样就保障了不同信号的分离。除此之外，可以利用多测孔接管技术来应对锅炉汽包上水位测孔不够的问题，比如可以在炉膛上开孔，以此来保障各种信号的独立性，避免误动或拒动情况发生。
（3）避免继电器原因造成的误动或拒动。要避免因继电器原因造成的误动或拒动，就要在检修过程中按照DCS运行检修规程要求来对继电器进行检测，明确继电器的工作状态，充分了解继电器的参数值，及时更换出现故障的继电器。
（4）避免电缆故障造成误动。避免电缆故障造成热工保护系统发生误动则要从管理和检修两个方面来进行。首先要明确在高温、潮湿、粉尘等恶劣环境条件下工作的电缆有哪些，在每一次停机检修的过程中，都要对这些电缆进行检测，记录好这些电缆的绝缘电阻，并与以往的测量值进行比对，一旦发现电缆的绝缘点则有较大的变化就要及时更换，以避免因电缆故障造成热工保护系统误动。
（5）避免DCS电源问题造成的误动。为了避免因DCS电源问题造成的误动可以从以下几个方面着手进行：首先不要在一个机柜上布置太多的模件，机柜电源总容量应不超过单路供电电源的70%；其次应定期对电源模件的输出电压进行检测，发现输出电压降低时应及时更换电源模件；另外，应定期测量电源接头处的温度，发现异常情况时应对接头进行紧固。
（6）避免人为因素造成的误动。要避免人为因素造成热工保护系统误动就要加强对热控工作人员的技术培训，提高其工作技能，强化其安全意识，促使其严格按照工作规程来进行操作。
5结论
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].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].2014.
论文作者:冯艳荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：故障论文; 热工论文; 信号论文; 系统论文; 发生论文; 电厂论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第5期论文;