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摘要:电厂热控DCS系统主要由数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、数字电液调节系统、锅炉炉膛安全监控系统等构成，能够实时监控电气设备运行状态，监测运行参数，并按照既定程序、逻辑调控设备，是电厂安全、自动化生产中的关键性设施。DCS系统由于硬件故障、软件故障、电源或接地系统故障、外部环境等要素的影响，会出现控制保护回路误动作，影响机组正常运行，为了解决上述问题，企业应选用可靠的技术和元器件，优化热控系统的逻辑，并增强电源及接地的可靠性。
关键词:电厂热控DCS系统；控制保护回路；误动作；原因；处理措施
电力能源是我国工业生产以及居民生活中应用最为广泛的一种能源形式，随着社会的发展，电力能源需求量逐渐增加，人们对于电力供应的稳定性要求也在逐步提升。电厂为了保障生产系统的稳定运行，通常会安装热控保护装置，确保发电设备异常的第一时间系统机组能够停止运行，以免设备遭受损伤，引发生产事故，保障作业人员安全[1]。DCS系统是电厂常用中常用的热控系统，自动化程度高，能够实现对整个电厂机组运行状态的实施监测，提升工作效率与质量。但是，这一系统其实仍然存在不少缺点，导致DCS控制保护回路误动、拒动，影响到电厂发电机组运行的安全性与稳定性，需予以重视，加以改进。
1.电厂热控DCS控制系统概述
在电厂中，DCS系统具有监控、显示发电机组操作画面，监测系统运行状态，获取数据进行运算，预测故障，并控制系统运行的功能，操作灵活，覆盖范围广，是保障电厂正常运行的重要系统。
电厂热控DCS主要由以下几个部分构成：①数据采集系统。该系统可监控设备运行状态，监测发电机组运行参数，如若数据脱离正常范围，会自行报警，并选择性采集、打印数据，为设备正常运行提供数据支持；②模拟量控制系统。该系统可有效控制汽轮发电机组运行参数，调节机炉的汽温、送风、引风工序，控制储水箱的水位及蒸汽温度，控制锅炉给水过程，调节除氧器水位，实现自动化控制；③顺序控制系统。在DCS系统中，电力热力系统被划分为多个子系统，接受顺序控制系统控制，系统能够判断各设备运行状态并按照既定程序、逻辑发出指令，控制各设备运行，并监控其运行参数，实施连锁保护；④数字电液调节系统。这一系统能够监控汽轮运行状态，监测运行参数，调控汽轮机的转速、功率和汽压，控制机组启停；⑤锅炉炉膛安全监控系统。这一系统能够监控锅炉运行状态，监测炉膛内燃烧系统的各种参数值，如若参数异常，会发出警报，防患于未然[2]。
2.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因分析
2.1硬件故障引起的误动
发电机组在运行过程中，如若元器件损坏、电源输出故障、模块或电路中接触不良、电路板跳线错误，将导致DCS 硬件故障，继而导致发电设备驱动障碍，指示灯无法显示，就算系统处于正常运行状态，DCS系统所监测的数值也无法正常显示，指示灯显示错误，导致保护系统错误分析与判断系统运行状态，出现误动作。此外，热工元件故障也会使得主机、辅机难以按照设计对系统进行保护，产生拒动现象。这一现象的发生，与元器件质量不达标，长期使用老化等因素有关。
2.2软件故障引起的误动
DCS系统的正常运行，依赖于其正确的控制逻辑，如若逻辑不完善，就容易发生误动。发电机组在投产调试时，或者是电厂进行巨大改动发电机组特性改变后，DCS系统就容易出现逻辑问题。DCS系统的控制逻辑是按照发电机组之前的参数和函数曲线设计的，所以技术改动后，应重新设定软件逻辑，更改相关参数及函数曲线进行更改，确保软件控制逻辑与经过技术改动的设备相适应，以防误动作的发生[3]。
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2.3电源或接地系统故障引起的误动
在电厂中，如若供电系统的火线、零线、地线之间连接错误或接触不良，将引发电源或接地系统故障，导致电源缺失。这一问题长期存在，电源线路的质量将逐步下降，继而导致线路绝缘保护装置遭到破坏，线路电阻过高，而当地极电阻过大，地网与地极之间断开也会存在误动情况。
2.4外部环境引起的误动
电厂热控DCS控制保护回路误动作，可能与外部环境有关，比如说作业环境粉尘弥漫、温度湿度异常或长期处于振动状态。不良的外部环境，会导致线路接触不良、卡套接触不良、螺丝松动，继而导致DCS系统出现位置开关不到位和传感器故障等问题，所得到的开关量和模拟量失真，引发误动作。此外，如若系统在在强电磁环境下运行，受到外部电磁辐射、电导耦合的干扰，设备信号异常，容易引起误动作。
3.电厂热控DCS控制保护回路误动作处理措施
3.1应用可靠的技术和元器件
为了确保系统DCS系统控制保护回路的可靠性，应该选择安全稳定、技术成熟的热控元件。基于成本考虑，企业会优先选择一些性能达标但经济性好的热控元件，但是，有些系统对于元器件质量要求高，或者是该元器件为核心零件，必须选用高质量原料，以确保系统的稳定运行，降低系统误动机率。
3.2优化热控系统的逻辑
DCS系统在受到外部干扰是，瞬间信号误发，引起保护回路误动作，电厂机组就常常因为位置开关接触不良而跳闸，导致正常生产停止[4]。为了避免上述情况的发生，来进行机组控制逻辑设计时，应该采用容错率较低的逻辑设计方案。在电力系统中，有些设备及元器件发生故障的风险较大，所以应该在逻辑设计时应做好容错措施，从逻辑上加以优化。
3.3增强电源及接地的可靠性
电厂热控DCS系统容易受到外部环境的干扰，在干扰较小的情况，数据监测系统稳定性、准确性会受到一定影响，继而影响到整个系统的正常运行，如果这种干扰较大，会导致设备故障，信号乱发，继而引起发电机组跳闸的事故。要想保证DCS系统能够正常运行，就应该创造一个良好的外部环境，采取合理措施，比如说接地方法，来抑制外界干扰信号，确保信号采集的准确性和可靠性。为了确保电厂热控DCS系统的稳定运行，目前我国在系统电源和主控模块、重要保护执行设备的电源等方面都采取了冗杂设计，在卡件上简要设置重要信息，确保各取样点获取准确的测量信号，从而避免误动作。
4.结语
电力能源在社会上的广泛应用，促进了电力行业科学技术的发展，而现代化高端科学技术在行业中的应用，使得电力生产更为高效化、自动化。在电厂中，DCS系统的引进，使得电力生产更为高效智能，这一系统具有良好的灵活性与拓展性，能够通过监测发电机组运行数据，将之与标准数据对比，来预测生产障碍，从而实现前瞻性调整、检修，确保电厂发电工作的正常进行[5]。DCS系统虽然比较先进，但是在硬件设施、控制逻辑、外部环境、调试过程等方面其实存在一定缺陷，这些缺陷导致系统容易出现控制回路误动作。深入分析电厂热控DCS控制保护回路误动作原因，提出合理解决措施，确保系统控制逻辑、回路动作正常，对于电厂安全平稳生产有着重要意义。
【参考文献】
[1]王培冉.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探微[J].山东工业技术,2019(13):172.
[2]朱小波.大唐略阳电厂1X330MW热电联产扩建机组热控专业基建工作的实践与思考[J].中国设备工程,2018(20):126-127.
[3]熊敏.电厂热控系统调试问题与解决措施在项目中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(14):222.
[4]乔欣.电厂热控系统中热控保护装置的故障分析与保护探究[J].中国新技术新产品,2017(21):59-60.
[5]汪路,秦昌平.电厂建设中热控现场仪表故障的成因与预防技术研究[J].科技创新导报,2017,14(14):64-65.
论文作者:王馗
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/9
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