摘要：热工保护是火电厂热工自动化的重要组成部分,是确保机组安全运行的前提,是保证人身和设备安全的最重要的一环。热工保护系统在主辅设备发生严重故障时,能及时采取针对性的安全防护措施,保障人身安全和设备安全稳定运行。热工保护作为发电厂至关重要的核心技术之一，在近几年得到快速提升，对发电机组安全稳定运行发挥着越发重要的作用。发电厂的热工保护做为确保发电的关键核心技术，更需要我们不断探索、研究和完善。
关键词：热工保护；可靠性；安全性。
一、热工保护的可靠性和安全性的作用
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。热工保护系统的功能是当机组主辅设备在运行过程中运行设备参数超出正常可控制的范围时，自动紧急联动相关的设备，及时采取相应的措施加以保护，从而避免出现重大设备损坏或其他严重的后果。
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性能，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。
二、热工保护失灵、误动和拒动的原因
热工保护失灵、误动、拒动的原因大致可以概括为：DCS系统逻辑、硬件故障；热控保护一次测量元件故障；电缆接线短路、断路、虚接；热控保护电源故障；人为因素等。
1.DCS系统逻辑、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、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起的。
2.热控一次测量元件故障。因热工保护一次测量元件故障（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、拒动占的比例也比较大。主要原因是一次测量元件因环境恶劣加速老化和原件质量不过关，元件无冗余设置和识别。
3.电缆接线短路、断路、虚接电缆接线断路、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、现场环境高温造成电缆绝缘降低等引起。
三、确保热工保护安全性、可靠性的原则与措施
1.尊重原热工保护设计。原有的热工保护逻辑是设备厂家经多年的研究和实践设计出来的，较为成熟。作为设备的使用者，在未征得厂家同意前不应随意对其进行更改、更不能进行删减，只能进行补充和完善。
2.建立设备运行记录。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、安全性与系统硬件设备的可靠性、安全性直接相关，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，一次测量元件的准确性，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、准确、好用方可使用。
3.在热控保护系统中，应尽可能地采用冗余设计。系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求（包括紧急故障处理），控制站及人机接口站的中央处理器(CPU)负荷率、系统网络负荷率、分散控制系统与其他相关系统的通信负荷率、控制处理器周期、系统响应时间、事件顺序记录(SOE)分辨率、抗干扰性能、控制电源质量、定位系统(GPS)时钟等指标应满足相关标准的要求。
4.保护电源应设计有可靠的后备手段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电源的切换时间应保证控制器不被初始化；操作员站如无双路电源切换装置，则必须将两路供电电源分别连接于不同的操作员站；系统电源故障应设置最高级别的报警；严禁非控制系统用电设备接到控制系统的电源装置上；公用分散控制系统电源，应分别取自不同机组的不间断电源系统，且具备无扰切换功能。
5.对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。对一些重要热工信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，同一参数的多个重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散由于某一卡件异常而发生危险，从而提高其可靠性。
6.尽量采用技术成熟、可靠的热工元件。随着热控自动化程度的提高，对热工元件的安全可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、安全、可靠的热工元件对提高DCS系统整体可靠性有着十分重要的作用。
7.对保护逻辑组态进行优化。在电厂中，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在保护设备运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。对此，可在温度保护中增加温升速度限制(品质判断)，具体措施为：对温度保护增加温升速度限制。例如：大唐长春第二热电有限责任公司给水泵温度保护，当保护系统检测到温度以≥5℃/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，同时运行监测人员通知热工检修人员进行排查故障。通过这样的优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热工保护系统的误动、拒动具有十分重要的意义。
8.控制系统电子间环境满足相关标准要求，不应有380V及以上动力电缆及产生较大电磁干扰的设备。机组运行时，禁止在电子间使用无线通信工具。
9.除特殊要求的设备外（如紧急停机电磁阀控制），其他所有设备都应采用脉冲信号控制，防止分散控制系统失电导致停机停炉时，引起该类设备误停运，造成重要主设备或辅机的损坏。
10.所有重要的主、辅机保护都应采用“三取二”的逻辑判断方式，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则，确因系统原因测点数量不够，应有防保护误动措施。
11.定期进行保护定值的核实检查和保护的动作试验，在役的锅炉炉膛安全监视保护装置的动态试验（指在静态试验合格的基础上，通过调整锅炉运行工况，达到MFT动作的现场整套炉膛安全监视保护系统的闭环试验）间隔不得超过3年。
12.重要控制回路的执行机构应具有三断保护（断汽、断电、断信号）功能，特别重要的执行机构，还应设有可靠的机械闭锁措施。
13.主机及主要辅机保护逻辑设计合理，符合工艺及控制要求，逻辑执行时序、相关保护的配合时间配置合理，防止由于取样延迟等时间参数设置不当而导致的保护失灵。
14.重要控制、保护信号根据所处位置和环境，信号的取样装置应有防堵、防震、防漏、防冻、防雨、防抖动等措施。触发机组跳闸的保护信号的开关量仪表和变送器应单独设置，当确有困难而需与其他系统合用时，其信号应首先进入保护系统。
四、结束语
随着社会发展需求和电力系统的高新技术快速发展，发电厂热工保护设备日趋自动化和智能化，热工保护的安全性、可靠性的重要日趋凸显。但是无论设计的多么合理，使用的设备多么先进，都不可能做到百分百的可靠、安全。只有不断探索、研究和完善热工保护日常管理制度和措施，才能有效地提高热工保护的可靠性、安全性，从而保障发电机组的安全可靠稳定的经济运行。
参考文献：
[1]《电厂热工保护完善原则的探讨》
[2]《电厂热工保护误动及拒动原因浅析及对策》
[3]《包钢热电厂热工保护误动及拒动原因分析》
[4]《防止电力生产事故的二十五项重点要求》
论文作者:鲁治波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/15
标签：热工论文; 设备论文; 系统论文; 可靠性论文; 机组论文; 元件论文; 安全性论文; 《基层建设》2017年第35期论文;