摘要：随着我国电力工程的不断发展以及我国的国民用电量的不断增加，发电厂自动化在我国的电热厂设备中的作用越来越大，本文作者就火电厂设备热工保护优化做了一些分析和研究，以供同仁参考。
关键词：热控；三取二；保护
1当前我国的电厂设备发展现状
当前，电力行业已逐步形成大电网、大机组、高参数、高自动化的发展格局，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停及运行过程中需要监视的参数及控制的项目越来越多，热控系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大。当热控系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境，以及安装、调试、运行、维护，检修人员的素质等，这中间任一环节出现问题，都会引发热控保护系统的误动或机组跳闸，影响机组的安全运行。因此，如何进一步做好热控系统，提高热控设备和系统运行的安全可靠性至关重要。
2 热工保护的原则
热工保护是通过对机组工作状态和运行参数进行监视和控制而起保护作用的，当机组发生异常时，保护装置及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或者减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备安全时，停止机组（或某一部分）运行避免事故进一步扩大。热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。随着DCS控制系统的日益发展，热工自动化程度越来越高，使机组的安全、可靠性得到了很大的提高。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生，如何提高热工保护的可靠性，使其"该动时则动，不该动就不动"。
热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。为防止单个部件或设备故障和控制逻辑不完善而造成机组眺闸，在新机组逻辑设计或运行机组检修时，应采用容错逻辑设计方法。对运行中易出现故障的设备、部件和元件，从控制逻辑上进行优化和完善。通过预先设置的逻辑容错措施来降低或避免控制逻辑的误动作。运行机组应对热控保护连锁信号取样点的可靠性进行论证确认。对控制系统的硬件、逻辑条件、定值进行可靠性梳理和评估分析，对机组设备安全运行有严重影响的热控保护逻辑从提高可靠性角度进行优化，例如：
a.条件许可的单点信号保护逻辑，改为信号三取二选择逻辑――即采用三个一次元件进行测量，当其时两个或两个以上的信号动作时，信号单元就有输出，这样大大降低了信号的误动作率和拒动作率，提高了系统的可靠性。或根据单点信号间的因果关系加入证实信号改为二取二逻辑。b.单点测点信号状态无法改变的.通过专题论证，在保证安全性的前提下可改为报警。c.实施上述措施的同时，对进入保护联锁系统的模拟量信号。合理设置变化速率保护、延时时间，以及缩小量程来提高坏值信号剔除作用等故障诊断功能。设置保护联锁信号坏值切除与报警逻辑，减少或消除因接线松动、干扰信号或热电阻故障引起信号突变而导致的系统故障。
依据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》，确定原则如下：
（1）必备的主机保护过程开关量信号应采用“三取二”配置。
（2）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为同一DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后实现“三取二”配置。
（3）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为不同DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后通过硬接线送入保护机柜，实现“三取二”配置。
（4）需经过速率判断等计算，用于保护输出的模拟量信号，应采用“三选中”配置。
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（5）保护输入的一次元件、取样管、输入模件均应相互独立。
（6）可选保护应尽可能实现“三取二”或“三取中”，确因测点数量原因无法实现“三取二”时，可采用二取二的形式。
必备保护必须投入，可选保护根据设备特点，按制造厂要求或运行要求，确实需要投入的，须履行审批程序（分子公司批准，集团公司备案）确定。
（8）各种作用于主设备停运的热工保护，必须有防止因单一测点、回路故障而导致保护误动的技术措施。
3保护优化
目前我厂一号和二号机组发电机定子冷却水流量低低保护在逻辑中均采用了三取二的保护，这些保护点均为硬件点，即现场的一次元件通过电缆将信号送入DCS中相对应的硬件地址，当其中有两个信号动作时保护动作。虽然为三取二保护，但却存在三个信号单点取样的情况，现场安装虽然为三个压力开关，但却在同一取样管取样，如取样管发生堵塞等情况将导致三个开关同时动作，致使保护误动作；还存在三个流量低低开关共用一根7芯电缆，通过这一根电缆把三个流量低低信号送到DCS卡件上，如果这根电缆因为高温或其它原因导致故障，就会造成保护误动作；而且还存在多个保护点送入DCS同一卡的情况，如发电机定子冷却水流量低低1和2就同时进入19号站12号卡件的第5和第12通道。如果保护点多点同卡的卡件故障，即可能导致保护误动，甚至拒动。如果发电机定子冷却水流量低低信号监测故障，可能会导致误跳发电机，甚至不能正确跳闸发电机，从而导致重大设备损坏的恶性事故。例如我厂#2机组曾发生过根交换机因为瞬时通讯量过大，导致交换机重启，所有卡件通讯故障问题，导致测点故障，导致2号机组保护误动作造成机组跳闸，为全厂安全生产带来很大的隐患。
为防止发电机定子冷却水流量低低保护误动、拒动，热控专业利用停机临修对发电机定子冷却水流量低低保护进行相关改造。
首先对现场取样管的改造，对于三个测点在同一取样管路上的保护在孔板上重新进行取样，实现一次元件的相互独立。
其次对信号电缆进行重新铺设，采用耐高温、带屏蔽层4芯电缆单独接入一组信号，共铺设3组电缆到DCS卡件，并对屏蔽层单端接地，尽可能减少干扰和电缆故障导致保护误动作；最后对该保护进行核实，对进入同一卡件的多个保护点进行分散处理；对于在同一个卡件上的两组信号进行分散处理，三组保护信号分别接入三个控制柜的三块卡件，并对接线进行重新调整；我们通过增加卡件及接线调整，在DCS中重新进行重新组态，使保护测点分别送入不同卡件。
通过此次改造，我们将测点实现了取样独立，电缆信号独立，信号输入模块独立，大大加强了系统的可靠性，为发电机组的安全稳定运行奠定了良好的基础。
总结
随着我国电力工程的不断发展，我国的火电厂的发展也面临越来越多的挑战，在日益严峻的发展形势下，我们需要采用新技术和新设备来提高我国的火电厂的发展水平。当前我们常用的是脱硫系统，脱硫系统也成为火电厂的标准配置。提高火电厂热控系统的可靠性需要从多个方面入手，目前我们所做的工作只是其中的一部分，因此我们只有深入开展这样方面的研究工作，尽全力提高我国的热控系统的可靠性。
参考文献：
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[2] 蔡建飞，钱兴文.火电厂热工保护逻辑的优化[J].电力安全技术，2015，17（7）：44-49.
[3] 刘一福.火电厂热工保护逻辑与设备优化[J].2009年鄂、苏、皖、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会，2010.
论文作者:张光辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：信号论文; 机组论文; 火电厂论文; 可靠性论文; 逻辑论文; 设备论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第13期论文;