摘要：在发电厂热控系统中，热控保护装置是电厂自动化系统中很重要的组成部分，因此对热控保护装置进行合理的管理，才可以为电厂的安全生产保驾护航。当出现设备问题，需要对相应问题进行的提前预警和前期干预，如系统报警、切除设备、联锁启动、联锁停止、保护动作等措施，防止故障扩大，尽量维护正常生产活动，并给运行人员提供准确的判断依据及应对时间，因此对设备进行必要的检修和维护，是一项非常重要的工作。本文主要阐述了电厂热控保护装置常见故障及检修维护措施。
关键词：电厂；热控保护装置；常见故障；检修维护
1引言
近年来电力技术不断发展，在一定程度上带动了电厂设备的创新和升级。热控装置和保护系统主要作用是可以在主机设备、辅机设备发生故障时，对电厂整个设备系统进行安全保护，并且对故障设备有着软化缓解性能。作为电厂安全运行的重要设备之一，热控保护装置的重要性不言而喻。而对电厂热控保护装置的故障原因进行深入分析，不仅能够降低电厂运行中的潜在风险，而且还能最大程度的保护整个电力系统设备的安全。
2电厂热控保护装置的发展现状
电厂热控保护装置的作用是在机械设备发生可能引发严重后果的故障时，对整个生产系统采取相应的措施进行保护，进而通过各种手段对故障问题进行软化，降低故障可能带来的人员伤害和设备损坏。随着社会的发展，电力行业发展的也非常迅速，电厂单机容量不断扩大，这就要求热控保护装置不断提高其监控功能和监控范围，与此同时，DCS控制系统在电厂中的应用越来越普遍，热工自动化程度也在不断的提升，热控保护装置也得到了很多发展，但由于其是系统运行中的最后保障，一旦出现问题后果非常严重，因此对热控保护装置进行安全、合理的控制，是对电厂设备和系统进行安全生产的重要前提。我们既可以通过国内外成功的案例分析，让设备的安全变得越来越可靠，也可以对热控保护装置进行适当的维护和检修，确保热控保护系统安全运行的，也需要重视在检修时对热控保护系统的相关设备进行检查试验，巡检在运行中的保护设备，更需要对出现问题的热控保护系统进行分析、处理，制订合理的防范措施，满足实际需求，这些都是确保热控保护系统正常运行的有效方法。
3热控保护装置在电厂热控系统中的重要性
3.1热控保护装置的作用
当电厂的发电、输电设备在运行过程中，出现问题时，热控保护装置能够第一时间发现设备的故障问题，通过软报警或硬光字通知电厂运行人员的同时，及时将故障设备隔离，然后采取相对应的保护措施，当电厂的设备以及电厂热控系统停止运行时，维修人员再对其进行相应的维护和检修。热控保护装置的运用，能够最大限度的降低电厂设备的损坏，减少不必要的经济损失，甚至杜绝人员伤亡，维护电厂的经济效益，促进电力企业的可持续发展。随着科学技术的发展，热控系统中的机组安全越来越重要，这就对热控保护装置提出了更高的要求。
3.2DCS系统在电厂热控系统保护装置中的作用
DCS系统是分布式控制系统，将DCS系统应用到电厂热控系统的保护装置中，能够加强电厂中热力设备、热力系统之间的关系，将DCS系统配合先进的电力设备使用，能够提高电厂的生产力，强化工作人员对电厂设备的管理。DCS系统能够及时的发现热控系统保护装置中的异常情况，然后向主设备发出信号，设备收到信号以后就会及时地将故障设备进行隔离，避免损失扩大化局面的发生。
4电厂热控保护装置常见故障
4.1供电系统的故障
故障类型：
4.1.1地极原因，若地极电阻的阻力变大，直接会导致地网跟地极之间断开；
4.1.2电源质量原因，电流负载、频率、电压等技术指标与设计或产品说明所规定的要求不符；
4.1.3电源线连接错误故障问题，电源线连接的位置发生错误或者是电源线未进行连接，或者电源的接头连接较差、机电设备的连线出现错误等；
4.1.4电源线原因，电源线的电源阻力变大、电源线绝缘层的绝缘效果较差。
4.1.5 电源冷却不足原因，DCS电源的冷却往往是通过冷却风扇实现，冷却不足造成电源模块过热出现电压品质不稳定，进而造成控制器故障或自启动；
4.1.6电源配置原因，电力系统DCS电源往往设计两路电源，一路为保安电源，一路为UPS电源，当设计缺失一路会造成无备用可靠电源，尤其在机组检修中必须要进行电源切换试验，并使用录波器检测电源切换时间及电压变化情况。
4.2热控保护装置设备回路故障
热控保护装置最容易发生的故障就是电回路故障，而且其危害性较大。回路短路、断路以及误接等都是回路故障的主要表现形式，都会导致设备无法正常运行，对现场生产造成影响。回路故障所形成的原因是多方面的，主要分为外部原因和内部原因。外部原因是由于检修人员的误操作所导致的断路或者短路。内部原因则是，热控制系统使用时间较长，设备存在老化现象，导致短路或者断路现象。针对问题，一要分析异常产生的原因，二是要明确检修工艺，三是做好设备寿命评估。
4.3热控保护装置设备传感器故障
对于热控保护装置而言，另一个较为常见的故障就是传感器故障，会造成数据不精准或出现延时等问题。传感器故障具体指的是传感器毁损、传感器失效、传感器不精准等，这几种情况导致热控保护装置无法继续正常工作。造成传感器毁损的原因主要有两个：一是，热控保护装置内部过压、过流、超温；二是，受到外力作用而发生毁损；三是，元器件老化造成接点拒动、误动或者4~20mA漂移。4.4DCS系统硬软件出现故障
4.4.1DCS硬件故障
DCS硬件的故障诱因相对复杂，概况来讲主要包括以下几项内容。第一，硬件底座与模板的插座间接触不良或中断，使得整个系统运行稳定性受到影响。第二，拨码开关运行过程中存在着安全隐患，通信线路在连接方式上存在明显错误，情况严重的甚至出现中断匹配设备与系统没有连接等问题。第三，硬件跳线与信号传输需求存在着较大差异，机组电源在日常运行过程中出现错误。第四，硬件质量不符合使用标准。因此，针对硬件故障所采取的措施如下：一、机组检修对模件进行卫生清扫，避免浮尘过多造成湿度过大绝缘降低；二、检查底板跨接片，勾线是否牢固松动；三、检查模件地址设置开关；四、历次大修对DCS进行系统的测试工作，验证抗干扰、SOE时序、响应时间、环路阻塞等指标。
4.4.2DCS软件故障
DCS软件故障主要是在软件正常运行过程中突发性异常，往往会在软件升级与调整、系统试运行、控制器容量不足等情况下出现。因为操作软件运行需要以相对复杂的程序和技术为依托，要求技术人员必须具有过硬的技术手段和DCS理解，方可避免软件操作故障的频繁发生。因此，在软件应用的每一个环节都要严格遵循相关流程。软件故障主要体现在以下几点内容：第一，主过程控制器与辅过程控制器组态信息不一致；第二，数据库组态与相关联信号连接通道不协调；第三，由于网络通信阻塞导致整体无法平稳运行；第四，打印机设备没有按照指令执行打印操作；第五，计算机发生硬件问题；第六，对一次使用元件安装和更换过程中参数标准与变量设置不符合。第七，设备在停运行的情况下，或者系统处于运行但显示屏所传递的测点数值错误时，系统输出不能够继续为现场设备驱动和运行提供保护。
4.5系统干扰引发的故障
电厂热控装置控制系统运行过程中，容易受到外部环境的影响，尤其是信号受到物理干扰的情况较为常见。电厂热控装置是一种较为强大的电缆装置，质量十分关键，电缆的质量是决定整个系统抗干扰能力的重要因素，若是对其进行测试呈现出的是弱电属性，则表明电缆的绝缘和屏蔽质量不符合标准。检修人员要在排除故障的过程中对电缆进行绝缘、阻值测量操作，保证检验效果和水平符合标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，对于DCS系统应采取接地可靠，制定严格的电子间准入制度及登记制度，防止通信设备造成DCS的干扰。
5强化热控保护装置的检修与维护的策略
5.1热控保护装置逻辑组态优化
在热控保护装置中，逻辑组态对发电厂热控保护的可靠投入、机务设备的安全稳定运行有着非常重要的影响，因此在热控保护装置的检修与维护工作中，需要对逻辑组态进行优化，尽可能采用容错逻辑设计，提高热控保护系统的有效性，降低误动率与拒动率。以热控保护系统的引风机跳闸逻辑为例，在部分特殊情况下，引风机会由于逻辑上的不完善而产生保护误动，影响热控保护系统的正常运行。为尽量避免这一现象，可以根据电除尘器出口风门的开、关状态分别进行跳闸逻辑设计，避免两位式电动门由于控制回路断电。另，在机组或DCS系统允许的情况下尽量避免在线下装组态，采取离线方式，逻辑附加功能码时要预留一定裕量，一般保留15%的空点位。
5.2加强对于保护系统的研发
要想在整个电厂的实际运行过程中保证系统的安全性与稳定性，首先要做好的就是在机械设备维护工作中的缺陷防护工作。在日常生产过程中坚持对机械设备进行定期的检测与维护，并且在每次进行检测之后做出具体的报告将该机械的状态进行全方面的登记。要求管理人员严格遵守管理制度，尽量将维修后的质量问题降到最低。在机械设备运行中发生的故障往往是人们始料不及的，但是如果对发生的错误放任不管只能使错误越来越严重。因此我们要逐渐提高DCS软件和硬件的使用时间进而延长整个系统的质量，延长其使用寿命。除了提高软件的质量之外，在电厂热控保护装置的可靠性方面也要进行适当的分类，才能方便以后的工作中对于设备的性能管理。
5.3加强热控保护技术管理
热控保护技术与热控保护装置性能与质量有着非常直接的关系，如果采用了先进的热控保护技术，热控保护装置的可靠性与稳定性都能够得到有效保障，设备故障问题的发生几率则会大大降低，检修与维护工作自然也就更加简单。在热控保护系统的设计、施工、试验等一系列过程中，都需要对各项检测数据进行及时的整理、分析和存档，并控制好热控装置的各项保护定值。同时，还要对热控装置元器件的选择加以注意，在资金等实际条件允许的情况下，应尽量选择技术较为成熟、稳定性较强的热控装置元件或热控设备。加强技术培训，通过技术监督、微课堂、技术问答等形式激发员工求知好学积极性，并利用改造、消缺充分向新员工讲解知识技能，建立良性的师徒关系，形成帮、扶、带互助机制。
5.4定期对设备进行维护与检修
设备维护人员对机组的设备进行定期维护，对大修设备和小修设备制定完善的检修管理计划，对保护系统进行彻底的检查和检修，包括：校验、吹扫、传动等，建立连续完整的电子档案，更新设备台账，定期对本厂及其他厂曾经出现的问题进行技术讲座，提高员工的技术水平。同时，通过专家培训、外厂调研应对维护人员的技能进行定期培训，提升维护人员的技能水平，以便更好的保护与检修设备。培训的形式包括：技术讲座、技术交流会、技术培训课以及技术竞赛等。
5.5积极落实切实有效的检修管理机制
管理人员的工作水平要符合实际需求，由于其管理和维护质量是影响电厂热控保护装置运行情况的重要标准，因此，电厂管理部门要给予高度重视。特别是对热控保护装置的管理进行科学化的程序控制，要结合规范管理的具体标准，按照具体操作有序开展维护管理工作，提高热控保护装置实效性和稳定性。在常规化管理体系中，要将预防作为主要手段，尤其是针对热控保护装置故障，要进行统筹整合和分析，保证电厂日常生产正常运行，提升热控保护装置的安全性和稳定性。需要注意的是，要提高整个管理团队的水平，确保管控措施和管理体系的完整性，为热控装置的全面优化奠定坚实基础。除此之外，也要完善项目管理制度，建立健全动态化管理模式，确保热控装置的维护管理和常规化应用机制符合标准和系统化需求。
5.6制定集散控制系统故障应急预案
作为电厂热控保护装置的核心，集散控制系统的质量对整个电厂设备的运行意义重大，因此在选择集散控制系统时，要严把质量关，制定出厂严格验收标准。当前市面上的集散控制系统多种多样，质量千差万别，其存在的故障也有所不同，因此为了确保设备的稳定运行，需要相关人员制定详细的故障应急预案。制定时要从电厂的实际情况出发，综合往常的故障相关数据，对可能出现的故障进行预测，从而让应急预案的作用真正体现出来，定期组织专业人员开展应急演练，熟悉应急情况下处理流程，确保故障发生后，能够有条不紊的进行解决，让故障给设备运行带来的影响降到最低。除此之外，定期进行热控保护装置的检查，对故障的可能性进行预测，不断完善应急预案。
5.7 全面开展DCS系统寿命评估管理
DCS硬件寿命管理直接关系到整个控制系统的稳定，定期对寿命进行评估有助于系统、规律地掌握硬件安全使用周期，做到科学管理、科学统筹。直接影响DCS系统硬件寿命的因素有：
5.7.1电子间环境条件
控制系统都是由诸多电子器件设计成印刷电路板形成主模件、子模件、端子板，电子元器件对环境条件有较高要求，湿度、温度、灰尘、震动、电磁等因素都会对电子器件产生较大影响，因此电子间应安装温湿度仪表用于日常维护、记录，并通过触摸、听觉感知硬件的状态。
5.7.2 超期服役
控制系统电子元器件使用寿命一般控制在8年，超期使用会使控制板卡性能降低，发热、过载等原因致使器件老化造成板卡的运行不稳定，由于DCS板卡一般价格较昂贵维护费用高而改造困难，因此超前预防尤为重要，通过停备、检修等时机进行主模件、网络模件的切换试验，验证功能完好性。利用机组大修后的DCS性能测试工作，全面掌握DCS硬件、软件、网络功能状态，为DCS稳定运行提供基础。
5.7.3 人为因素造成DCS硬件隐性损伤
DCS系统维护需要精细操作，部分专业人员由于缺乏必要的责任心或专业知识欠缺，在操作中极易发生失误，造成人为的硬件损伤，如：板卡推进不到位、电源阻值过大长期略欠压运行、插拔硬件未佩戴绝缘手环等，但这种损伤是隐性的，初期不能直接反映在硬件故障报警，而是通过运行一段时间因器件老化、电源变化造成隐性缺陷转为显性缺陷，这种隐性缺陷不易被察觉和发现，因此，加大对专业人员的技能、工艺培训，是提高DCS可靠性的资产积累。
6结束语
总而言之，对于电厂来说，热控保护装置是不可或缺的设备，但是在实际运行中，也会出现各种故障，这就需要检修人员深入分析其原因，并采取具体措施进行解决。这样才能从根本上减少热控保护装置发生故障的频率，进而保障电力系统的安全和稳定。
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论文作者:刘春雨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
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