摘要：热工保护是火电厂热工自动化的重要组成部分，它以安全运行为前提，是保证人身安全和设备完好的最后一道屏障。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防御或修补措施，保障人身安全和设备安全运行。它是进一步保证工人的人身安全以及确保设备完好无损的最后一道防线。热工保护的可靠性在提高机组主辅设备可靠性和安全性方面起着相当重要的作用。
关键词：热工保护；可靠性；安全性
一、热工保护简介
热工保护是通过对发电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装置，对提高机组的可靠性和安全性具有十分重要的作用。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或减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备安全运行时，停止整个机组或某一设备系统运行，避免事故进一步扩大。较完整的热工保护系统包括：监测装置、报警装置、控制逻辑、保护装置、保护在线试验装置、事故追忆、打印设备等。
二、热工保护的概念
热工保护是指在机组启停和运行过程中，通过对机组及其主要辅助设备的工作状态和运行的热力参数及电网的运行状态的实时在线监测，在主辅设备及系统的热力参数及电网发生异常或故障时，及时发出报警信号，紧急情况下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减负运行；当发生重大故障而危及机组设备安全时，自动停止机组运行并记录相关信息。一般来说，一套完整的热工保护系统包括监测装置、报警装置、控制逻辑、保护定值、记录和打印设备、保护在线试验装置等。
三、热工保护的重要性
热工保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，热工保护对提高发电厂主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。热工保护是指通过机组的状态系统能够自动的检测出机组的状态是否正常，如果出现异常或故障时则会自动地切除故障并及时的发出报警信号的过程。但在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动，并因此造成不必要的经济损失：在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和扩大。由此可见，提高热工保护系统的可靠性对减少或消除DCS系统失灵和热工保护误动、拒动具有非常重要的意义。
四、热工保护的常见问题
4.1DCS软、硬件故障
DCS是分布式控制系统的英文缩写，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，一般系统存在两个CPU互为备用，当两个CPU都故障时，就会出现因DCS软、硬件故障而引起的保护误动。主要包括DCS的信号处理卡、输出模块、输入模块、网络通讯连接等故障。
4.2相关辅助设备故障
①热控元件故障：热控元件因老化和质量差，单元件工作无冗余设置和识别等因素而造成的主机、辅机保护误动、拒动等；电缆故障：因电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀或接线松动等引起电缆接线断路、断路、虚接等；②电源故障：随着热控系统自动化程度的提高，热工保护中加入了DCS系统一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠导致。
4.3人为因素
火力发电厂中工作人员误动或误碰了接线端子、工作人员将接线端子看错了，或者是使用工器具不正确导致接线误碰误接导致出现信号。
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五、提高热工保护可靠性和安全性的方法
5.1事故的分析
当机组的热工保护系统每出现一次拒动或者每发生一次动作时，都应该严格的按照事故调查的规章制度进行分析和研究，要充分利用计算机的存储和记忆功能，在确保DCS的各个计算机时钟同步的同时，对各个系统都应该做好相关的历史趋势曲线。加强对事故的分析，能有效的预防同类事故的发生。尤其需要注意的是对于分析不清的事故，应该组织这方面的专家进行分析研究，要彻查事故的真正的原因，并且制定出相应的预防措施。
5.2关于解决逻辑故障和现场设备故障的方法
①为了防止单个设备或者部件发生故障而造成机组跳闸问题的发生，在进行新机组的运行、机组检修或者逻辑设计时，采取容错逻辑设计的措施。在运行过程中出现的元件故障、部件故障或者设备的故障，应该从控制逻辑上优化，从而进一步进行完善。②全面的调整好热工保护连锁信号，重点从动作可靠性角度入手，从而进行全面的优化处理。③就保护逻辑组态而言，应该合理配置页面并且确保正确的执行时序。④最好的方法是不要在保护回路中设置有关运行人员可投、切保护以及手动复归保护逻辑的任何操作设备。⑤应该至少有两路信号是关于ETS、GTS、MFT之间跳闸的指令，通过各自的输出模块，根据二选一或者三选二的逻辑启动跳闸继电器。
5.3关于完善测量报警信号系统的方法
测量信号的报警作用在及时发现故障且排除故障争取时间方面，起着相当重要的作用。但是，目前很多的电厂经常存在描述错误、报警值的设置与运行实际值不相符合、测量的信号不可靠、机组软报警点未分级或者机组软报警点分级不够完善等一系列的问题，因此而造成的误报警，将导致工厂的工作人员不能准确的判断设备是否发生故障。因此，为了进一步提高报警信号的可靠性，应该从装软件逻辑和对数据库的比较、删除重复的和不必要的软报警点、修改错误描述入手，从修改数据库里的软报警量程和报警值的上下限以及对软报警组织专项核对整理入手，或者对所有软报警重新进行分级和分组，开通操作员站声音报警装置并且采用不同的颜色，从而使软报警系统发挥其该有的作用。
5.4管理的方法
①工厂的工作人员要对热工保护系统中的逻辑关系了如指掌，熟练地掌握保护定值的量度，预防事故的发生。在机组启动前，一般情况下都要对主机、辅机以及热工主保护等主要的设备进行动态试验和静态试验。②对管路、控制电缆、测量点等采取应对的方法：从取样地点到测量仪表的全部过程，冗余信号都应该互相独立并且要分开；应该找到准确的位置安装测点和测量液体的仪表；对运行的机组检修电缆的检修质量和基建机组电缆安装的质量进行质量检收；当在热控系统DCS电子之间设计无电缆夹层时，在电缆桥架应设计供检修维护专用的人行通道；应该安装敷设带有屏蔽信号的电缆设备。③对接地和干扰问题采取的应对方法：其一，为了预防电缆的屏蔽层因产生磁场感应电流而产生干扰，信号电缆不应该作为信号地线。其二，为了防止形成屏蔽层环路，实现抗干扰的目的，信号电缆的屏蔽层应该保持良好的单端接地状态。其三，为了检测是否有利于干扰电压对地放电，从而预防或者减少干扰电压的窜入，信号电缆在控制系统侧单点接地无法解决的干扰问题可以在干扰源侧单点接地进行试验。其四，模拟信号的回路控制电缆和同轴电缆做好运用集中一点接地的方式，并且将接地点选取在控制室内。
结语
在火力发电厂中热工保护系统对机组的安全稳定性运行起着非常重要的作用，因此，提高热工保护可靠性及安全性是我们提高机组安全稳定性运行的有利保障。在未来的科技进步中，电力设备将会越来越走向自动化和智能化，电力保护系统的安全性、可靠性对电力系统的智能化和自动化运行将变得越来越重要。在未来的电力保护系统中，我们需要加强探究如何提高保护系统的可靠性和安全性，这将会为未来电力行业智能化提供保障。本文阐述了当前热工保护所面临的一些问题以及提出了解决方案，希望对读者研究提高热工保护可靠性及安全性有所帮助。
参考文献
[1]关庆涛，张学庆．提高热工保护可靠性及安全性对策[J]．黑龙江科技信息，2008．
[2]王雅婧．浅谈有关提高热工保护可靠性及安全性的对策[J]．企业技术开发，2012．
作者简介
张嘉男（1979.11.17），男，吉林省松原市人，热控专业点检员，单位：大唐长山热电厂， 研究方向：热控仪表、自动化、热工保护。
论文作者:张嘉男
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：热工论文; 机组论文; 故障论文; 设备论文; 系统论文; 信号论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第8期论文;