电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究

电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究

丁禄彥

（大唐洛阳首阳山发电有限责任公司河南洛阳471000）

摘要：DCS系统依靠自身可靠性高、维护简单等特点，正在被广泛地应用于电厂发电机组的设备自动化控制中。本文主要是就目前电厂热控DCS系统控制回路故障发生的原因进行了分析，并以此为基础提出了处理的措施，以供参考。

关键词：电厂热控；保护回路；误动作；原因；措施

前言

DCS系统在电厂热控系统中得到广泛应用，热控保护装置的作用在于，当发电设备出现异常时系统能够自动采取保护措施，停运机组进行检修，避免出现设备遭受破坏、人身安全受到威胁的严重的后果。

一、概述

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子系统构成。

DCS系统具有较高的灵活性和扩展性。具有先进的过程操作画面，具有各种控制功能、运算功能，并能实现工艺参数趋向猜测，历史数据显示和各种报警保护功能。当DCS系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源，以及安装、调试、运行、维护，检修人员的素质等任一中间环节出现问题，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。

二、电厂热控保护产生误动以及拒动的原因

2.1DCS软硬件引起的故障

随着科学技术的不断进步和发展，DCS控制系统进行了深层次的创新和优化，从而促进了火力发电机组可靠性与安全性的进一步提高。而网络通讯不畅、中央处理器故障以及输入/输出模块故障等，都是引发该系统软硬件出现故障的主要原因。

2.1.1硬件维护与管理

判断和修复输入/输出模块的故障一般是系统诊断完成，通常的处理办法是更换模块。诊断和修复现场设备故障时，与常规的设备故障区别不大，一旦通过异常反应或系统报警后发现某一个组件或设备存在故障而不能正常工作，工作人员就要迅速的做出判断故障原因，及时准确的进行处理。工程技术人员要结合工作人员提供的故障信息，在有安全保护措施的条件下，进行技术维修。不管哪种系统，操作员站的操作被停止都有着复杂的原因，有硬盘、卡、冷却风扇不能正常工作等原因都可引起操作员站死机。人为操作也是操作员站死机的原因之一，这种故障一般是通过修改控制逻辑，更新下载软件，再次启动设备，就能够解决设备故障。所以，通过人员培训可以避免人为操作失败。

2.1.2软件的维护与管理

要及时备份应用软件，记录所有的变化；及时保存修改的数据库，同时也要做好备份；检测与测试软件时，要检测每个级别的权限，对软件功能进行测试；要对软件的管理、更新、修改做好规范；要有良好的系统病毒保护防范软件；在设备运行阶段或进行维护时，要有严格的保护和隔离措施；当有的操作站在运行时有故障发生，要在保证可用的操作员站能够继续运行并能够完成监测工作的前提下，进行故障排除，假如有故障没有办法排除，要依据设备运行的状态进行故障排查和排除；假如所有的操作员站不能正常运行，要采取停止运行的措施，可以进行电路控制器调节或采取停电措施；强化设备和软的监督检查制度，尤其是中央处理器、系统网络、设备电源等故障，要保证工作人员能够做出迅速反应并采取相应的维护与维修对策。

2.2火力发电机组电缆接线问题

电缆接线端子接触不良或短路、电缆接线绝缘层老化或破损等现象，都是造成热控系统出现保护误动或者拒动的主要原因。所以，这就要求系统检修人员定期进行接线端子和电缆的保养与巡视，一旦发现隐患应及时处理，才能有效地避免因为电缆接线而造成热控系统的保护误动或者拒动等问题的发生。

2.3电厂热控人为因素

火力发电厂热工DCS保护误动、拒动很多时候都是人为因素引起的，之所以会出现人为这样的人为因素，主要是因为大多数工作人员在进行系统日常工作或者维护的过程中，误碰、误动、误接线而导致的。［1］比如，某发电厂曾经就发生过投汽机真空低保户的故障，而导致了汽机保户的误动作，在对这一故障进行调查和分析后，发现是由工作人员在没有确定测量信号是否存在的情况下，就直接投入了次保户功能，而这种没有按照相关保户和规定程序执行的操作，最终导致了汽机发生了真空低保护误动作的故障[2]。

三、降低误动作率的方法

3.1应用可靠的技术和元器件

为了提高系统控制回路的可靠性，在对热控元件的选择上，要保证的性能的安全可靠、应用成熟。如果一些企业需要对成本进行考虑，采用成本较低的元器件无可厚非，但是针对质量要求高或者核心重要的元器件，必须要采用高质量的设备，从而确保系统运行的可靠性，不仅降低了系统误动的机率，还能保证系统自诊的能力。

3.2增强DCS系统的抗干扰能力

尽可能地提升DCS系统的整体抗干扰能力，从而确保整个系统的安全稳定运行。一般情况下DCS系统抗干扰能力的提高，主要是从电缆的抗干扰性、信号的防干扰以及系统接地等几个方面实现的，就该系统而言，接地地点必须要选择正确的位置，同时对于接地系统以及接地方式不断地进行完善。DCS系统应具有独立的接地网，信号电缆屏蔽接地应采用单端接地方式。另外屏蔽电缆接地，当屏蔽电缆途经接线盒或中间端子柜分开或合并时，应在接线盒或中间端子柜内将其两端电缆的屏蔽层通过端子连接。一般情况下，必须选择截面大于20mm2，且接地电阻小于2欧姆的通道线进行接地，同时，接地位置尽可能地选择在距离建筑物15米远的位置，而且必须保证DCS系统接地点与强电设备之间的距离在10米以上，才能最大限度地提升该系统的抗干扰能力。

3.3提高设计、施工、检修的水平

我国目前对于系统电源和主控模块的冗杂设计进行了普及，但是却对保护执行设备的电源重视程度不够。因此要在一些比较重要的保护执行设备的电源进行冗杂设计，将简要的信息设置在卡件上，这样才能保证取样点能够有准确的测量信号，防止误动作的出现。当系统的模块发生故障，要迅速对故障进行诊断，对故障模块进行更换。工作人员应对系统定期做好巡视工作，定期的进行系统维护和检修，才能确保整个系统的正常稳定运行。。

3.4完善管理制度

一定要对应用软件进行备份，如果要对数据库进行修改，可以事先对数据库进行保存。只有在对软件进行修改的过程中做好记录并对病毒进行防范，才能防止误操作导致的逻辑错误或者误动作。如果软件没有经过专业技术人员的测试，不要进行下载；如果系统发生故障，要及时的对故障进行排查，并在维护设备的过程中做好隔离工作。

3.5优化热控系统的逻辑

当外部干扰引起瞬间信号误发，容易导致热控系统保护回路的误动。大部分信号都是因为位置开关接触不良导致的机组跳闸，所以在对机组的逻辑进行设计时，要采用容错率较低的逻辑设计。有些系统的设备和元器件容易发生故障，可以在逻辑上对其进行优化，提前做好容错措施逻辑设计工作。

总结

通过对使控制逻辑优化和完善、信号采取三取二，二取二等或延时动作、反馈量限幅、变化速率限制、减少信号控制回路误动作，确保控制回路起到真正的保护作用，确保机组正常安全稳定经济运行。

参考文献：

[1]陈波，丁永君，陈小强.浙江火电厂DCS系统接地现状分析及建议［J］.浙江电力，2008（01）.

[2]沈宁淞.浅谈电厂热控DCS控制保护回路误动作原因分析及处理措施[J].科技风，2015（03）：50-51.