电厂热工保护回路误动作原因分析与防范措施

电厂热工保护回路误动作原因分析与防范措施

付秋实

大唐长春第三热电厂 吉林 长春 130103

摘要：为更好地保障电厂热工保护回路的安全可靠，本文基于电厂DCS控制系统应用现状，分析电厂热工DCS保护回路出现误动作的原因，并针对这些原因提出具体防范措施，以有效预防电厂热工DCS保护回路误动作的发生，有助于更好的保障电厂的安全稳定运行。

关键词：电厂热工；DCS系统；误动作；原因；措施

引言

电厂热工控制系统广泛采用DCS系统，不仅有效减轻了工作人员的工作量，提升了工作效率，而且使得机组的运行更加安全稳定。但在实际运行过程中，由于DCS控制系统设备多、范围广、环节复杂，其保护回路稳定性的影响因素较多，导致保护回路出现误动作的可能性较大，存在误动作的情况。

1 DCS系统简要介绍

DCS系统采用分散控制、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。DCS系统在电力系统中的运用十分普遍，其最为突出的优越性就是灵活性和延展性较强，可以针对系统运行情况实施切实的管控，并且在运算方面作用也十分突出。将DCS系统切实的加以运用，可以针对当前电厂系统工艺参数加以准确的判断，并结合结果来对参数的波动规律加以预测，如果发现存在不达标的情况，会第一时间发出警报，从而为整个系统的正常运转加以保证，并且确保整个系统内所有的装置都能够实时被DCS系统所监督管控，确保系统稳定的运行。在整个热工系统中，涉及到大量的设备、元件以及分支控制系统，任何一个分支系统发生故障，都会威胁到整个系统的稳定运行，从而导致热工DCS控制保护回路误动作或者机组跳闸的不良情况发生，甚至会引发严重的危险事故，从而对电厂的经济收益造成损害。

2电厂热工DCS保护回路误动作的原因

2.1硬件设施存在故障

在DCS系统中，硬件是执行指令的直接单元。假如出现如下硬件问题都直接导致该系统出现问题，比如：元器件遭到破坏、电路出现接触不良等。最终影响整个系统的实时监控，也影响系统对设备的驱动能力，各个单元的指示灯也会显示出现错误，这样保护系统误以为是系统出现故障，而出现相应的动作，使得DCS系统停止工作。当出现元件故障时，将使得主机与辅助机构引发系统出现误动。与此同时，在DCS逻辑单元中设置的硬件，往往也会引发元件故障，最终系统自动发出保护回路的错误指令。实际运行发现，在硬件单元中，电源以及接地系统都比较容易出现损坏，比如线路长时间的使用之后，绝缘层破损、阻值降低、老化变质等，最终导致线路短路，引起系统故障，更为严重的引起火灾等安全事故。

2.2逻辑及控制回路配置不完善

要想确保DCS系统能够稳定的运转，需要保证其控制逻辑的准确性，如果逻辑出现任何的问题，就会造成机组误动的情况。主机保护信号采用单点配置，如果单点测量元件异常或者线路、卡件故障都将导致保护误动作，机组跳闸。对于已有两个或三个测点的保护信号，如果配置在同一个卡件时，虽然一次元件及测量回路已分开布置，可防止单点故障引起保护误动，但是随着DCS卡件的长时间运行，电子元件的稳定性将降低，一旦异常，将导致测点的全部故障，同样将引起保护的误动作；如果两个或三个测点线路、卡件分开布置，却取自同一取样位置，而取样管路的堵塞就将导致测点的全部异常，同样引起保护的误动作，如果是机组的主保护，也将引起机组的跳闸。

2.3电源或接地系统故障

电源或接地系统故障的典型特征就是电源缺失，主要是由于供电系统中的零线、火线和地线之间出现连接错误或者接触不良等异常问题。时间一长，电源系统的整体质量就会出现问题，如线路的电阻过高或者绝缘保护装置受到破坏等。这样就很容易引发整个电源或者接地系统故障。此外，在进行电源设计时，如果考虑不够全面造成设计存在漏洞，如地极电阻过大等，也很容易造成误动。

3电厂热工DCS保护回路误动作的防范措施

3.1严格把控硬件设备的质量安全

在采购硬件设备时，采购人员必须具备较强的专业知识，这样不仅可以购买安全性能以及可靠性优良的元器件，而且能够避免给公司带来不必要的经济损失。此外还必须在成本上进行控制，电子元件必须达到物美价廉。对于电厂机组中核心的硬件，采购人员必须将元件的质量作为购买的唯一标准，产品的质量一定符合要求，这样才可以给整个系统提供安全保障，最终能够降低故障率以及维修费用。相关工作人员应该制定一套设备维护机制，定期对设备进行检测以及保养，这样才可以保证设备的安全性，提高设备的运行效率以及使用寿命。

3.2完善热工系统保护逻辑和配置

热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。对于主机保护过程开关量信号应采用“三取二”配置，以防止单点保护误动作；保护输入的一次元件、取样管、输入模件均应相互独立。由过程模拟量输入的保护信号，输入信号经模拟量/开关量转换后，通过硬接线送入保护机柜，实现“三取二”配置。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。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。

3.3优化系统电源和接地

外部环境的变化容易对热工系统造成不同程度的影响，当干扰程度较小时，仅仅会影响到测量数据的准确性，造成系统控制程序不稳定等问题，而如果干扰程度相对比较严重时，系统设备严重发生故障，信号传递严重紊乱，设备机组就会进行跳闸保护。在这种情况下，就需要对外界的干扰因素进行排除或者抑制，以保证信号采集过程中的准确性和可靠性。通常情况下，主要采取的措施就是强化电源和接地的可靠性以实现对外界干扰的抑制。

3.4加强人员的培训与管理

随着电厂自动化设备的增加，保护回路的增多，机组运行人员、热工人员的操作都可能引起设备的停运和机组的跳闸，因此相关工作人员都必须拥有专业的工作能力和职业素养。对于工作人员必须定期进行专业知识培训，不断提升自身的专业素养，与此同时进行上岗操作，这样员工在操作设备的过程中，才能够时刻警惕自己，降低人员误操作、控制回路的误动作风险。

3.5改善设备的工作环境

改善现场设备的工作环境，将处于高温工作环境中的气动门定位器移位，可防止因高温对定位器内部元器件造成的损害导致的定位器控制失常的现象；将随设备成套供货的安装在油站管道上的变送器、压力开关等设备移至检修平台，可防止由于油泵运行产生的振动导致的仪表测量不准确的情况；将现场的控制柜安置在室内，通过空调调节温湿度，保证控制柜处于良好的工作环境，增加电磁屏蔽设备，有效防止电磁干扰造成的信号异常。

结语

近年来，发电机组的自动化水平不断提升，DCS系统集中控制的优势被广泛应用，系统保护回路的作用更加明显，但是DCS控制系统保护回路的误动和拒动等风险仍然需要进一步解决，加强热工保护系统的安全性和稳定性，是确保机组安全稳定运行的基础，是电厂经济效益和社会价值得到最大程度发挥的保障。

参考文献

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