火力发电厂热工保护误动、拒动原因分析与论文

火力发电厂热工保护误动、拒动原因分析与研究[摘要] 随着机组自动化水平的提高，热控保护系统成为发电机组重要的组成部分，并且对机组安全、稳定及可靠运行发挥了重要的作用。但是，在实际运行过程中存在热控保护误动、拒动的情况，如何防止这种情况的发生成为各电厂必须面临的问题。

[关键词] 热工保护拒动误动

1.引言

热控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，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。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。随着dcs控制系统的成熟发展，热工自动化程度越来越高，凭借其巨大的优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止dcs 系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。

2.热工保护误动、拒动原因分类

热工保护误动、拒动的原因大致可以概括为：

1）dcs软、硬件故障；

2）热控元件故障；

3）电缆接线短路、断路、虚接；

4）热控设备电源故障；

5）人为因素；

6）设计、安装、调试存在缺陷。

3.热工保护误动、拒动原因分析

1）dcs软、硬件故障

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（如：deh、ccs、bms等）两个cpu均故障时的停机保护，由此，因dcs软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。主要原因是信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起。

2）热控元件故障

因热工元件故障（包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质量不可靠，单元件工作，无冗余设置和识别。

3）电缆接线短路、断路、虚接

电缆接线断路、断路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、接线柱进水、空气潮湿腐蚀等引起。

4）设备电源故障

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。山西阳光发电有限公司曾两次因deh电源故障停机。一些电厂因电磁阀失去电源而导致拒动或误动。

5）人为因素

因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。许多机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。

4.防止热工保护误动、拒动应采取的措施及对策

4.1针对dcs系统硬件、一次测量元件故障的措施

1）采用成熟、可靠的dcs系统及一次测量元件，保证dcs系统硬件和一次测量元件的可靠性；

2）尽可能地采用冗余设置。对过程控制站的电源和cpu进行冗余设置；对保护执行设备（如跳闸电磁阀）的动作电源也进行双回路设置，对跳闸继电器进行分散布置；

3）对重要测量信号进行冗余设置，重要测点的测量通道布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性；

4）对系统间通讯的重要测点，要采用硬接线方式；公用系统的电源输入应分别取自两台单元机组dcs电源柜的切换输出；

5）重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理；

6 ）对保护测点信号进行有效的监控和判断，对测点信号进行坏点判断，避免dcs采集到错误的信息；

7）在施工过程中，确保dcs系统的单点接地，接地点的选择及接地电阻值均满足要求；dcs网络电缆应单独走线，防止信号干扰；

8）对操作员站的硬手操跳闸按钮、mft跳闸保护继电器等，进行定期检查，确保其可靠、可用；

9 ）定期检查dcs网络流量及各控制站负荷情况，确保其在合理的范围；

10）做好日常维护工作，机组停机期间，对保护系统进行彻底检查，消除影响热控保护系统正常工作的隐患；

11）制定有效地管理办法，确保dcs电子间的温度、湿度、灰尘及振动参数满足设备的要求。投运后的机柜门应上锁，钥匙由专人保管；禁止在投运的i/o柜附近使用可能造成电磁干扰的设备；定期对dcs硬件进行积灰清理工作。

4.2针对dcs系统软件、控制逻辑故障的措施

1）在dcs设备联络会上，组织运行、调试、设计、厂商等多方对控制逻辑进行审查，确保控制逻辑的准确性和完整性；

2）在调试阶段，试运指挥部要组织安装、调试、监理、运行及检修人员对控制逻辑进行讨论，保证dcs最终组态逻辑的正确性、

合理性；

3）对控制逻辑的修改，应制定相关审批制度并严格执。对dcs 控制逻辑下装及修改进行权限设定和密码保护，并由专人按管理制度执行；组态好的逻辑应及时下装，并做好备份；

4）对公用系统的dcs操作，应进行权限设定，同一时刻只能有一台单元机组具有操作权限，且能够方便地在两台单元机组间进行操作权限的切换；

5）应具有dcs硬件监视功能，对dcs硬件状态进行一览显示。对严重的dcs硬件故障（如电源丧失、脱网、控制器及卡件工作异常等），进行及时、醒目的报警，提醒运行人员注意；

6）cs画面调用响应迅速，设备名称标识清楚；对重要的操作，应弹出提示窗口，经确定后再发出实际指令；

7）cs配备专门的杀毒及防火墙软件，并对计算机的数据接入进行严格管理，避免软件病毒的进入。

4.3 针对接线电缆短路、断路、虚接的措施

1）电缆安装要严格按照电力建设施工及验收技术规范“电线和电缆的敷设及接线”的要求验收合格；

2）提高和改善就地设备的工作环境条件，就地设备接线盒要求密封防雨、防潮、防腐蚀；尽量远离热源、辐射、干扰；尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施；

3）在高温、潮湿等恶劣环境下的电缆，在停机阶段定期进行绝缘检测，并记录其绝缘电阻，并且和以前所测的绝缘电阻进行比较，