戴福順

中國能源建設(shè)集團東北電力第一工程有限公司

電廠熱控系統(tǒng)中熱控保護裝置的故障分析與保護

戴福順

中國能源建設(shè)集團東北電力第一工程有限公司

近年來，隨著科技不斷進步，發(fā)電機組裝置自動化水平也得到不斷提高，從而使大型火電機組裝置工作對于DCS系統(tǒng)的依賴性逐漸提高，所以熱控保護系統(tǒng)具有的安全可靠性也變得更加重要。然而熱控保護系統(tǒng)在實際運行中發(fā)現(xiàn)一些故障問題，這影響了整個電廠熱控的正常運行，所以為了保障機組裝置能正常安全、穩(wěn)定工作，需要認真分析熱控保護系統(tǒng)中存在的故障問題，從幫助找出問題所在并采取有效解決措施。

DCS；熱控保護系統(tǒng)；保護；故障分析

熱控保護裝置可以在電廠運行出現(xiàn)問題時，對某些嚴重受損的設(shè)備或系統(tǒng)進行有效保護，避免問題擴大給電廠運行造成更大的危害。深入研究熱控保護裝置的易發(fā)故障，制定相應(yīng)的故障排查制度和檢修措施，對于提升熱控保護裝置的性能和電廠運行均有很大的作用。

一、熱控保護裝置及DCS系統(tǒng)應(yīng)用

熱控保護裝置的作用就是在設(shè)備發(fā)生某些能夠引起非常嚴重后果的時候能夠采取相應(yīng)的措施并加以保護，從而可以軟化故障，使得系統(tǒng)停機，并進行檢修，從而避免發(fā)生重大的設(shè)備損壞，從而減少人員的傷亡以及財產(chǎn)上的損失。同時也對相應(yīng)的熱控維修人員和技術(shù)管理人員提出了更高的要求。

DCS控制系統(tǒng)現(xiàn)在發(fā)展逐漸的成熟起來，使得熱工自動化的程度越來越高，但是熱工保護誤動和拒動的情況還時常發(fā)生。當主輔設(shè)備正常運行時，由于保護系統(tǒng)自身的原因造成的誤動作，會造成主輔設(shè)備停止運行，這種現(xiàn)象稱為保護誤動；當主輔設(shè)備發(fā)生故障時，保護系統(tǒng)發(fā)生故障導致保護系統(tǒng)不動作，這種現(xiàn)象稱為保護拒動，這兩種行為最終都會造成重大的經(jīng)濟損失和人員事故。

二、熱控保護系統(tǒng)常見的故障

熱控保護系統(tǒng)中常見的故障在DCS硬件故障、DCS軟件故障、供電與接地系統(tǒng)常見故障、外部環(huán)境因素造成DCS故障、系統(tǒng)干擾故障五個方面。下面逐一進行分析。

1 DCS硬件故障

當DCS硬件發(fā)生故障時，就會使指示燈顯示狀態(tài)不正常、現(xiàn)場設(shè)備不能夠被系統(tǒng)的輸出驅(qū)動、硬件板級加電后產(chǎn)生故障，甚至使設(shè)備無法正常工作，或系統(tǒng)雖然工作，但無法顯示正確的應(yīng)測點值。出現(xiàn)了這些情況很可能就是DCS硬件出了以下問題：1)硬件本身損壞；2)底座與模塊之間的插接不嚴密；3)機柜內(nèi)電源輸出不正確；4)硬件跳線與實際信號要求的類型不一致；5)終端匹配器沒有連接；6)撥碼開關(guān)錯誤、通信線接線方向錯誤。

2 DCS軟件故障

一般在系統(tǒng)投運調(diào)試階段以及軟件升級修改后容易出現(xiàn)DCS軟件故障，這是由軟件本身的錯誤引起的。因為應(yīng)用軟件具有工作量大和程序復雜的特征，組態(tài)人員需交叉工作，避免在溝通上產(chǎn)生漏洞，減少軟件錯誤，以下是軟件故障的幾種不同原因：1)打印機無法正常工作；2)一次元件更換后，相關(guān)的變量參數(shù)設(shè)置與其不符；3)主／從過程控制器組態(tài)信息不一致；4)網(wǎng)絡(luò)通信繁忙導致系統(tǒng)管理混亂；5)計算機加電后，硬件板產(chǎn)生故障；6)系統(tǒng)工作使所顯示的對應(yīng)測點值不正確或者設(shè)備不工作；7)數(shù)據(jù)庫點組態(tài)與對應(yīng)通道連接信號不匹配；8)系統(tǒng)輸出無法驅(qū)動設(shè)備。

3 接地系統(tǒng)和供電常見故障

1)電源連線故障。電源線缺少接線或者接線錯誤。例如火線、地線、零線中任何一項沒有連接、火線與零線反接等；2)地極問題。當?shù)貥O電阻增大時，地極同地網(wǎng)就會斷開；3)電源線質(zhì)量問題。電源線質(zhì)量出現(xiàn)問題多數(shù)是由于絕緣層不好或者電源線阻抗增大；4)電源質(zhì)量問題。技術(shù)指標，如電壓、頻率等與規(guī)定不符、超出規(guī)定的要求；設(shè)備連線質(zhì)量出現(xiàn)出題，如各接頭松動等；5)環(huán)境問題。若地線布線或電源線不合理，與產(chǎn)生強磁場干擾的設(shè)備和電線距離太近。

4 外部環(huán)境因素導致DCS故障

這類故障主要是由于環(huán)境的濕度、溫度不適宜、粉塵較高、環(huán)境振動或動物破壞等因素引起的，但上述故障產(chǎn)生的幾率較小，常見的故障主要有螺絲松動、接線不良、焊口裂縫、卡套松動等。

5 系統(tǒng)干擾故障

干擾DCS系統(tǒng)的信號來源于系統(tǒng)本身和外部環(huán)境。

1)敷設(shè)電纜時，弱點電纜和強電電纜應(yīng)該分開；2)電源電流10A以下、電壓220V以上的信號電纜和電源電纜之間距離應(yīng)大于200mm；3)電源電流10A以下、電壓220V以上的信號電纜和電源電纜之間距離應(yīng)大于700mm。

在檢修時，要注意以上這些方面。檢修人員對從機架上拆下的卡件不能隨意安防，應(yīng)該放在接地良好的防靜電氈上。觸摸模塊時，需要戴防靜電手套。

三、針對故障類型采用有效的解決措施

1 確保熱控元件技術(shù)成熟、安全可靠

為了幫助提高DCS系統(tǒng)整體性能的可靠，可以選用安全可靠、技術(shù)成熟的熱控元件[3]。但是在某些合理、高需求的范圍內(nèi)，企業(yè)應(yīng)采用高品質(zhì)的熱控設(shè)備，從而確保DCS系統(tǒng)運行的安全及可靠性。

2 最大范圍的選用冗余設(shè)計

實行1：1冗余設(shè)計，針對某些保護執(zhí)行設(shè)備及重要熱工信號的動作電源進行冗余設(shè)置及監(jiān)控[4]。對于來自同一個取樣位置的測點信號實行有效判斷及監(jiān)控。

3 對保護邏輯組態(tài)進行優(yōu)化

這一操作指提高保護系統(tǒng)的可靠性、安全性，并幫助減少熱控保護系統(tǒng)產(chǎn)生的誤動情況。

4 嚴格要求設(shè)備的檢修、調(diào)試以及設(shè)計水平、施工等

實際工作中提高設(shè)備的質(zhì)量、檢修、設(shè)計水平、調(diào)試以及施工操作，能對熱控保護系統(tǒng)產(chǎn)生保護作用。

5 定期對設(shè)備進行維護

企業(yè)定選聘設(shè)備維護的專業(yè)人員來幫助定期維護機組設(shè)備，然后晚上小修及大修設(shè)備的相關(guān)檢修措施、方案。企業(yè)應(yīng)定期安排熱控系統(tǒng)操作人員進行技術(shù)培訓，可通過開展技術(shù)講座、技術(shù)培訓課等幫助提高技術(shù)人員的技術(shù)水平，從而投稿設(shè)備檢修質(zhì)量。

6 改善電子設(shè)備間的環(huán)境

為了降低灰塵、空氣溫度及濕度以及振動等因素對熱控設(shè)備產(chǎn)生的影響，幫助延長設(shè)備的使用時間，應(yīng)幫助改善、控制存放這些設(shè)備的空間環(huán)境條件，定期進行清掃、清潔，控制室溫及濕度。

結(jié)束語：

熱控保護裝置是電廠保護的重要措施，其一般依賴于DCS系統(tǒng)發(fā)揮功能。熱控保護裝置設(shè)備的常見故障較多，因此需要在實際工作中清楚認識這些問題，并制定合理的應(yīng)對措施，對相關(guān)故障進行預防和及時處理，最大程度降低這些故障對熱控保護裝置設(shè)備的影響。

[1]王建峰.電廠熱控系統(tǒng)中熱控保護裝置的故障分析與保護探究[J].科技與企業(yè)，2013(06)：276.

[2]吳萬功.電廠熱控保護誤動及拒動原因淺析及對策[J].科技致富向?qū)В?011(08)：199.