浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 吳建江

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求日益增長，電廠在國民經(jīng)濟(jì)中扮演著舉足輕重的角色。電廠的穩(wěn)定運行和生產(chǎn)安全對于滿足人們?nèi)粘Ｉ罴案餍袠I(yè)用電需求具有極大的意義。在電廠運行過程中，熱控保護(hù)系統(tǒng)作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其性能和可靠性直接關(guān)系到電廠的運行效率和安全性。然而，在實際運行中，熱控保護(hù)系統(tǒng)可能出現(xiàn)誤動和拒動現(xiàn)象，給電廠的正常生產(chǎn)帶來影響，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞和生產(chǎn)事故。因此，對熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動和拒動現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，具有重要的現(xiàn)實意義。

熱控保護(hù)系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用廣泛，主要負(fù)責(zé)對各種溫度、壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測與控制，以確保電廠設(shè)備的安全運行。在實際運行過程中，熱控保護(hù)系統(tǒng)可能受到多種因素的影響，導(dǎo)致誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生。誤動和拒動現(xiàn)象不僅會導(dǎo)致設(shè)備的停機(jī)或部分功能失效，降低生產(chǎn)效率，還可能危及人員生命安全[1]。

2 電廠熱控保護(hù)誤動及拒動概念及影響

2.1 誤動及拒動概念

誤動：誤動是指在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備處于正常工況時，由于系統(tǒng)誤判導(dǎo)致保護(hù)措施被錯誤地啟動。這可能包括設(shè)備的停機(jī)、功能受限或保護(hù)裝置的啟動。誤動現(xiàn)象可能由多種原因引發(fā)，例如傳感器故障、控制器故障、人為操作失誤以及外部環(huán)境影響等。

拒動：拒動是指在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中，當(dāng)設(shè)備處于異常工況時，由于系統(tǒng)的失效或錯誤判斷導(dǎo)致保護(hù)措施未能及時啟動。這可能導(dǎo)致設(shè)備繼續(xù)運行、損壞或引發(fā)安全事故。拒動現(xiàn)象的原因也多樣，如傳感器失效、控制器故障、執(zhí)行器故障以及系統(tǒng)維護(hù)不當(dāng)?shù)取?/p>

誤動和拒動現(xiàn)象在實際運行中可能同時發(fā)生，嚴(yán)重影響電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，從而對電廠的生產(chǎn)安全和運行效率產(chǎn)生不利影響。因此，了解誤動和拒動現(xiàn)象的成因并采取相應(yīng)措施預(yù)防其發(fā)生，對于保障電廠正常運行具有重要意義[2]。

2.2 誤動及拒動影響

誤動和拒動現(xiàn)象在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中的發(fā)生會對電廠的運行產(chǎn)生一系列不利影響。誤動及拒動影響見表1。

表1 誤動及拒動影響

3 電廠熱控保護(hù)誤動及拒動原因分析

3.1 DCS硬件和軟件故障

分布式控制系統(tǒng)（DCS）在電廠熱控保護(hù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，負(fù)責(zé)監(jiān)控、控制以及數(shù)據(jù)采集。當(dāng)DCS硬件和軟件出現(xiàn)故障時，可能導(dǎo)致誤動和拒動現(xiàn)象發(fā)生[3]。

硬件故障：硬件故障包括通信模塊、輸入輸出模塊、控制器等設(shè)備的損壞或故障。這些故障可能是由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣、設(shè)備老化、電源不穩(wěn)定等原因引起的。硬件故障可能導(dǎo)致DCS無法正確接收和處理來自現(xiàn)場的信號，從而引發(fā)誤動或拒動現(xiàn)象。

軟件故障：軟件故障通常包括程序設(shè)計錯誤、數(shù)據(jù)處理異常、系統(tǒng)資源不足等。軟件故障可能導(dǎo)致DCS無法正確執(zhí)行控制策略，進(jìn)而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。例如，控制策略中的邏輯錯誤可能導(dǎo)致保護(hù)裝置在正常工況下誤動，或者在異常工況下拒動。

系統(tǒng)集成問題：DCS系統(tǒng)通常由多個子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)需要通過通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和控制協(xié)同。如果系統(tǒng)集成過程中出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致子系統(tǒng)之間的通信異常，進(jìn)而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。

外部干擾：DCS系統(tǒng)可能受到外部電磁干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊等因素的影響，從而導(dǎo)致信號傳輸異常、數(shù)據(jù)處理錯誤等問題。

3.2 接線短路或斷路故障

接線短路或斷路故障是電廠熱控保護(hù)誤動和拒動的常見原因之一。這類故障通常包括傳感器、執(zhí)行器、控制器之間的信號傳輸線路出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。短路故障可能導(dǎo)致信號失真或干擾，使控制系統(tǒng)無法準(zhǔn)確識別設(shè)備的實際工況，從而引發(fā)誤動或拒動現(xiàn)象。斷路故障可能導(dǎo)致信號傳輸中斷，使控制系統(tǒng)無法獲取設(shè)備的工況信息，進(jìn)一步導(dǎo)致誤動或拒動現(xiàn)象。

線路老化：長期使用的線路可能出現(xiàn)老化、磨損等問題，導(dǎo)致線路絕緣性能降低，從而引發(fā)短路故障。斷路故障則可能由于線路老化、腐蝕等原因?qū)е聦?dǎo)線斷裂。

環(huán)境因素：惡劣的環(huán)境條件如高溫、高濕、腐蝕性氣體等可能對線路造成損害，導(dǎo)致絕緣層破損、金屬導(dǎo)體氧化，從而引發(fā)短路或斷路故障。

外力損傷：施工、維修等過程中，可能因操作不當(dāng)導(dǎo)致線路損傷，進(jìn)而引發(fā)短路或斷路故障。

設(shè)計與安裝問題：線路設(shè)計不合理、安裝不規(guī)范等原因也可能導(dǎo)致線路短路或斷路故障。

系統(tǒng)維護(hù)不當(dāng)：線路維護(hù)不當(dāng)可能導(dǎo)致線路連接松動、金屬導(dǎo)體氧化等問題，從而引發(fā)短路或斷路故障。

3.3 熱控元件故障

傳感器故障：傳感器負(fù)責(zé)將現(xiàn)場設(shè)備的工況信息轉(zhuǎn)換為電信號，并傳輸給控制系統(tǒng)。當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障時，可能導(dǎo)致信號失真、干擾或丟失，從而使控制系統(tǒng)無法準(zhǔn)確識別設(shè)備的實際工況，引發(fā)誤動或拒動現(xiàn)象。

執(zhí)行器故障：執(zhí)行器負(fù)責(zé)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)。執(zhí)行器故障可能導(dǎo)致設(shè)備無法按照指令進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。

閥門故障：閥門在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)流量、壓力等關(guān)鍵參數(shù)的作用。閥門故障可能導(dǎo)致參數(shù)無法達(dá)到預(yù)設(shè)值，從而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。

3.4 設(shè)計、安裝和調(diào)試及其他人為原因

設(shè)計不合理：保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計不合理可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法滿足實際運行要求，從而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。因此，電廠應(yīng)對保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行充分的論證，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

安裝不規(guī)范：安裝不規(guī)范可能導(dǎo)致設(shè)備接線出現(xiàn)問題，影響設(shè)備的正常工作，進(jìn)而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。電廠應(yīng)加強(qiáng)對安裝工程的監(jiān)督和管理，確保安裝質(zhì)量。

調(diào)試不準(zhǔn)確：調(diào)試不準(zhǔn)確可能導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤，影響系統(tǒng)的正常工作，進(jìn)而引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象。電廠應(yīng)加強(qiáng)對調(diào)試過程的監(jiān)督和管理，確保參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確無誤。

其他人為原因：其他人為原因可能包括操作失誤、維護(hù)不當(dāng)、培訓(xùn)不足等。這些因素都可能導(dǎo)致電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)的誤動和拒動現(xiàn)象發(fā)生。

4 有效對策

4.1 采取有效的設(shè)計模式

有效的設(shè)計模式在預(yù)防電廠熱控保護(hù)誤動和拒動現(xiàn)象中起到關(guān)鍵作用。一個良好的設(shè)計模式可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少因設(shè)計缺陷導(dǎo)致的故障[4]，見表2。

表2 有效的設(shè)計模式

4.2 應(yīng)用成熟控制技術(shù)

在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中，為確保穩(wěn)定可靠地運行，降低誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)用成熟的控制技術(shù)顯得至關(guān)重要。這包括采用經(jīng)典控制算法如比例-積分-微分（PID）控制和模糊控制等，以提高系統(tǒng)對設(shè)備工況變化的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性；選擇成熟通信協(xié)議如Modbus、Profibus、EtherCAT等，保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性；選用具有良好品質(zhì)和成熟技術(shù)的控制器，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時，結(jié)合現(xiàn)代控制理論和先進(jìn)算法，如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模型預(yù)測控制等，以實現(xiàn)更優(yōu)的系統(tǒng)性能。此外，在實際應(yīng)用中，對控制系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查、維護(hù)和升級，以及加強(qiáng)運維人員的技能培訓(xùn)和管理，也是確保熱控保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障。通過綜合應(yīng)用這些成熟控制技術(shù)，電廠可以提高熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有效預(yù)防誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生，確保電廠安全、高效地運行[5]。

4.3 選擇穩(wěn)定性較高的熱控元件

在電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)中，選擇穩(wěn)定性較高的熱控元件對于降低誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生至關(guān)重要。高質(zhì)量的熱控元件如傳感器、執(zhí)行器、控制器等，能夠在惡劣的環(huán)境和工況下保持穩(wěn)定性能，減少故障發(fā)生的概率。為確保熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，電廠應(yīng)考慮從以下幾個方面選擇合適的熱控元件：首先，選擇具有良好品質(zhì)和成熟技術(shù)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品往往在市場上經(jīng)過長時間的驗證，具有較高的信譽度和可靠性；其次，充分考慮設(shè)備的工作環(huán)境和使用條件，為不同場景選擇適宜的熱控元件；最后，建立嚴(yán)格的采購和驗收標(biāo)準(zhǔn)，確保所選熱控元件滿足實際運行需求。同時，對熱控元件進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，保證其正常工作，是提高熱控保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵措施。通過選擇穩(wěn)定性較高的熱控元件，并加強(qiáng)運維管理，電廠可以有效降低誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生，保障熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

4.4 全面改良并完善相關(guān)的工作流程

通過優(yōu)化工作流程，提高工作效率，增強(qiáng)運維人員的技能水平和意識，電廠可以確保熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此外，電廠應(yīng)積極引入先進(jìn)的管理理念和技術(shù)，如智能化、信息化的運維管理，以便更好地監(jiān)控和控制熱控保護(hù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)。對于人為因素引起的誤動和拒動現(xiàn)象，電廠應(yīng)對相關(guān)工作流程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，加強(qiáng)內(nèi)部溝通和協(xié)作，確保各部門之間信息的準(zhǔn)確傳遞和反饋。通過全面改良并完善相關(guān)的工作流程，電廠可以有效降低熱控保護(hù)誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生，提高熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而保障電廠的安全、高效運行。

5 結(jié)語

本文對電廠熱控保護(hù)誤動和拒動現(xiàn)象進(jìn)行了深入探討，分析了誤動和拒動的概念及影響，并詳細(xì)剖析了引發(fā)誤動和拒動現(xiàn)象的原因，包括DCS硬件和軟件故障、接線短路或斷路故障、熱控元件故障以及設(shè)計、安裝和調(diào)試等人為原因。為有效預(yù)防誤動和拒動現(xiàn)象的發(fā)生，文提出了一系列有效對策，包括采取有效的設(shè)計模式、應(yīng)用成熟控制技術(shù)、選擇穩(wěn)定性較高的熱控元件，以及全面改良并完善相關(guān)的工作流程。