戴福順

中國能源建設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問題時，對某些嚴重受損的設備或系統(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)應用

熱控保護裝置的作用就是在設備發(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)生重大的設備損壞，從而減少人員的傷亡以及財產上的損失。同時也對相應的熱控維修人員和技術管理人員提出了更高的要求。

DCS控制系統(tǒng)現在發(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，會造成主輔設備停止運行，這種現象稱為保護誤動；當主輔設備發(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，這種現象稱為保護拒動，這兩種行為最終都會造成重大的經濟損失和人員事故。

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、現場設備不能夠被系統(tǒng)的輸出驅動、硬件板級加電后產生故障，甚至使設備無法正常工作，或系統(tǒng)雖然工作，但無法顯示正確的應測點值。出現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)投運調試階段以及軟件升級修改后容易出現DCS軟件故障，這是由軟件本身的錯誤引起的。因為應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，相關的變量參數設置與其不符；3)主／從過程控制器組態(tài)信息不一致；4)網絡通信繁忙導致系統(tǒng)管理混亂；5)計算機加電后，硬件板產生故障；6)系統(tǒng)工作使所顯示的對應測點值不正確或者設備不工作；7)數據庫點組態(tài)與對應通道連接信號不匹配；8)系統(tǒng)輸出無法驅動設備。

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。當地極電阻增大時，地極同地網就會斷開；3)電源線質量問題。電源線質量出現問題多數是由于絕緣層不好或者電源線阻抗增大；4)電源質量問題。技術指標，如電壓、頻率等與規(guī)定不符、超出規(guī)定的要求；設備連線質量出現出題，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，與產生強磁場干擾的設備和電線距離太近。

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)敷設電纜時，弱點電纜和強電電纜應該分開；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、技術成熟的熱控元件[3]。但是在某些合理、高需求的范圍內，企業(yè)應采用高品質的熱控設備，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計

實行1：1冗余設計，針對某些保護執(zhí)行設備及重要熱工信號的動作電源進行冗余設置及監(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)產生的誤動情況。

4 嚴格要求設備的檢修、調試以及設計水平、施工等

實際工作中提高設備的質量、檢修、設計水平、調試以及施工操作，能對熱控保護系統(tǒng)產生保護作用。

5 定期對設備進行維護

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

6 改善電子設備間的環(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備產生的影響，幫助延長設備的使用時間，應幫助改善、控制存放這些設備的空間環(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，并制定合理的應對措施，對相關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].科技致富向導，2011(08)：199.