浅析电厂热工保护系统误动与逻辑优化

浅析电厂热工保护系统误动与逻辑优化

何凛

大唐国际绍兴江滨热电

摘要：在热工保护运作的过程中，经常会出现误动拒动的情况，即使主辅机械正常运行，保护动作也会经常发生。如果停止主辅机械，则会影响系统的正常运行，会给火力发电厂带来一定的经济损失。通常，因为故障问题使保护系统发动，进而停止主辅机械。同时受到故障原因的影响，保护系统无法在主辅机械出现故障时及时运作，保护作用没有充分发挥，造成事故扩大，这种情况就是保护拒动。关键词：电厂热工保护;误动;逻辑优化

引言

热工保护系统是火力发电机组不可或缺的一部分，其能否可靠准确地动作，对于机组的安全稳定运行起着关键作用。但在机组正常运行过程中，往往由于DCS软/硬件故障、热控元件故障、电缆接线短路/断路/虚接、电源故障、人为因素或设计安装存在缺陷等各类原因，热工保护会发生误动或拒动的事件。

1电厂热控保护误动及拒动原因分析

1.1热控设备电源方面的故障

电厂相关设备的有效运行是建立在可靠电源系统基础之上的，近些年随着热控技术水平的提升，热控系统逐渐向着更加智能化方向发展，增设了很多更加精密的设备，这就对了电厂热控保护有了更高要求。

1.2热控元件方面的故障

虽然近些年随着技术水平的提升，热控元件质量有了较大提升，但是目前热控保护系统还是存在相关元件自身质量较差、系统缺少冗余设计以及元件老化等情况，都容易造成热控元件故障问题，这些元件一旦发生故障必然会对设备造成影响，无法确保电力机组可靠运行。经过统计分析可知，某些电厂由于热工元件故障所引发的热工保护误动、拒动占比超过了50%。

2电厂热控保护误动及拒动问题的解决措施

2.1增强热控保护系统抗干扰能力

为了提升热控保护系统抗干扰性能最基本的就要是提升相关元器件的可靠性，要保证所用元器件都经过必要的验证，尽可能采用市场上较为常见的热控器件。即使为了进一步控制成本费用，可以一定程度上降低某些元器件的成本，但是务必要确保关键性元器件的较高质量，从根本上保证热控系统的高可靠性。除了采用质量较高的热控系统硬件之外，也要进一步增强软件方面的性能，通过有效的状态诊断性能来降低误动作的概率。为了最大程度降低动力电缆、信号线等所引发的电磁干扰情况，需要在连接系统和电缆时通过设置滤波器的方式来提升系统抗干扰性能，进一步提升系统运行可靠性。

2.2进一步增强电源和接地可靠性

由于影响电厂热控系统的因素较多，所以热控系统所产生的故障也有所不同。若是没有受到较大外部环境影响，那么只是会产生测量准确性方面的问题，会一定程度上造成系统控制程序方面的问题。一旦控制系统受到外部环境较严重的影响，就非常容易造成相关设备方面的问题，严重情况下会因为信号较大波动而造成发电机组的跳闸等。针对上述问题可以提升电源和接地方面的可靠性，进一步提升系统对外部因素的抵抗能力，从而保证信息采集的准确性，进而减缓外部因素的影响。

3电厂热控DCS控制保护回路误动作处理措施探讨

3.1把控设备质量安全

电厂设备质量安全应全方位展开严格控制，例如:设置专业采购员职位，由电厂内专业采购员负责设备集中购买，采购员需具备较强市场洞察与元件性能识别能力，能够在市场波动下选择高性价比硬件设备，以此保障元件性能稳定且安全，除此之外专业采购员的设立，可在长期设备采购管理中实现成本控制，便于电厂作为最优采购决策，尤其对元器件等核心设施，在专业采购员选择下可最大程度保障元器件性能，继而提高电厂热控DCS系统稳定性、安全性，有效降低误操作问题带来的经济损失，但为进一步保障设备质量安全，需针对专业采购员设置监督监管制度，规避采购中可能存在的以次充好、公款私用等问题，最大化防止产生热控误动作。

3.2优化内部培训管理

结合实际来看，电厂热控DCS控制保护回路误动作大部分皆由人为操作失误引起，严重损害供电效率的同时造成电厂经济损失，因此需严格控制电厂DCS系统操作人员综合素质。例如:优化系统操作人员招聘指标，将专业技能、工作经验作为重点招聘内容，结合实际系统操作内容设置岗位职责与需求;此外可定制完善内部培训计划，系统操作人员正式上岗前，需展开岗前培训，针对DCS系统标准操作流程展开教学，同时需引导操作人员形成端正工作态度，明晰自身岗位责任，并树立安全意识、责任意识，培训达标后方可正式进入上岗工作，除此之外应定期展开岗间培训，构建热控误动作数据库，主要围绕近阶段热控误动作失误展开分析，构结合实际案例进行培训，提高员工操作重视程度;另外需结合培训体系构建绩效考核，将培训评价与实践操作作为关键指标，进一步落实热控DCS系统标准操作制度。

4 DCS保护逻辑的进一步优化

“高调门关闭”逻辑中，增加蒸汽流量判据（由汽轮机调节级压力“三取二”逻辑算出）条件，即当蒸汽流量＜300t/h时，才触发保护动作，如图1所示。同样，本厂#2机组2020年因DCS接收到电气功率异常（外部干扰造成）输出信号，负荷在1s内由56MW突变至660MW，触发机组“孤岛运行”逻辑，#2机组主汽阀入口温度过低保护动作（该保护逻辑是：主汽阀入口温度过低信号在机组有功300MW时自动投入），最终机组跳闸解列。为避免该保护再次误动作，在DCS逻辑中将主汽阀入口温度过低增加了调节级压力、流量闭锁，从而防止在低负荷时发电机功率发生异常波动而引起机组跳闸。

图1高调门关闭蒸汽流量判据图

5加强设备治理，避免保护误动

5.1认真检查和巡视

热工保护装置及相关的测量装置、执行机构等大量采用集成电路器件，对环境温度、湿度、粉尘、振动等环境因素比较敏感。在DCS、PLC等装置集中布置的电子设备间、工程师站等场所，应重点关注空调设备配置及运行情况；现场设备重点关注防水、防高温、防冻等措施；电缆夹层重点关注防火、防鼠措施。认真检查巡视，仔细查看执行器各连接件有无松动现象，了解设备当前状况，着重检查线路、盘柜是否有积水、积灰、渗油或出现电缆外露情况，做到及时发现问题及时消除。

5.2加强培训，提高技能水平

电厂热控专业设备多而杂，管辖设备多样化，这就要求热工人员能全面熟悉所辖设备的检修维护工作，针对员工技能水平薄弱面和影响机组安全运行的重大设备缺陷方面，要制订专项培训方案，并确保培训落到实处。定期开展培训教育工作，促使每一个工作人员的安全意识和责任感得到增强，技术水平与业务能力得到提升。打好基础，练好基本功，才能对电厂热控保护系统有全面认识，才能不断查缺补漏，优化保护逻辑，并将设备检修治理做到位。

结束语

综上所述，热控DCS控制保护回路误动作能够造成电厂安全事故，为最大程度保障电厂供电稳定，展开实际分析后发现硬件设施、控制逻辑、人为操作等均可造成误动作产生，因此需有针对性展开处理，加强设备质量安全，并进一步规范DCS系统电路参数，完善电厂DCS系统培训，此外为进一步规避误动作，可加强现场监督，并定期展开系统电线电缆检查，全面保障电厂稳定供电。

参考文献

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