电厂热控DCS控制保护回路误动作原因分析

电厂热控 DCS控制保护回路误动作原因分析

1 张晖 2 葛伟

淮浙电力有限责任公司凤台发电分公司 安徽 淮南 232131

摘要：在社会经济高速发展的背景下，工业生产和人们生活对电力的需求量不断增加，电力成为了影响社会经济发展水平的重要能源，而电厂热控DCS与电力稳定存在密切关联。为此，本文以电厂热控 控制保护回路误动作原因分析为题，在介绍误动作安全事故的基础上，分析其成因，以望借鉴。

关键词：电厂热控DCS；保护回路；误动作

引言：在电力系统发展阶段，电厂将 系统作为主要的热控设备，该系统具有多种功能，主要包括数据采集、模拟量控制和安全监控等功能，这些功能的实现，有利于确保电厂发电机组的安全，同时，还能促进电厂自动化水平的提升，并减少运行成本，但由于该系统较为复杂，尤其是电线电缆数量众多，容易出现误动作，影响电力供应稳定性，因此，对此项课题进行研究，其意义十分重大。

1. 电厂热控控制保护回路误动作故障

应用于电厂热控管理的 系统，在操作内容上具有复杂性的特点，操作人员在作业的过程中，会由于不熟悉操作流程，未明确操作对象而导致误动作故障的出现，严重时，甚至会导致安全事故的发生。可以从两个切入点，对误动作故障进行分析，第一，在联锁保护状态尚未解除时，作业人员需要检修元器件，在这个过程中， 系统会在一些测点的影响下而出现误动作。发电机组的正常运行也会随之受到影响，此外，在进行机构缺陷检修的过程中，应该对系统信号进行测量，但在这个过程中，强电信号可能会影响DCS系统的内部安全，并引发一系列的安全故障。在对 系统进行日常检修的过程中，还要检查与其存在密切关联的设备，但考虑到 系统网络结构现场控制站的组成部分众多，主要以服务器为主，故存在大量的电线，工作人员在作业过程中，可能会受到信号差异的影响，稍有不慎，就会导致发电机组出现故障， 电厂经济效益也会随之受损^[1]。

2. 误动作成因分析

结合上文可知，电厂热控DCS系统的组成部分较多，故需要使用大量的线路，在热控管理过程中，误动作时有发生，严重影响了电厂供电的稳定程度，在详细分析后发现，此类故障的成因主要分为硬件设施因素、人为因素、接线故障和电源故障。

1. 硬件设施因素

所谓的硬件设施因素是指，在 系统中，硬件设施极为重要，属于执行部位，但其自动化运行需要以接收到工作指令为前提，如果没有接收到工作指令，该部位就无法自动运行，在研究后发现，元器件受损、电路接触不良、电源电压电流与标准不符，均会导致硬件设施无法及时接收工作指令，故不能通过自动化运行的方式，监控电厂机组的运行情况。以某电厂为例，该电厂作业人员在作业过程中发现 系统指示信号不准确，在错误引号的影响下，整体控制保护回路出现了误动作的故障，在分析后发现，导致故障的成因为元器件受损，从而使 系统的驱动效果出现异常问题。此外，在硬件设施中，热工元件的重要性不言而喻，属于其重要组成部分，一旦发生故障，就会使电厂机组失去保护，误动作故障出现的概率也会随之增加，并且，在单元件系统运行阶段，元器件故障隐患同样是引发此类故障的重要成因。综合而言， 系统的组成线路和设备众多，这些线路和设备在长时间使用后，很容易在外界因素和使用年限的影响下出现问题，如果不加以控制，甚至会因为热控误动作引发火灾。

针对硬件设施因素所引发的故障，电厂应该以硬件设备采购为切入点，采取有效的措施，避免此类问题的出现。比如：电力企业可以结合自身的实际需求，设置采购岗位，指派专业人员负责采购工作，并且采购方式应该以集中采购为主，究其原因，主要是集中采购不仅可以获得价格上的优惠，同时还能保证设备和元器件的质量。电厂在选择采购人员时，应该将市场洞察力和元件辨别能力作为依据，简言之，就是采购员需要在设备价格不断波动的情况下选择质优价廉的设备，值得注意的是，采购员应尽量采购大品牌的设备，以确保设备及元件的安全。最后，电厂应重视对设备采购的监管，避免采购员为谋求私人利益而采购不合格的产品，从源头上实现对热控误动作的控制^[2]。

2. 人为因素

在电厂自动化系统中，热控 系统具有不可替代的作用，要求作业人员通过作业的方式，确保其自动化运行，如果作业人员操作不当，很容易引发保护回路误动作。系统流程操作、设备检修养护是作业失误的重要阶段，如：DCS系统接线不正确、信号识别不正确等现象，均是引起保护回路误动作的成因。以某电厂为例，该电厂工作人员在作业过程中，为了节省时间和精力，在没有进行信号测量时直接投入保护，最终导致保护回路误动作，在检查后发现，在误动作故障发生时，硬件设备和控制逻辑设计均无问题。再比如：某电厂工作人员在处理锅炉炉膛负压高的过程中，由于不熟悉操作流程，于是误吹了参与保护的取样点，同时，保护压力开关的接点也存在异常，故引起了灭火保护动作。由此可见，在热控

系统日常管理过程中，电厂应出台标准，严格约束工作人员行为，促使其在检查过程中明确取样点，并对压力开关进行严格校验，同时做好端子的紧固，在作业时，还要安排两个人为一组，一人作业，一人辅助，以降低误动作故障发生的概率。

3. 电缆接线故障

在市场经济高速发展的时期，火电厂的环境持续改善，在促进工作效率提升的同时，也充分调动了员工的工作热情。但在自身特点的影响下，电厂内的电缆依然会在众多因素的影响下而受损或老化，其绝缘性也会随之下降，容易引发短路故障，保护误动作故障也会随之出现。比如：在汽轮机组保护系统内部，部分信号电缆，所经过的区域存在高温，在高温的作用下，这些电缆的绝缘能力会不可避免的下降，为故障的出现埋下了伏笔。以某热电厂为例，该电厂热电机组在2020年5月29日出现了异常情况，具体表现为电泵勺管由60%迅速降低到0,，因锅炉汽包水位过低，引发锅炉MFT工作，最终导致跳闸故障，机组运行也随之中断。在检查后发现，导致上述现象的成因为勺管接线盒内的信号线与地面直接接触。针对此类现象，建议电厂加强对电线电缆的检修力度，重点检修敷设于恶劣环境下电线电缆的绝缘性能，如果发现异常，应通过更换的方式，保障电力系统的安全。

4. 设备电源故障

在科学技术高速发展的今天，电厂热控系统基本实现了自动化发展，DCS控制系统的加入，有效保护了机组的安全，目前部分电厂还对电源故障停机保护进行了应用。但在查阅资料后发现，因热控设备电源故障所导致的热工保护误动作概率也有所提升。究其原因，与电源系统设计与标准不符、电源接插件接触不当存在密切的关联，在这些故障的影响下，系统很容易停机。此外，电磁阀垫圈电源接地，同样是引发误动作现象的成因。针对此类故障成因，电厂应重视DCS电源切换方式的改善。目前，两路冗余电源供电是 的供电方式，这里所说的冗余电源属于继电器，且彼此并未连接，各自承担50%的负荷，但如果某个电路存在电压波动，极易引起电源环流，如不加以处理，会造成 系统失电。基于其供电原理，建议电厂采取下述改进措施：使某个冗余电源承担大部分负载，成为主要的负载源，使供电方式变为主电源供电，通过这种方式，使电源切换回路的安全性进一步提升。如果电厂具备技术条件，可以利用UPS供电，以此使电压的稳定程度增强。

结论：综上所述，自进入21世纪以来，我国迈入了高速发展的阶段，社会用电需求持续增加，对电厂供电安全和稳定性也提出了更高的要求。为此，建议电厂着重分析热控 控制保护回路误动作的成因，并采取有针对性的措施解决问题，从而使社会用电需求被有效满足。

参考文献：

[1]韩欢欢.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究[J].应用能源技术,2021(04):1-4.

[2]尹帅.电厂热控保护回路误动作原因分析与处理措施[J].化学工程与装备,2020(06):212-213.

作者简介：姓名：张晖（1972.07--）；性别：男，民族：汉，籍贯：安徽省淮北市人，学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：火电厂热控设备技术管理。