發(fā)電廠熱工保護(hù)誤動拒動原因與解決措施

宋傳忠　鄂軍

摘 要：熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠一個十分重要的、不可缺少的組成部分，對提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。本文對造成熱工保護(hù)誤動及拒動原因進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出相應(yīng)的措施或?qū)Σ撸瑢μ岣邿峁けＷo(hù)系統(tǒng)的可靠性，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；熱工保護(hù)；誤動；拒動

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠一個十分重要的、不可缺少的組成部分，對提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設(shè)備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的故障時，及時采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化故障，停機(jī)待修，避免發(fā)生重大的設(shè)備損壞和人身傷亡事故。但在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中，時常會發(fā)生保護(hù)誤動或拒動的情況。即雖然主輔

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，但由于保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起保護(hù)動作，從而造成主輔設(shè)備停運(yùn)，并因此造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這稱為保護(hù)誤動；而在另一方面，在主輔設(shè)備發(fā)生故障需要保護(hù)系統(tǒng)動作時，由于保護(hù)系統(tǒng)本身發(fā)生故障而不動作，造成事故的擴(kuò)大和主輔設(shè)備的損壞，這稱為保護(hù)拒動。隨著熱工控制技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，當(dāng)前大容量、高參數(shù)的機(jī)組都采用

了熱工自動控制，因此熱工保護(hù)系統(tǒng)對確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行起著舉足輕重的作用。盡管目前熱工自動控制系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)很成熟，熱工自動化的水平也越來越高，但熱工保護(hù)誤動和拒動的情況還時有發(fā)生。因此，如何防止熱工控制系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動、拒動成為火力發(fā)電廠日益關(guān)注的焦點(diǎn)。此前，關(guān)于熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動和拒動原因分析的文章不少，但大多

數(shù)都是針對某一種情況進(jìn)行分析，沒有進(jìn)行綜合性的分析。本文對在實(shí)際工作中遇到的各種誤動和拒動的情況進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對策。

1 DCS本身特性造成的誤動措施

電廠普遍使用DCS 對電廠的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。在DCS 系統(tǒng)中，對運(yùn)行設(shè)備啟停的

檢測是通過DCS 本身的查詢電壓實(shí)現(xiàn)的，而在大多數(shù)的DCS 系統(tǒng)中，為了防止強(qiáng)電倒送入DCS 或外圍短路對DCS 造成損害，在每個端子板上一般都設(shè)有保險絲，這樣在短路或有強(qiáng)電倒送時保險絲就會熔斷，從而保護(hù)系統(tǒng)不受損害。由于保險絲的容量一般都很小，如貝利公司的INFI-90 系統(tǒng)，其保險絲容量只有0.25A，容易發(fā)生保險絲熔斷的情況。當(dāng)保險絲熔斷時其信號使之為邏輯“0”，此時系統(tǒng)無法檢測到設(shè)備的真實(shí)情況。容易發(fā)生誤動或拒動。根據(jù)該系統(tǒng)的特點(diǎn)以及“寧誤動，勿拒動”的原則，廠家在設(shè)計機(jī)組的保護(hù)邏輯時，對保護(hù)信號采取邏輯“非”的方式，如在鍋爐MFT 保護(hù)時，對于送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)等全停保護(hù)，邏輯取這些設(shè)備的運(yùn)行信號進(jìn)行邏輯“非”運(yùn)算，當(dāng)系統(tǒng)沒有檢測到這些設(shè)備在運(yùn)行的信號時，就認(rèn)為該設(shè)備已停止運(yùn)行，于是發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)信號。這樣一旦端子板的保險絲熔斷，由于DCS 系統(tǒng)檢測不到設(shè)備的運(yùn)行信號，即使設(shè)備仍在運(yùn)行，系統(tǒng)也會認(rèn)為設(shè)備已經(jīng)停止運(yùn)

行，于是發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)信號，從而導(dǎo)致保護(hù)誤動。某電廠10 號機(jī)組開始時也是按照此邏輯設(shè)計，結(jié)果在調(diào)試和過程中多次發(fā)生由于端子板保險絲熔斷而保護(hù)誤動的情況。經(jīng)過分析，最后采取了以下措施，有效地解決了此類誤動問題。在設(shè)備狀態(tài)反饋信號回路中串入該設(shè)備的電流信號，只有在接收到這些設(shè)備的跳閘信號且對應(yīng)設(shè)備電流小于該設(shè)備空載電流值時，才認(rèn)為該設(shè)備已跳閘，相應(yīng)的保護(hù)才動作。為防止電流信號為壞質(zhì)量時保護(hù)發(fā)生拒動，在電流信號回路中加入一質(zhì)量檢測模塊，當(dāng)檢測到電流信號為壞質(zhì)量時，自動切斷電流信號，即此時電流信號不起作用。經(jīng)過上述處理，有效解決了主要輔機(jī)在其狀態(tài)反饋信號的端子的保險絲燒斷時誤發(fā)跳閘信號，導(dǎo)致相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)誤動作的問題，機(jī)組可以長期安全穩(wěn)定

運(yùn)行。

2 采樣信號不滿足要求造成的誤動或拒動解決措施

在這一類誤動或拒動中，主要發(fā)生在汽包水位保護(hù)、爐膛壓力保護(hù)、真空保護(hù)、潤滑油壓保護(hù)等需要三選二保護(hù)。主要是采樣信號不能滿規(guī)程的要求，尤其是汽包水位保護(hù)。在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中，對汽包水位保護(hù)有嚴(yán)格的規(guī)定，要求水位保

護(hù)和調(diào)節(jié)的信號要分開，同時要求過熱器出口壓力為13.5 MPa 以上機(jī)組的水位信號以差壓式水位計為基準(zhǔn)。由于很多機(jī)組的鍋爐汽包開孔有限，在現(xiàn)場又不能在汽包上開孔，因此，很多機(jī)組往往都是保護(hù)和調(diào)節(jié)都采用同樣的信號，有的機(jī)組在同一根取樣管上接2 個差壓變送器，分別用于保護(hù)和調(diào)節(jié)。表明上看這兩個信號是獨(dú)立的，實(shí)際上由于共用一根取樣管，這2個信號會互相影響。一旦發(fā)生泄漏等情況，也容易發(fā)生保護(hù)誤動或拒動的情況。某電廠10 號機(jī)組的汽包水位保護(hù)和調(diào)節(jié)取樣就采用上述方式，在運(yùn)行過程中，曾發(fā)生過由于取樣管泄漏，導(dǎo)致測量到的汽包水位比實(shí)際值低，而水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好選擇該水位作為被調(diào)量，由于測量到的水位始終比實(shí)際值和設(shè)定值低，給水泵的轉(zhuǎn)速不斷加大，給水流量一直在增加，

由于保護(hù)有2 個信號在這根取樣管上，汽包水位保護(hù)沒有動作，最終導(dǎo)致鍋爐汽包滿水，主汽溫急劇下降，最后手動打閘停機(jī)。這個事故進(jìn)一步說明了保護(hù)和調(diào)節(jié)信號要獨(dú)立取樣的重要性。由于此問題主要是汽包上取樣孔數(shù)量不夠造成的，對于已投運(yùn)的機(jī)組，只有對取樣系統(tǒng)進(jìn)行改造才能從根本上解決。目前汽包水位測量技術(shù)和方式已有了改進(jìn)，新的電接點(diǎn)測量系統(tǒng)已基本上消除了壓力誤差，在不同的工況下，其測量的實(shí)際值和差壓式水位計很接近，可以作為保護(hù)信號。這樣就可以用新式電接點(diǎn)水位計的信號作為保護(hù)信號，差壓式水位計信號作為調(diào)節(jié)信號，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號和調(diào)節(jié)信號分開。另外，多測孔接管技術(shù)已取得經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)鍋爐汽包上水位測孔不夠時，熱工自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會推薦可用多測孔接管技術(shù)解決。對于爐膛壓力取樣造成誤動或拒動的原因主要是各壓力開關(guān)和爐膛壓力沒有進(jìn)行獨(dú)立取樣，而是幾個變送器或壓力開關(guān)公用一根取樣管，這樣在管路堵塞或滲漏時爐膛壓力就容易發(fā)生誤動或拒動。由于在爐膛上開孔比較容易，因此存在此類隱患的鍋爐可以在爐膛上增加取樣孔，保證各保護(hù)信號均為獨(dú)立取樣。

3 繼電器原因造成的誤動或拒動解決措施

目前，DCS 系統(tǒng)對外圍設(shè)備的啟、?？刂贫际峭ㄟ^繼電器來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)繼電器工作不正常時，就會發(fā)生保護(hù)誤動或拒動事故。對于已運(yùn)行多年的老機(jī)組來說，這種情況更容易發(fā)生。原因時繼電器工作時間長了以后，其接點(diǎn)由于氧化等原因，會出現(xiàn)雖然繼電器正確動作，由于接點(diǎn)的接觸電阻大，實(shí)際上該接點(diǎn)沒有接通，相應(yīng)的保護(hù)動作沒有發(fā)生，也就是系統(tǒng)發(fā)生了拒動。而對于固態(tài)繼電器，經(jīng)過長期工作后，由于元件的老化，其導(dǎo)通電壓會降得很低，以致于感應(yīng)電壓就可以使其導(dǎo)通，從而導(dǎo)致誤動事故得發(fā)生。要防止此類問題的發(fā)生，就要按DCS 運(yùn)行檢修規(guī)程的要求，在機(jī)組大、小修過程中，對重要保護(hù)的繼電器進(jìn)行檢驗(yàn)，詳細(xì)記錄繼電器的通、斷電壓，各接點(diǎn)的通、斷電阻，并且與前次的情況進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼電器的參數(shù)和原始參數(shù)有較大變化時，就要及時更換新的繼電器，防止保護(hù)誤動或拒動事故的發(fā)生。

4 DCS電源問題造成的誤動

DCS 系統(tǒng)的電源雖然都是冗余配置，電源一般不容易出現(xiàn)問題。但是當(dāng)電源模件使用時間較長時，由于電源模件老化，電源模件輸出的電壓不能維持模件正常運(yùn)行所需要的電壓，導(dǎo)致模件不能正常工作，從而引起機(jī)組保護(hù)誤動。有些系統(tǒng)，如ABB 的SYMFONY，其模件所需的電源經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后，先統(tǒng)一接到背板上的電源棒上，然后再接到模件上，連接處用螺母壓接。這樣，一旦電源輸出接頭松動，就會造成壓降過大，導(dǎo)致卡件的工作電壓達(dá)不到要

求，最終引起機(jī)組保護(hù)動作。某廠一臺300 MWe 機(jī)組用的就是上述系統(tǒng)，曾發(fā)生過因電源輸出接頭松動導(dǎo)致機(jī)組跳閘的事故，事故發(fā)生時，電源棒的溫度估計超過60℃，接頭螺母松動，擰緊螺母后故障消除，電源棒的溫度也恢復(fù)到正常值。為防止此類事故的發(fā)生，可以采取以下措施：（1） 在一個機(jī)柜上不要布置過多的模件。最好是根據(jù)卡件的說明書估算機(jī)柜電源總?cè)萘浚淙萘恳圆怀^單路供電電源的70% 為宜。（2） 定期測量各電源模件的輸出電壓，發(fā)現(xiàn)輸出電壓降低時及時更換電源模件（3） 定期測量電源接頭處的溫度，發(fā)現(xiàn)異常時及時對接頭進(jìn)行緊固。

參考文獻(xiàn)：

1.叢雷，李碩. 淺析電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的常見故障及防控措施[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014（08）