電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作原因與處理措施研究

王玉全（天津藍(lán)巢電力檢修有限公司，天津 300380）

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電廠熱控DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)作原因與處理措施研究

王玉全
（天津藍(lán)巢電力檢修有限公司，天津 300380）

摘 要：隨著電廠發(fā)電機(jī)組設(shè)備自動(dòng)化的提高，DCS系統(tǒng)也更加的可靠便捷，方便維護(hù)，因此在發(fā)電機(jī)組中越來越被廣泛應(yīng)用。本文對(duì)電廠熱控DCS系統(tǒng)的組成進(jìn)行簡述，并對(duì)其控制回路系統(tǒng)中的硬件、軟件、電源或接地系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，結(jié)合故障的原因采取相應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：電廠熱控DCS控制回路；誤動(dòng)作原因；處理措施

使用熱控保護(hù)裝置對(duì)于電廠的運(yùn)行具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)能夠采取保護(hù)措施，停運(yùn)機(jī)組工作，進(jìn)行系統(tǒng)檢修，防止因?yàn)闆]有技術(shù)檢修從而導(dǎo)致的設(shè)備遭受破壞的情況發(fā)生，同時(shí)也能對(duì)人身安全問題進(jìn)行避免。DCS系統(tǒng)在電廠熱控系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，不僅能夠提高工作人員的工作效率，降低工作強(qiáng)度，同時(shí)也能保證電廠機(jī)組發(fā)電的安全與穩(wěn)定。通過DCS系統(tǒng)對(duì)操作畫面能夠進(jìn)行顯示、制動(dòng)控制和運(yùn)算工作，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對(duì)于發(fā)生的故障也能進(jìn)行自動(dòng)告警。因?yàn)槠洳僮鞣绞届`活、功能完善、覆蓋范圍廣的主要特點(diǎn)，決定了其良好的使用性能。但是，在具體使用中，DCS系統(tǒng)依然存在著熱控保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況，在硬件設(shè)施、控制邏輯、外部環(huán)境、調(diào)試過程等方面依然存在著缺陷，從而導(dǎo)致了DCS控制保護(hù)回路誤動(dòng)，對(duì)于電廠的運(yùn)行安全也產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅，電廠的經(jīng)濟(jì)效益也因此降低。對(duì)DCS系統(tǒng)的誤動(dòng)原因進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的降低誤動(dòng)作率的方法，確?？刂七壿?、回路動(dòng)作正常，才能保證發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、電廠熱控DCS系統(tǒng)的組成（主要部分）

1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于機(jī)組運(yùn)行的參數(shù)也能夠準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。顯示的內(nèi)容可以為工作人員提供參考，如果數(shù)據(jù)存在著異?，F(xiàn)象，設(shè)備能夠自行報(bào)警，甚至能選擇性的將數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集功能能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行把握，也能保證設(shè)備的運(yùn)行能夠符合正確的操作方式。

2 模擬量控制系統(tǒng)

應(yīng)用模擬量控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ啺l(fā)電機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行控制。就鍋側(cè)方面，能夠?qū)C(jī)爐的汽溫和送風(fēng)、引風(fēng)工序進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)儲(chǔ)水箱的水位和蒸汽溫度進(jìn)行控制。就機(jī)側(cè)方面，可以對(duì)鍋爐給水的整個(gè)過程進(jìn)行控制，對(duì)除氧器的水位進(jìn)行調(diào)節(jié)。

DCS系統(tǒng)將電力的熱力系統(tǒng)進(jìn)行劃分，將其分為幾個(gè)子系統(tǒng)，并采用一定的程序?qū)ο到y(tǒng)的順序進(jìn)行控制，同時(shí)也能對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，在判斷之后，DCS系統(tǒng)會(huì)按照既定的操作程序、邏輯發(fā)出指令，并對(duì)機(jī)組的各個(gè)裝置進(jìn)行控制。順序控制必須對(duì)生產(chǎn)過程中存在的參數(shù)做好監(jiān)控工作，并進(jìn)行連鎖保護(hù)。然后根據(jù)電廠的實(shí)際情況和系統(tǒng)的實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)的邏輯進(jìn)行確定。

4 數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在汽輪運(yùn)行過程中，數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮著重大的作用，除了能夠?qū)ζ錉顟B(tài)、參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)外，還能夠?qū)ζ啓C(jī)的轉(zhuǎn)速、功率和汽壓進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，甚至對(duì)機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)及故障都能進(jìn)行控制。

5 鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)

它是DCS系統(tǒng)中最需要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控的部分。鍋爐爐膛在發(fā)電過程中的安全一定要有保障，對(duì)爐膛內(nèi)燃燒系統(tǒng)中的各種參數(shù)值和鍋爐的狀態(tài)要密切監(jiān)控，保證燃燒系統(tǒng)在符合規(guī)定的程序下運(yùn)行，以便事故發(fā)生后能迅速進(jìn)行處理。

二、DCS誤動(dòng)原因分析

1 硬件故障引起的誤動(dòng)

當(dāng)設(shè)備中的元器件損壞、模塊和電路存在著接觸不良現(xiàn)象、電源輸出存在問題、電路板跳線錯(cuò)誤等，就會(huì)觸發(fā)DCS硬件發(fā)生故障。當(dāng)DCS系統(tǒng)硬件發(fā)生故障后，就難以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，指示燈難以正常顯示，即使系統(tǒng)運(yùn)行符合規(guī)范，對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值也難以正常顯示。有些信號(hào)出現(xiàn)故障可能是因?yàn)闊峁ぴ霈F(xiàn)了問題，這就容易引起系統(tǒng)的主機(jī)和輔機(jī)難以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而產(chǎn)生拒動(dòng)現(xiàn)象。該現(xiàn)象發(fā)生的原因主要是元器件的質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)，或者是由于長久使用，元器件出現(xiàn)老化。另外，DCS邏輯沒有對(duì)關(guān)鍵性的回路進(jìn)行冗雜設(shè)計(jì)。通過單元件進(jìn)行工作，容易導(dǎo)致元件發(fā)生問題，最終引起保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象。

2 軟件故障引起的誤動(dòng)

從Q型聚類結(jié)果分析可知，49個(gè)土壤樣本可以大致分為5類，各個(gè)類別的綜合得分范圍及養(yǎng)分指標(biāo)的平均值見表5。

熱控軟件的控制邏輯一定要正確，邏輯不完善容易導(dǎo)致DCS系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)。在機(jī)組投產(chǎn)調(diào)試的過程中，或者在電廠進(jìn)行了大的改動(dòng)之后，發(fā)電機(jī)組的特性也會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯問題。DCS系統(tǒng)在技術(shù)改動(dòng)之前對(duì)參數(shù)和函數(shù)曲線進(jìn)行控制的邏輯可能無法滿足技術(shù)改動(dòng)之后設(shè)備的運(yùn)行。這就需要在技術(shù)改動(dòng)之后，對(duì)于軟件的邏輯也要進(jìn)行重新設(shè)定，對(duì)相關(guān)參數(shù)及函數(shù)曲線進(jìn)行更改，這樣才能保證軟件的邏輯符合技術(shù)改動(dòng)之后的設(shè)備，從而對(duì)系統(tǒng)誤動(dòng)進(jìn)行防止。

3 電源或接地系統(tǒng)故障引起的誤動(dòng)

電源或接地系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為電源缺失，電源缺失的主要原因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)的零線、火線、地線這三條線路存在著接觸不良或者連接錯(cuò)誤的問題。存在上述問題的系統(tǒng)，在長時(shí)間的使用之后會(huì)出現(xiàn)電源線路質(zhì)量下降的問題，從而導(dǎo)致線路的絕緣保護(hù)裝置被破壞或者線路的電阻太高等問題。當(dāng)電源的設(shè)計(jì)不夠完善，在地極電阻過大的情況下，地網(wǎng)與地極之間斷開也會(huì)存在誤動(dòng)情況。

4 外部環(huán)境引起的誤動(dòng)

如果在工作場(chǎng)地存在著大量的粉塵，或者由于長時(shí)間振動(dòng)、溫度濕度等環(huán)境存在異常，也容易導(dǎo)致問題的發(fā)生，具體包括線路接觸不良，螺絲松動(dòng)或者卡套接觸不良等。DCS系統(tǒng)得到的開關(guān)量和模擬量在受到外部環(huán)境因素的干擾下出現(xiàn)問題，例如位置開關(guān)不到位和傳感器故障等問題。在強(qiáng)電磁環(huán)境下，如果外部電磁輻射、電導(dǎo)耦合等對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾也容易對(duì)DCS進(jìn)行信號(hào)干擾。

三、降低誤動(dòng)作率的方法

1 應(yīng)用可靠的技術(shù)和元器件

為了提高系統(tǒng)控制回路的可靠性，在對(duì)熱控元件的選擇上，要保證的性能的安全可靠、應(yīng)用成熟。如果一些企業(yè)需要對(duì)成本進(jìn)行考慮，采用成本較低的元器件無可厚非，但是針對(duì)質(zhì)量要求高或者核心重要的元器件，必須要采用高質(zhì)量的設(shè)備，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，不僅降低了系統(tǒng)誤動(dòng)的機(jī)率，還能保證系統(tǒng)自診的能力。

2 優(yōu)化熱控系統(tǒng)的邏輯

當(dāng)外部干擾引起瞬間信號(hào)誤發(fā)，容易導(dǎo)致熱控系統(tǒng)保護(hù)回路的誤動(dòng)。大部分信號(hào)都是因?yàn)槲恢瞄_關(guān)接觸不良導(dǎo)致的機(jī)組跳閘，所以在對(duì)機(jī)組的邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要采用容錯(cuò)率較低的邏輯設(shè)計(jì)。有些系統(tǒng)的設(shè)備和元器件容易發(fā)生故障，可以在邏輯上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，提前做好容錯(cuò)措施邏輯設(shè)計(jì)工作。

3 增強(qiáng)電源及接地的可靠性

火電廠的熱控系統(tǒng)容易因?yàn)橥獠凯h(huán)境的干擾存在著問題，如果問題較小，會(huì)使測(cè)量和系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性難以保證，如果問題嚴(yán)重的話，就會(huì)因?yàn)樵O(shè)備故障或者亂發(fā)信號(hào)導(dǎo)致機(jī)組跳閘。保證熱控系統(tǒng)正常工作，就要對(duì)外界的干擾進(jìn)行抑制，提高信號(hào)采集的可靠性。因此可以采用接地方法來對(duì)DCS的性能可靠度進(jìn)行提高，并對(duì)外界的干擾進(jìn)行抑制。

4 提高設(shè)計(jì)、施工、檢修的水平

我國目前對(duì)于系統(tǒng)電源和主控模塊的冗雜設(shè)計(jì)進(jìn)行了普及，但是卻對(duì)保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的電源重視程度不夠。因此要在一些比較重要的保護(hù)執(zhí)行設(shè)備的電源進(jìn)行冗雜設(shè)計(jì)，將簡要的信息設(shè)置在卡件上，這樣才能保證取樣點(diǎn)能夠有準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào)，防止誤動(dòng)作的出現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)的模塊發(fā)生故障，要迅速對(duì)故障進(jìn)行診斷，對(duì)故障模塊進(jìn)行更換，企業(yè)也要派遣工作人員對(duì)系統(tǒng)定期做好檢修工作，針對(duì)工作人員的素質(zhì)要加強(qiáng)培訓(xùn)，通過講座競(jìng)賽等來提高我們操作人員的技術(shù)水平。

5 完善管理制度

一定要對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行備份，如果要對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改，可以事先對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存。只有在對(duì)軟件進(jìn)行修改的過程中做好記錄并對(duì)病毒進(jìn)行防范，才能防止誤操作導(dǎo)致的邏輯錯(cuò)誤或者誤動(dòng)作。如果軟件沒有經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的測(cè)試，不要進(jìn)行下載；如果系統(tǒng)發(fā)生故障，要及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行排查，并在維護(hù)設(shè)備的過程中做好隔離工作。

結(jié)語

隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，電廠對(duì)于發(fā)電設(shè)備的自動(dòng)化程度要求日益提高，而DCS系統(tǒng)具有足夠的優(yōu)勢(shì)，只要加強(qiáng)對(duì)DCS系統(tǒng)的檢修工作，保證熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，才能對(duì)保護(hù)回路問題進(jìn)行防止。

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