火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析與預(yù)防措施研究

摘 要：電力供應(yīng)是社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，火力發(fā)電是我國(guó)發(fā)電的主力之一。本文提出了熱控保護(hù)系統(tǒng)的故障樹(shù)，并針對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；熱控保護(hù)；故障樹(shù)；防護(hù)措施

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力安全穩(wěn)定的供應(yīng)變得越來(lái)越重要。隨著智能化與自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展，熱控保護(hù)系統(tǒng)也逐漸變得智能化與全自動(dòng)化，但是熱控保護(hù)系統(tǒng)也變得更加的復(fù)雜，故障概率也隨之升高，因此對(duì)火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析與預(yù)防措施也變得越來(lái)越有意義[ 1-2 ]。目前對(duì)火電廠熱控保護(hù)工作的研究也有許多，但是對(duì)火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析缺乏全面性與結(jié)構(gòu)性。文獻(xiàn)[3]針對(duì)火力發(fā)電的熱控保護(hù)工作中存在的問(wèn)題以及一些解決方法進(jìn)行了探討。文獻(xiàn)[4]針對(duì)火力發(fā)電的熱控保護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的拒動(dòng)與誤動(dòng)兩個(gè)故障原因進(jìn)行了詳細(xì)分析。針對(duì)目前對(duì)火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析缺乏全面性與結(jié)構(gòu)性等問(wèn)題，本文提出一種基于故障樹(shù)的火電廠熱控保護(hù)故障分析方法，并根據(jù)故障情況提出了有效的解決措施。

1 基于故障樹(shù)的火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析

火電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)常見(jiàn)的故障一般分為五大類：控制主機(jī)硬件故障；軟件故障；線路故障；外圍元件故障；電源故障。熱控保護(hù)系統(tǒng)故障樹(shù)如圖1所示。

從故障樹(shù)可以看出熱控保護(hù)系統(tǒng)的各個(gè)故障類型，以下對(duì)各故障盡心詳細(xì)的說(shuō)明：

1.1 控制主機(jī)故障

熱控保護(hù)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要采用分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS），DCS硬件主要包括網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、信號(hào)處理模塊以及輸出模塊。各個(gè)模塊相互共同作用組成了DCS硬件單元。DCS硬件故障也可以按模塊進(jìn)行一一劃分。

1.2 軟件故障

軟件故障主要指DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序軟件或者操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障，當(dāng)應(yīng)用程序或者操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，將直接影響著熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 線路故障

DSC控制系統(tǒng)主要是用電纜線路，電纜故障最長(zhǎng)出現(xiàn)的是電纜接線處出現(xiàn)短路故障，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流，過(guò)電流可能會(huì)對(duì)設(shè)備或者工作人員造成傷害。電纜接線處有可能會(huì)出現(xiàn)老化，機(jī)械應(yīng)力損壞等導(dǎo)致接線處出現(xiàn)短路或者虛接、虛焊等現(xiàn)場(chǎng)，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生均會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.4 外圍元件故障

熱控保護(hù)系統(tǒng)的除了系統(tǒng)主機(jī)外還包括了儀器儀表、檢測(cè)溫度、壓力、流量的傳感器、以及動(dòng)作開(kāi)關(guān)。這些外圍元件故障時(shí)將會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤操作，最終導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)的破壞。因此外圍元件的故障保護(hù)也是非常重要的。

1.5 電源故障

目前分布式控制系統(tǒng)的電源主要分為兩大類：一類是總電源，一般指主機(jī)供電電源，交流供電為主，但主機(jī)供電電源發(fā)生故障時(shí)，主機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。二類是開(kāi)關(guān)電源模塊，主要是對(duì)傳感器、信號(hào)處理單元以及一些電子式動(dòng)作開(kāi)關(guān)等供電的電源，這類電源發(fā)生故障時(shí)，其余的外圍元件也將發(fā)生故障。

2 火電熱控保護(hù)故障有效預(yù)防措施分析

本文分析了熱控保護(hù)系統(tǒng)的故障之后，針對(duì)上述故障分析研究，提出一些故障預(yù)防措施，具體措施如下：

2.1 熱控保護(hù)系統(tǒng)模塊化以及增加備用模塊

熱控保護(hù)系統(tǒng)一般是分布分層式系統(tǒng)，系統(tǒng)元件比較多，系統(tǒng)過(guò)于的復(fù)雜，無(wú)層次性，各模塊之間可能會(huì)產(chǎn)生影響，若其中一部分損壞，可能導(dǎo)致整體不能用，若系統(tǒng)采用模塊化，結(jié)構(gòu)將會(huì)更加簡(jiǎn)單，各模塊之間各自獨(dú)立運(yùn)行，相互協(xié)調(diào)，可以使得系統(tǒng)運(yùn)行相互干擾性減小。

2.2 定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與檢修

由于熱控系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的智能化控制系統(tǒng)，因此在長(zhǎng)期的運(yùn)行工程中，軟件系統(tǒng)給的垃圾變多、傳感器以及開(kāi)關(guān)元件的靈敏度將會(huì)下降，因此要進(jìn)行定期的進(jìn)行檢修或者調(diào)試，可以保證軟件系統(tǒng)運(yùn)行的更加穩(wěn)定，保證動(dòng)作元件的有效性，這樣可以有效地防止誤動(dòng)與拒動(dòng)的發(fā)生。

2.3 在保護(hù)邏輯上采用優(yōu)化的邏輯組態(tài)

采用優(yōu)化的邏輯組態(tài)可以有效的增強(qiáng)熱控保護(hù)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，可以有效預(yù)防熱控系統(tǒng)發(fā)生拒動(dòng)與誤動(dòng)的故障。

2.4 采用雙電源供電

采用雙電源供電可以有效的防止當(dāng)系統(tǒng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，某元件的停止工作給整個(gè)系統(tǒng)造成直接的影響，雙電源供電也可以防止系統(tǒng)停運(yùn)或者系統(tǒng)崩潰等故障。

2.5 增強(qiáng)元件的機(jī)械性能

熱動(dòng)保護(hù)控制系統(tǒng)中由于長(zhǎng)期的運(yùn)行，自然環(huán)境或者外圍應(yīng)力的作用常常會(huì)使得線路被扯斷、元件斷裂等現(xiàn)象，為了防止這些現(xiàn)象，在挑選元件以及線路時(shí)，應(yīng)盡量挑選機(jī)械強(qiáng)度比較強(qiáng)的線路或元件。

3 結(jié)論

由前面的研究分析可知，熱控保護(hù)系統(tǒng)在火力發(fā)電運(yùn)營(yíng)中起了非常重要的作用，本文給出了具有結(jié)構(gòu)性、層次性較強(qiáng)的熱控保護(hù)系統(tǒng)故障分析，采用故障樹(shù)形式分析熱控保護(hù)系統(tǒng)故障可以較全面的對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析。針對(duì)故障情況，提出了有效的幾項(xiàng)故障防御措施，進(jìn)而保障熱控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張欽.火力發(fā)電廠常見(jiàn)熱控保護(hù)技術(shù)分析[J].科技展望，2017，（02）：118.

[2] 張瑞春，呂波，楊靜.淺談火力發(fā)電廠的常見(jiàn)熱控保護(hù)技術(shù)[J].科技風(fēng)，2012，（01）：174.

[3] 呂映斌.火力發(fā)電廠的常見(jiàn)熱控保護(hù)技術(shù)[J].科技傳播，2016，（01）：95-96.

作者簡(jiǎn)介：孟永毅（1981-），男，工程師，從事電廠熱工自動(dòng)化儀表、程控保護(hù)檢修、維護(hù)，熱控專業(yè)技術(shù)監(jiān)督及管理。