熱工DCS保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因及對(duì)策

摘 要：火電機(jī)組熱工保護(hù)日益完善，熱工保護(hù)已成為機(jī)組安全運(yùn)行和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的重要手段。筆者通過(guò)對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況及其主輔設(shè)備的特性分析，目前熱工保護(hù)仍然存在著誤動(dòng)和拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)了較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)機(jī)組熱工保護(hù)存在的問(wèn)題，可通過(guò)組態(tài)邏輯優(yōu)化、現(xiàn)場(chǎng)加裝熱工測(cè)點(diǎn)、重要保護(hù)特點(diǎn)增加硬接線輔助軟邏輯的方式提高熱工保護(hù)的可靠性。

關(guān)鍵詞：熱工保護(hù)；保護(hù)誤動(dòng)；保護(hù)拒動(dòng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.123

0 引言

當(dāng)機(jī)組在正常運(yùn)行中重要的主輔設(shè)備出現(xiàn)異?；騾?shù)超過(guò)正?？煽氐姆秶鷷r(shí)，熱工保護(hù)可緊急聯(lián)動(dòng)相關(guān)的設(shè)備，采取相應(yīng)的措施對(duì)主輔設(shè)備加以保護(hù)，將設(shè)備損失和機(jī)組故障降到最低，從而避免發(fā)生機(jī)組重要設(shè)備受損的嚴(yán)重后果。目前由于熱工保護(hù)系統(tǒng)的原因，依然存在著保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)的情況。保護(hù)誤動(dòng)指因系統(tǒng)自身原因或故障引起系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作，從而造成機(jī)組主輔設(shè)備故障停運(yùn)，保護(hù)拒動(dòng)是指機(jī)組主輔設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)因各種原因發(fā)生系統(tǒng)故障造成系統(tǒng)保護(hù)未動(dòng)作。

1 保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因

根據(jù)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況分析，目前出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)的原因大致可包括電纜接線的短路、斷路、虛接、接地，熱控元件故障， DCS軟、硬件故障，系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷等等。

由于熱工設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，存在著電纜老化、絕緣破壞、甚至接線端子盒滲水、端子處接線不緊固等等，這些情況是造成電纜信號(hào)線短路、斷路、虛接、接地，從而存在著引起保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。熱工元件長(zhǎng)期得不到維護(hù)，元件日漸老化或元件質(zhì)量原因，有些重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)存在著單點(diǎn)保護(hù)等等。對(duì)于熱控元件故障（溫度、壓力、液位、流量、電磁閥等）誤發(fā)信號(hào)而造成的主機(jī)、輔機(jī)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)。主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單獨(dú)一個(gè)元件無(wú)冗余設(shè)置的原因引起。重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)分別在同一模件上，若由于質(zhì)量問(wèn)題造成此模件損壞，則極可能發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)。重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)未分別在同一控制器內(nèi)，往往通過(guò)跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)完成熱工保護(hù)邏輯，存在著熱工保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

另外由于熱工維護(hù)人員的粗心大意，看錯(cuò)端子排接線、走錯(cuò)間隔、錯(cuò)強(qiáng)制或漏強(qiáng)制信號(hào)、誤操作等等都會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)，造成機(jī)組重要設(shè)備受損，甚至出現(xiàn)造成機(jī)組停運(yùn)。邏輯設(shè)計(jì)中存在的缺陷主要是對(duì)于主輔設(shè)備的相關(guān)保護(hù)測(cè)點(diǎn)使用單點(diǎn)保護(hù)和邏輯中未做相關(guān)防止誤動(dòng)或拒動(dòng)的邏輯引起的。

2 保護(hù)防誤動(dòng)和拒動(dòng)相關(guān)措施

原有的機(jī)組熱工保護(hù)設(shè)計(jì)都是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和調(diào)試，都相對(duì)成熟，在實(shí)際的應(yīng)用中對(duì)熱工保護(hù)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，使熱工保護(hù)盡可能的達(dá)到最優(yōu)效果。

在保護(hù)測(cè)點(diǎn)中最常見(jiàn)、故障率最高的為溫度測(cè)點(diǎn)，且溫度測(cè)點(diǎn)是機(jī)組重要的主輔設(shè)備保護(hù)點(diǎn)。特別是某些引入保護(hù)的溫度測(cè)點(diǎn)，因各種原因造成溫度點(diǎn)飛升飛降時(shí)，一旦達(dá)到保護(hù)的設(shè)定值就會(huì)觸發(fā)保護(hù)誤動(dòng)，嚴(yán)重威脅著機(jī)組安全運(yùn)行。

根據(jù)對(duì)設(shè)備長(zhǎng)期維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，筆者總結(jié)出行之有效的措施，避免溫度元件引起的保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)。將重要保護(hù)的接線端子改為帶自鎖功能的端子排或者干脆取消端子，元件引出線與信號(hào)電纜焊接。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度元件做好防范措施的基礎(chǔ)上，在軟邏輯中也應(yīng)對(duì)重要保護(hù)溫度測(cè)點(diǎn)加入防誤動(dòng)和拒動(dòng)的措施。如：對(duì)模擬量溫度信號(hào)進(jìn)行斜率限制，通過(guò)高限比較和品質(zhì)判斷輸出“相與”后，作為跳閘觸發(fā)條件，即當(dāng)溫度元件壞或測(cè)量回路斷開(kāi)或每秒變化率超過(guò)規(guī)定的數(shù)值時(shí)，斜率限制塊輸出的模擬量品質(zhì)變壞。這樣可有效避免溫度點(diǎn)變壞或突升突降異常帶來(lái)的保護(hù)誤動(dòng)。另外在溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)中重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)有三路測(cè)點(diǎn)，三路測(cè)點(diǎn)逐一判斷后，三取中后再參與熱工保護(hù)。對(duì)于強(qiáng)電磁干擾或者6KV設(shè)備附近的測(cè)點(diǎn)，即使信號(hào)電纜屏蔽單端接地良好，也有可能存在微弱波動(dòng)的情況，對(duì)于這種情況，在溫度信號(hào)DCS接入端子上并入濾波電容，進(jìn)行模擬信號(hào)抗干擾過(guò)濾，濾掉干擾信號(hào)、穩(wěn)定測(cè)量信號(hào)非常有效。

對(duì)于機(jī)組重要保護(hù)的給水流量低低保護(hù)，設(shè)計(jì)為三個(gè)流量測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)DCS系統(tǒng)不同的三個(gè)模件，通過(guò)定值判斷后三取二觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。但是在極端天氣下，伴熱帶失去伴熱功能時(shí)可能會(huì)引起給水流量測(cè)點(diǎn)高壓側(cè)泄漏或測(cè)點(diǎn)取樣管路凍結(jié)，使給水流量瞬間變?yōu)榱?，?dǎo)致機(jī)組MFT保護(hù)觸發(fā)，引起機(jī)組停機(jī)事故的發(fā)生， 為避免此種誤動(dòng)情況引起機(jī)組停運(yùn)事故的發(fā)生，將給水流量低低邏輯與上鍋爐螺旋管壁溫高，這樣就避免了因給水流量信號(hào)誤發(fā)造成是機(jī)組停機(jī)。

另外在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中某些重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)分別在不同的控制器下，通過(guò)跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)判斷。盡管軟邏輯在設(shè)計(jì)中可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，但由于不同DCS系統(tǒng)本身缺陷，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)傳輸存在著不穩(wěn)定的情況，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)做保護(hù)測(cè)點(diǎn)依然存在著保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。后期對(duì)參與跳爐保護(hù)跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)通過(guò)硬接線的方式引進(jìn)FSSS控制柜，這樣不僅通過(guò)軟邏輯進(jìn)行了跳爐保護(hù)，硬接線的方式也參與了跳爐保護(hù)，這樣確保了熱工保護(hù)發(fā)生時(shí)，軟邏輯失效后，硬接線可實(shí)現(xiàn)熱工保護(hù)動(dòng)作的發(fā)生。避免了因DCS系統(tǒng)跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)而引起的保護(hù)拒動(dòng)。

通過(guò)對(duì)保護(hù)測(cè)點(diǎn)采取的相應(yīng)措施，大大提高了機(jī)組熱工保護(hù)的可靠性，有效避免了熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的可能性。

3 提高熱工保護(hù)的可靠性

對(duì)于熱工保護(hù)可靠性的提高需要在機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行和日常維護(hù)中不斷發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的隱患，根據(jù)機(jī)組具體情況逐步消除隱患。為了確保設(shè)備的安全運(yùn)行，嚴(yán)格做好日常巡檢工作至關(guān)重要，在此基礎(chǔ)上，還需要抓住一切機(jī)組停運(yùn)機(jī)會(huì)，全面認(rèn)真檢查各端子板的驅(qū)動(dòng)電源保險(xiǎn)和端子板的外回路電源保險(xiǎn)等是否正常，端子板的固態(tài)繼電器是否緊固，所有預(yù)制電纜的插頭是否緊固等內(nèi)容，以最大程度地規(guī)避系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)不完善帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)都會(huì)給正常運(yùn)行中的機(jī)組帶來(lái)嚴(yán)重的事故，尤其是保護(hù)拒動(dòng)會(huì)使機(jī)組設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，不僅造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)因保護(hù)拒動(dòng)造成事故的擴(kuò)大化，甚至出現(xiàn)大面積主輔設(shè)備損壞的情況。所以在熱工保護(hù)的設(shè)計(jì)和使用中要盡快避免系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)，為機(jī)組安全運(yùn)行提供根本的保證，防保護(hù)誤動(dòng)和保護(hù)拒動(dòng)對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著電力行業(yè)科技的快速發(fā)展，系統(tǒng)的安全性和可靠性越來(lái)越受到關(guān)注，尤其是熱工保護(hù)的防誤動(dòng)和拒動(dòng)的措施。先進(jìn)的設(shè)備和控制理論都不可能做到絕對(duì)可靠，通過(guò)日常對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的的維護(hù)逐步提高熱工保護(hù)的可靠性，進(jìn)而提高機(jī)組的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王付生.熱工自動(dòng)與保護(hù)[M].中國(guó)電力出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介： 孫彥麗，助理工程師，研究方向：熱工自動(dòng)化。endprint