電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)原因分析

楊春蕾

（華電章丘發(fā)電有限公司，山東濟(jì)南 250200）

0 引言

熱控保護(hù)系統(tǒng)是電廠核心組成部分，可以大大提高電廠機(jī)組主、輔設(shè)備的安全性。在電廠的正常運(yùn)行過(guò)程中，不可避免會(huì)發(fā)生一些故障和技術(shù)問(wèn)題，如果這些故障影響不大，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)備維修來(lái)解決；如果故障影響較大，熱控保護(hù)系統(tǒng)可以及時(shí)執(zhí)行一定的保護(hù)命令，使整個(gè)電廠停止正常運(yùn)行，避免重大設(shè)備故障的危險(xiǎn)。

近年來(lái)，在穩(wěn)步發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，我國(guó)電力工程產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。為了提高電廠熱控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，有必要確保電廠熱控制系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生故障和拒動(dòng)。

1 熱控保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)概念

電廠主要電力設(shè)備、供電設(shè)施一旦發(fā)生故障可能直接造成嚴(yán)重后果的重大供電故障時(shí)，可以立即采取供電相關(guān)熱控制等保護(hù)措施可以消除重大故障或減少故障嚴(yán)重后果，等待供電系統(tǒng)正常停機(jī)后再行處理，避免重大供電系統(tǒng)及其他人身安全事故的再次發(fā)生。但是，當(dāng)發(fā)電廠的相關(guān)核心發(fā)電設(shè)備仍然處于正常運(yùn)行工作模式時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)系統(tǒng)因自身原因不能啟動(dòng)相關(guān)發(fā)電保護(hù)的動(dòng)作，導(dǎo)致發(fā)電相關(guān)核心設(shè)備自動(dòng)停止正常運(yùn)行，稱為熱能源保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)。

在兩個(gè)主設(shè)備和其他輔助設(shè)備之間出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，熱控保護(hù)系統(tǒng)通常會(huì)執(zhí)行熱控保護(hù)措施，以有效保護(hù)主、輔助設(shè)備的安全和工作穩(wěn)定性。特殊情況下，熱控保護(hù)系統(tǒng)由于自身控制電路或其他部件出現(xiàn)問(wèn)題，下達(dá)停止命令和繼續(xù)執(zhí)行命令都有可能直接造成不必要的資源浪費(fèi)，甚至可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種情況被稱為發(fā)電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)的安全保護(hù)和防誤動(dòng)。這種保護(hù)設(shè)備動(dòng)作的錯(cuò)誤實(shí)施不僅會(huì)對(duì)其造成巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的零部件。

由于尚未發(fā)展到不容易發(fā)生電機(jī)故障的水平，熱控控制系統(tǒng)的誤動(dòng)和電機(jī)拒動(dòng)現(xiàn)象對(duì)電力設(shè)備的連續(xù)性和運(yùn)行性能有較大影響，進(jìn)而影響電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)原因分析

DCS 熱控保護(hù)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用是熱控自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展達(dá)到一定程度的必然產(chǎn)物。熱控保護(hù)系統(tǒng)的創(chuàng)建和應(yīng)用，為電廠管理帶來(lái)穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)環(huán)境、安全的運(yùn)營(yíng)方式和高效經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)過(guò)程。

2.1 DCS 硬件和軟件原因

目前，隨著DCS 控制系統(tǒng)各種組件等硬件的種類和數(shù)量的增加，軟件系統(tǒng)也變得更加復(fù)雜，為了確保設(shè)備的運(yùn)行和安全，在熱控保護(hù)中運(yùn)營(yíng)了子流程控制站。如果兩個(gè)CPU 都出現(xiàn)問(wèn)題，則采取停機(jī)保護(hù)措施。但是這增加了硬件和軟件出現(xiàn)故障的概率，主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)通信、信號(hào)處理卡、設(shè)置模塊和輸出模塊等。

2.2 電纜布線原因

電纜布線的保護(hù)故障的主要原因是電纜布線短路、開路、虛擬連接等，如電纜布線連接時(shí)規(guī)格不足或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，終端流入、老化、腐蝕等。這需要對(duì)電纜損失程度進(jìn)行日常檢查和處理。

2.3 合理應(yīng)用熱控制設(shè)備

國(guó)內(nèi)熱控制自動(dòng)化和智能水平逐漸提高。在此背景下，對(duì)熱控制自動(dòng)化設(shè)備組件的穩(wěn)定性也提出了越來(lái)越高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。為了有效保護(hù)熱控制之間的穩(wěn)定性和操作安全性，有必要注意到期的應(yīng)用。例如，可以合理地應(yīng)用熱控制裝置，有效提高分布式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，有效避免問(wèn)題的發(fā)生。

2.4 熱控組件原因

熱控保護(hù)元件因?yàn)楣收显驅(qū)е抡`動(dòng)熱電可控?zé)犭姳Ｗo(hù)元件誤動(dòng)或者被拒動(dòng)的，主要原因是電控保護(hù)元件的例如電磁閥、溫度、水位、壓力、流量、閥門等故障導(dǎo)致虛假信號(hào)。這個(gè)問(wèn)題主要是因?yàn)橐?guī)范使用和老化，沒有保證設(shè)備設(shè)置安全而引起的。

2.5 熱控設(shè)備電源原因

隨著目前我國(guó)電廠熱源監(jiān)控移動(dòng)保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化應(yīng)用程度不斷提高，采用了DCS 移動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)，確保電廠熱控保護(hù)設(shè)備的移動(dòng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)自動(dòng)停機(jī)進(jìn)行保護(hù)。但是，這也很有可能也會(huì)導(dǎo)致熱電流控制器設(shè)備中的電源發(fā)生故障，從而引起保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)和電源拒動(dòng)供電問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)這種情況的概率越來(lái)越高，主要是由于熱處理控制器設(shè)備的內(nèi)部電源插頭接觸不良、電源插頭系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)不可靠等多種原因引起的。一些熱控保護(hù)系統(tǒng)也開始注重分布式控制保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，所以在熱控設(shè)備電源引發(fā)故障問(wèn)題的情況下也易出現(xiàn)停機(jī)保護(hù)問(wèn)題。

2.6 設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試及其他人為原因

設(shè)計(jì)本身有缺陷，或者設(shè)備安裝和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)操作規(guī)范不足，可能會(huì)出現(xiàn)熱控拒動(dòng)保護(hù)和故障等問(wèn)題。此外，如果熱控錯(cuò)誤地查看終端的安裝或不規(guī)范使用多用表、間隔、信號(hào)錯(cuò)誤或遺漏，則可能會(huì)出現(xiàn)熱控保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)問(wèn)題。另外，熱控人員維修后沒有恢復(fù)儀表電源開關(guān)或沒有打開二次門等疏忽問(wèn)題，也是另一個(gè)重要原因。

3 對(duì)電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的有效對(duì)策

3.1 使用冗余設(shè)計(jì)

對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)的跳閘電磁閥等執(zhí)行裝置的動(dòng)作電源應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，并進(jìn)行電源和CPU 等冗余設(shè)計(jì)。另外，對(duì)于熱控制測(cè)量信號(hào)也需要同時(shí)進(jìn)行一次冗余測(cè)量設(shè)置，在進(jìn)行監(jiān)視和分析判斷同一測(cè)量樣品的冗余測(cè)量點(diǎn)控制信號(hào)時(shí)，嘗試將同一測(cè)量參數(shù)的多個(gè)重要樣品測(cè)量點(diǎn)的冗余測(cè)量信號(hào)通道分別放置在不同的測(cè)量卡上，防止其中一個(gè)卡出現(xiàn)問(wèn)題而影響操作的可靠性。還可以用多點(diǎn)和獨(dú)立的采樣方法對(duì)相同的重要溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同采樣，改善原來(lái)的采樣、多點(diǎn)并行形式。

3.2 確保熱控元件的質(zhì)量

為了防止熱控元件本身的質(zhì)量或技術(shù)落后引起的熱控保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)的熱控元件的質(zhì)量和操作可靠性的要求也在提高?？梢赃x擇技術(shù)成熟度高、穩(wěn)定、質(zhì)量高的熱控組件，但同時(shí)會(huì)增加對(duì)熱控組件的投資，因此需要對(duì)熱控設(shè)備供應(yīng)商的行業(yè)口碑及相關(guān)資質(zhì)進(jìn)行檢查和確認(rèn)，在質(zhì)量保證的基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的產(chǎn)品，確保電廠整體投資的合理性。

3.3 重視改善熱控設(shè)備的工作環(huán)境

實(shí)際日常工作管理經(jīng)驗(yàn)分析表明，熱控設(shè)備的日常工作管理環(huán)境當(dāng)中需要重點(diǎn)關(guān)注改善的是熱控控制設(shè)備的日常工作管理環(huán)境，以便有效提高熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。現(xiàn)場(chǎng)接線設(shè)備間的接線盒接口可以用橡膠密封、防潮和防腐等方法處理，現(xiàn)場(chǎng)散熱設(shè)備還需要與備用熱源之間保持合理的散熱距離，如果設(shè)備引起干擾，可以放置貨架或通過(guò)對(duì)樣品管道的防凍措施處理?？傊ㄟ^(guò)不斷改善工業(yè)熱控系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行環(huán)境，可以大大提高工業(yè)熱控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，有效防止系統(tǒng)誤動(dòng)和拒動(dòng)問(wèn)題。

3.4 定期維護(hù)和技術(shù)培訓(xùn)

關(guān)于設(shè)備維護(hù)制造商在生產(chǎn)中的問(wèn)題和設(shè)備的運(yùn)行可靠性，上面已做了比較詳細(xì)分析，熱控監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生誤操作和用戶拒動(dòng)的兩個(gè)關(guān)鍵因素之一是我國(guó)熱控的設(shè)備維護(hù)管理水平和熱控業(yè)務(wù)管理技術(shù)。電廠熱控設(shè)備的定期檢查、設(shè)備檢修維護(hù)管理有助于保證電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，日常用電維護(hù)和設(shè)備定期檢查等也是必要的設(shè)備維護(hù)管理手段。日常設(shè)備維護(hù)管理包括事業(yè)單位動(dòng)力設(shè)備的清潔和保養(yǎng)維護(hù)、動(dòng)力設(shè)備的潤(rùn)滑油和工件潤(rùn)滑、除銹、油漆等日常設(shè)備維護(hù)管理工作。定期檢查和定時(shí)檢查服務(wù)包括定期檢查工作、找到適當(dāng)?shù)墓ぷ鲿r(shí)機(jī)、單位或在停機(jī)時(shí)定期檢查移動(dòng)設(shè)備、解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題、更換故障設(shè)備等單位設(shè)備的詳細(xì)檢查。下次啟動(dòng)運(yùn)行前，必須進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)機(jī)和熱控保護(hù)實(shí)驗(yàn)。

定期組織開展熱控人員的安全工作知識(shí)學(xué)習(xí)和專業(yè)技術(shù)技能教育，也是不斷提高電廠熱控單位安全生產(chǎn)運(yùn)行的重要手段。盡管目前電廠電力設(shè)備的全自動(dòng)化先進(jìn)程度高，但仍然普遍存在許多不穩(wěn)定性的因素和一些固有技術(shù)缺陷。這時(shí)，熱控人員就需要對(duì)此設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，檢查設(shè)備是否運(yùn)行異常，掌握深入的設(shè)備理論知識(shí)和完善的設(shè)備工作管理技能，才能最大限度地減少因熱控設(shè)備保護(hù)的誤動(dòng)和熱控拒動(dòng)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)論

由于電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)具有保障全所系統(tǒng)及整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的重要作用，分析了目前熱控保護(hù)技術(shù)概念，針對(duì)可能引起熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)的各種故障類型及原因，提出了相應(yīng)的故障及問(wèn)題的有效預(yù)防措施和對(duì)策。隨著我國(guó)電廠各種熱控技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，電廠熱控設(shè)備的自動(dòng)和人工智能不斷得到改善，熱控系統(tǒng)的安全和設(shè)備可靠性也日益重要，但絕對(duì)可靠安全是不大有可能的。電站熱控保護(hù)系統(tǒng)的故障和拒動(dòng)原因更多，包括系統(tǒng)硬件和軟件故障原因、電纜布線故障短路或打開原因、熱控因素故障原因、設(shè)備電源故障原因等。因此，應(yīng)明確引起誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因，進(jìn)一步優(yōu)化重復(fù)設(shè)計(jì)，改善熱控系統(tǒng)設(shè)備的工作環(huán)境，加強(qiáng)熱控系統(tǒng)設(shè)備的定期維護(hù)等。做好這些工作，可以有效保障電站熱控保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，預(yù)防系統(tǒng)誤動(dòng)和拒動(dòng)問(wèn)題。熱控系統(tǒng)的故障也不是不能及時(shí)預(yù)防，關(guān)鍵是提前檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的熱控故障，然后采取預(yù)防和解決措施，防止熱控故障擴(kuò)大。