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摘要：发电机组电气热工保护可靠性问题不仅会对电力企业的运营带来一些损失，更会对电网稳定产生很大的负面影响，这些问题的出现反映了热工保护系统的可靠性还比较低，需要进一步完善。本文浅述了热工保护误动的相关问题以及完善发电机组热工保护系统稳定性的措施。
关键词：发电机组；电气热工保护系统；可靠性
热工保护系统，是为了应对当发电机组的主辅设备在运行过程中各种参数都超过了可以控制的范围时的状况，出现这种状况时，系统自动联动发电机组的相关设备，及时采取相应的措施对出现的问题进行解决，软化设备的故障，保护发电机组的设备不受损害或者避免出现更加严重的后果，随着发电机组的设备质量，技术水平以及人员综合能力素养的提高，当前发电机组的可靠性有了很大的提升，但从整个电网的发展情况来看，由于一些原因导致热工保护误动，仍然是当前电力行业中存在的一个大问题。
1 热工保护系统可靠性出现问题的原因
热工保护系统在运行过程中并不全是正常的，偶尔也会出现一些问题，比如热工保护误动，热工保护拒动等，这两种问题是热工保护系统比较常见的问题，出现这些问题的原因有很多，比如软，硬件故障，热控元件故障，电缆接线短路，断路，虚接等。
第一，DCS 系统软，硬件故障带来的问题，随着热工保护系统的发展，为了保证发电机组的安全和可靠性，一般在机组的热工保护过程中会加入一些过程控制站，以热工保护系统的 CPU 出现故障时均能停机保护，但是，由于热工保护系统的软，硬件故障也时常有发生，会引起热工保护的误动，信号处理卡，输出模块，设定值模块出现问题时也会引起软，硬件故障。
第二，热控元件的故障引起热工保护误动，一般热控元件发生故障，造成主辅机保护误动，拒动的情况比较多见，有的电力企业由于这种问题带来的热工保护误动甚至是占到了误动问题的一半比例，一般说来，元件故障大多是由于老化或者质量可靠性比较低造成的，从而对热工保护系统带来很大影响。
第三，热控设备故障引起的热工保护系统问题，随着热控系统的自动化程度在不断提高，发电机组的热工保护系统中逐渐加入了 DCS 系统，但是由于热控设备电源接插件接触不良，电源系统设计不可靠等原因造成的热控设备出现问题，从而导致热工保护系统问题，也是当前比较常见的。
最后，人为因素也有可能引起热工保护的误动和拒动，比如热工保护工作人员走错间隔，错强制或漏强制信号，使用万用表的过程和步骤不恰当，发电机组在安装，调试过程中有缺陷等，都会引起发电机组的热工保护误动或拒动。
2发电机组电气热工保护系统的可靠性策略
热工保护系统对发电机组的保护有十分重要的意义，为了不断完善热工保护系统的可靠性，促进发电机组的的正常运行，保证电力企业的快速发展，可以从以下几个方面出发完善热工保护系统的可靠性。
2.1开关量信号的选取
保护信号的选取是保护回路稳定，可靠动作的先决条件，因此对重要保护信号应采用“三选二”方式，如炉膛压力高高跳炉保护，炉膛压力低低跳炉保护，主蒸汽压力高高动作电磁释放阀的保护等，“三选二”原则有效避免了信号误发或线路短路导致设备误动。
2.2单点温度保护优化
对于以单点温度来实现超温保护的热工控制系统，应充分利用DCS的品质判断和速度变化两个功能块，防止因温度元件或回路故障误发保护信号，当电动机轴承温度品质好（用QC模块判断，表明测点工作正常），温度大于110 ℃（用Hi模块确认）且温度的变化速率不超过200℃/min时，才发温度高跳闸二级引风机A的保护信号，从而提高温度保护系统的可靠性，该设计已考虑测温元件及信号回路在运行中容易出现的故障，并通过预先设置的逻辑判断条件来识别错误的温度信号，以防止保护系统误动；同时要设置合适的温度变化速率限制值，才能防止保护误动或拒动。
2.3DPU扫描周期的合理设置
对于单状态设备（主要是380 V交流电压等级的电动机），一般运行状态为接通，即为“1”，停止状态为运行状态的“非”，若在“非”回路不增加延时模块，则有可能在“1
”状态翻转时系统检测不到设备状态，从而误发故障信号，导致备用设备启动或刚启动的设备停止运行，对于发电机组中比较重要的热工保护系统所用的硬件设备要进行记录，系统硬件设备的可靠性对热工保护系统的可靠性有很大影响，所以要保证热工保护系统的可靠性，最重要的是保证硬件设备的可靠性，尤其是出口卡件的可靠性保护，对硬件设备可靠性的保护的常规做法是在发电机组运行之前要对检测元件和卡件进行校验，校验结果合格之后再进行使用，但也有例外的情況，就算检测合格之后在运行过程中也会出现故障，热控设备对环境以及安装的要求都比较高，如果在安装过程中出现了问题或者环境不达标，都有可能出现运行故障，因此，在调试运行过程中要严格地做好记录，追踪热工保护系统的每个过程，一旦发现问题要及时处理，
2.4FSSS可靠性的提高
FSSS的动作输出采用软，硬件两套独立回路，一方 面，DCS通 过 数 字 量 输 出（digital output，DO）模块输出跳闸指令去停运相关设备；另一方面，输出两路跳闸指令至总燃料跳闸（master fueltrip，MFT）的继电器回路，通过继电器的触点信号直接停运相关设备，操作台设计有两个硬跳闸按钮，两跳 闸 按 钮 的 指 令 串 联，一 路 串 联 信 号 去DCS，另一路串联信号直接到MFT的继电器回路，这样，若DCS失电，手动触发的MFT指令仍可直接进入继电器回路，实现相关设备的跳闸停运，快速切断锅炉燃料；如果MFT的两组继电器同时失电（概率很小），手动MFT指令可以通过DCS软逻辑实现相关设备的跳闸停运，从而确保MFT的可靠性。
2.5脱硫跳主机保护
脱硫装置的运行状况会影响主机的安全运行，特别是湿法脱硫反应塔出口烟温的超温保护，一旦湿法脱硫反应塔出口烟温超限，很可能损坏烟囱内的防腐层，因此必须设置烟温超限跳主机的功能，并对反应塔出口温度信号进行“三选二”逻辑处理。
2.6采用冗余设计
当前，发电机组的热工保护系统中，比较普遍的是过程控制站的电源和 CPU冗余设计，为了提高热工保护的效率，对一些执行保护的设备，如跳闸电磁阀等设备的动作也应该要监控起来，对热工保护系统中的一些比较重要的热工信号也要进行冗余设置，并且要对来自同一个样本的测点信号进行记录和有效地判断，对重要的测点进行测量，应该要将卡件分布在不同的地方，以提高系统的可靠性，对重要的测量点进行取样要对多个点进行取样，并且各个点之间要保持相对的独立，也是保证可靠性的一个重要措施，当前的取样方式多是多点并列取样的，这种方法还有待改进，热工系统的冗余设计对于查找故障并且对故障进行软化和排除都十分方便。
结论
随着电力事业的快速发展，发电机组的自动化和现代化程度也逐渐提高，热工保护系统对于发电机组运行的保护而言十分重要，为了不断提升热工保护系统的可靠性和稳定性，针对当前存在的一些问题要及时进行处理，从而提高机组的安全性以及电力企业发展的稳定性。
参考文献：
[1]黎香明. 发电机组热控设备缺陷分析与消除[J]. 电子制作，2013，04：46.
[2]桑贤波，崔传涛，陈碧雯. 汽轮发电机组热耗率计算[J]. 应用科技，2013，01：72-75.
[3]刘光义. 汽轮发电机组热态振动故障原因及处理对策研究[J]. 科技与企业，2013，08：330-331.
[4]宋伦金. 提高燃煤发电机组热工保护可靠性的措施[J]. 广东电力，2013，06：93-95+99.
[5]谷雅秀，王生鹏，杨寿敏，朱宝田. 超超临界二次再热发电机组热经济性分析[J]. 热力发电，2013，09：7-9+15.
关键词：发电机组；电气热工保护系统；可靠性
热工保护系统，是为了应对当发电机组的主辅设备在运行过程中各种参数都超过了可以控制的范围时的状况，出现这种状况时，系统自动联动发电机组的相关设备，及时采取相应的措施对出现的问题进行解决，软化设备的故障，保护发电机组的设备不受损害或者避免出现更加严重的后果，随着发电机组的设备质量，技术水平以及人员综合能力素养的提高，当前发电机组的可靠性有了很大的提升，但从整个电网的发展情况来看，由于一些原因导致热工保护误动，仍然是当前电力行业中存在的一个大问题。
1 热工保护系统可靠性出现问题的原因
热工保护系统在运行过程中并不全是正常的，偶尔也会出现一些问题，比如热工保护误动，热工保护拒动等，这两种问题是热工保护系统比较常见的问题，出现这些问题的原因有很多，比如软，硬件故障，热控元件故障，电缆接线短路，断路，虚接等。
第一，DCS 系统软，硬件故障带来的问题，随着热工保护系统的发展，为了保证发电机组的安全和可靠性，一般在机组的热工保护过程中会加入一些过程控制站，以热工保护系统的 CPU 出现故障时均能停机保护，但是，由于热工保护系统的软，硬件故障也时常有发生，会引起热工保护的误动，信号处理卡，输出模块，设定值模块出现问题时也会引起软，硬件故障。
第二，热控元件的故障引起热工保护误动，一般热控元件发生故障，造成主辅机保护误动，拒动的情况比较多见，有的电力企业由于这种问题带来的热工保护误动甚至是占到了误动问题的一半比例，一般说来，元件故障大多是由于老化或者质量可靠性比较低造成的，从而对热工保护系统带来很大影响。
第三，热控设备故障引起的热工保护系统问题，随着热控系统的自动化程度在不断提高，发电机组的热工保护系统中逐渐加入了 DCS 系统，但是由于热控设备电源接插件接触不良，电源系统设计不可靠等原因造成的热控设备出现问题，从而导致热工保护系统问题，也是当前比较常见的。
最后，人为因素也有可能引起热工保护的误动和拒动，比如热工保护工作人员走错间隔，错强制或漏强制信号，使用万用表的过程和步骤不恰当，发电机组在安装，调试过程中有缺陷等，都会引起发电机组的热工保护误动或拒动。
2发电机组电气热工保护系统的可靠性策略
热工保护系统对发电机组的保护有十分重要的意义，为了不断完善热工保护系统的可靠性，促进发电机组的的正常运行，保证电力企业的快速发展，可以从以下几个方面出发完善热工保护系统的可靠性。
2.1开关量信号的选取
保护信号的选取是保护回路稳定，可靠动作的先决条件，因此对重要保护信号应采用“三选二”方式，如炉膛压力高高跳炉保护，炉膛压力低低跳炉保护，主蒸汽压力高高动作电磁释放阀的保护等，“三选二”原则有效避免了信号误发或线路短路导致设备误动。
2.2单点温度保护优化
对于以单点温度来实现超温保护的热工控制系统，应充分利用DCS的品质判断和速度变化两个功能块，防止因温度元件或回路故障误发保护信号，当电动机轴承温度品质好（用QC模块判断，表明测点工作正常），温度大于110 ℃（用Hi模块确认）且温度的变化速率不超过200℃/min时，才发温度高跳闸二级引风机A的保护信号，从而提高温度保护系统的可靠性，该设计已考虑测温元件及信号回路在运行中容易出现的故障，并通过预先设置的逻辑判断条件来识别错误的温度信号，以防止保护系统误动；同时要设置合适的温度变化速率限制值，才能防止保护误动或拒动。
2.3DPU扫描周期的合理设置
对于单状态设备（主要是380 V交流电压等级的电动机），一般运行状态为接通，即为“1”，停止状态为运行状态的“非”，若在“非”回路不增加延时模块，则有可能在“1
”状态翻转时系统检测不到设备状态，从而误发故障信号，导致备用设备启动或刚启动的设备停止运行，对于发电机组中比较重要的热工保护系统所用的硬件设备要进行记录，系统硬件设备的可靠性对热工保护系统的可靠性有很大影响，所以要保证热工保护系统的可靠性，最重要的是保证硬件设备的可靠性，尤其是出口卡件的可靠性保护，对硬件设备可靠性的保护的常规做法是在发电机组运行之前要对检测元件和卡件进行校验，校验结果合格之后再进行使用，但也有例外的情況，就算检测合格之后在运行过程中也会出现故障，热控设备对环境以及安装的要求都比较高，如果在安装过程中出现了问题或者环境不达标，都有可能出现运行故障，因此，在调试运行过程中要严格地做好记录，追踪热工保护系统的每个过程，一旦发现问题要及时处理，
2.4FSSS可靠性的提高
FSSS的动作输出采用软，硬件两套独立回路，一方 面，DCS通 过 数 字 量 输 出（digital output，DO）模块输出跳闸指令去停运相关设备；另一方面，输出两路跳闸指令至总燃料跳闸（master fueltrip，MFT）的继电器回路，通过继电器的触点信号直接停运相关设备，操作台设计有两个硬跳闸按钮，两跳 闸 按 钮 的 指 令 串 联，一 路 串 联 信 号 去DCS，另一路串联信号直接到MFT的继电器回路，这样，若DCS失电，手动触发的MFT指令仍可直接进入继电器回路，实现相关设备的跳闸停运，快速切断锅炉燃料；如果MFT的两组继电器同时失电（概率很小），手动MFT指令可以通过DCS软逻辑实现相关设备的跳闸停运，从而确保MFT的可靠性。
2.5脱硫跳主机保护
脱硫装置的运行状况会影响主机的安全运行，特别是湿法脱硫反应塔出口烟温的超温保护，一旦湿法脱硫反应塔出口烟温超限，很可能损坏烟囱内的防腐层，因此必须设置烟温超限跳主机的功能，并对反应塔出口温度信号进行“三选二”逻辑处理。
2.6采用冗余设计
当前，发电机组的热工保护系统中，比较普遍的是过程控制站的电源和 CPU冗余设计，为了提高热工保护的效率，对一些执行保护的设备，如跳闸电磁阀等设备的动作也应该要监控起来，对热工保护系统中的一些比较重要的热工信号也要进行冗余设置，并且要对来自同一个样本的测点信号进行记录和有效地判断，对重要的测点进行测量，应该要将卡件分布在不同的地方，以提高系统的可靠性，对重要的测量点进行取样要对多个点进行取样，并且各个点之间要保持相对的独立，也是保证可靠性的一个重要措施，当前的取样方式多是多点并列取样的，这种方法还有待改进，热工系统的冗余设计对于查找故障并且对故障进行软化和排除都十分方便。
结论
随着电力事业的快速发展，发电机组的自动化和现代化程度也逐渐提高，热工保护系统对于发电机组运行的保护而言十分重要，为了不断提升热工保护系统的可靠性和稳定性，针对当前存在的一些问题要及时进行处理，从而提高机组的安全性以及电力企业发展的稳定性。
参考文献：
[1]黎香明. 发电机组热控设备缺陷分析与消除[J]. 电子制作，2013，04：46.
[2]桑贤波，崔传涛，陈碧雯. 汽轮发电机组热耗率计算[J]. 应用科技，2013，01：72-75.
[3]刘光义. 汽轮发电机组热态振动故障原因及处理对策研究[J]. 科技与企业，2013，08：330-331.
[4]宋伦金. 提高燃煤发电机组热工保护可靠性的措施[J]. 广东电力，2013，06：93-95+99.
[5]谷雅秀，王生鹏，杨寿敏，朱宝田. 超超临界二次再热发电机组热经济性分析[J]. 热力发电，2013，09：7-9+15.