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【摘要】对热控保护误动及拒动原因进行分析和总结，提出了防止热控保护误动及拒动应采取的措施和技术对策，以提高发电机组保护的整体可靠性，保证机组安全稳定运行。
【关键词】热控保护；误动；拒动；原因；对策
0.引言
热控保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，其功能是当机组主辅设备运行过程中参数超出正常可控范围时，自动紧急联动相关的设备，及时采取相应的措施加以保护，从而软化机组或设备故障，避免出现重大设备损坏或其他严重的后果。但在设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动；在主辅设备发生故障时保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动。
随着发电机容量的增大和参数的提高，热控自动化程度越来越高，尤其是伴随着DCS分散控制系统在电力过程中的广泛应用和不断发展，DCS控制系统凭借其强大的功能和优越性，使机组的可靠性、安全性、经济型运行得到了很大的提高。但由于参与保护的热控参数也随着机组容量的增大而越来越多，发生机组或设备误动或拒动的几率也越来越大，热控保护误动和拒动的情况时有发生。因此，提高热控保护系统的可靠性，具有非常重要的意义。
1.热控保护误动、拒动原因分析
1.1DCS软件、硬件故障
随着DCS控制系统的发展，为了确保机组的安全、可靠，热控保护里加入了一些重要过程控制系统(如：DEH、CCS、BMS等)，两个控制器同时故障时停机保护，由此，因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。
1.2热控一次元件故障
热控一次元件作为热控保护的信号采集部分，其安全可靠运行对热控保护的可靠性至关重要，而因其故障(包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等)误发信号而造成的主辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热控元件故障引起热控保护误动、拒动甚至占到了一半。究其原因主要是元件老化和质量不可靠，该系统保护设计不合理，采用单点参与机组保护，从而增加了机组保护误动的风险。
1.3线缆接线断路、短路、虚接
电缆接线断路、短路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、热控一次元件接线端子处进水、端子接线处松动或空气潮湿腐蚀等引起。
1.4设备电源故障
随着热控系统自动化程度的提高，热控保护中加人了DCS系统，一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热控保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠。
1.5人为因素
因人为因素引起的保护误动大多是由于热控人员走错间隔、看错端子排接线、在解除保护时操作错误、万用表使用不当等误操作等引起。
案例：2008年1月20日，山东黄台火力发电厂热控人员在运行中处理5#机凝汽器水位偏差大的缺陷时，由于5#机组工程师站可以同时进入5#、6#系统画面并进行有效地操作，结果工程师站的操作人员在强制信号时，直接在6#DCS系统中解除6#机凝汽器水位的连锁保护，导致在现场解列5#机水位变送器时，水位高连锁保护连续动作，造成5#机凝泵频繁连续跳闸，严重影响了机组的安全运行。
该案例在人为因素下导致保护误动的发生，而由于人为因素导致保护误动大多为检修人员或运行人员在检修后忘记投入仪表电源开关、机组的单项保护投入开关，检修后仪表取压管道的二次门忘记开启等引起。
2.防止热控保护误动、拒动应采取的措施
由于热控设备覆盖着整个电力生产过程中的所有参数，电力生产过程中的各系统不仅相互联系，而且相互制约。因此，任何一个环节的故障都有可能通过热控保护系统发出跳机停炉信号，从而造成不必要的经济损失。因此要提高热控保护的可靠性，减少热控保护误动或拒动现象的发生，必须采取有效的措施。
2.1热控保护的投退必须严格按照热控监督的管理规定，确保在运机组保护的投入率为100％，在任何情况下不随意解除保护。
2.2严格履行保护投退手续，加强保护投退记录和强制信号的登记记录。
2.3加强缺陷的处理。在热控设备的缺陷处理过程中，通过强化消缺来不断提高机组安全运行的系数。
2.4针对重要设备的检修制定标准化作业程序，通过制定该程序来规范操作，提高人员的规范意识和安全行为。
2.5加强事故分析和培训，针对每一次热控保护动作组织进行彻底分析。对异常的分析要严格按照“四不放过”的原则。
3.防止热控保护误动、拒动的技术对策
3.1在热控系统中，尽可能地采用冗余设计
过程控制站的电源和CPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。对一些重要热控信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，同一参数的多个重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散由于某一卡件异常而发生危险，从而提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。总之，冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。
3.2尽量采用技术成熟、可靠的热控元件
随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体可靠性有着十分重要的作用。根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质好、运行业绩佳的就地热控设备，以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的安全性。
3.3对保护逻辑组态进行优化
在电厂中，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保护中增加加速度限制(坏质量判断)，具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以≥20℃ ／s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
3.4提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力。
3.5對设计、施工、调试、检修质量严格把关。
3.6严格控制电子间的环境条件。
3.7提高和改善热控就地设备的工作环境条件。
如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀；就地设备尽量远离热源、辐射、干扰；就地设备(如：变送器、过程开关等)尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
3.8严格执行定期维护制度，对重要设备主动开展定期工作。做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护试验。
4.结语
随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠(即不出故障)是绝对办不到的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。努力使热控保护的正确动作率达到100％，为热力设备的安全运行把好最后的一道关。同时提高热控保护的可靠性应首先在保证不发生误动的基础上，尽可能地减少误动情况的发生。对热控保护系统在技术上、管理制度上应采取相应的措施后，必将极大地提高热控保护的可靠性，从而提高机组的安全性和经济性。■
【关键词】热控保护；误动；拒动；原因；对策
0.引言
热控保护系统是火力发电机组不可缺少的重要组成部分，其功能是当机组主辅设备运行过程中参数超出正常可控范围时，自动紧急联动相关的设备，及时采取相应的措施加以保护，从而软化机组或设备故障，避免出现重大设备损坏或其他严重的后果。但在设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动；在主辅设备发生故障时保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动。
随着发电机容量的增大和参数的提高，热控自动化程度越来越高，尤其是伴随着DCS分散控制系统在电力过程中的广泛应用和不断发展，DCS控制系统凭借其强大的功能和优越性，使机组的可靠性、安全性、经济型运行得到了很大的提高。但由于参与保护的热控参数也随着机组容量的增大而越来越多，发生机组或设备误动或拒动的几率也越来越大，热控保护误动和拒动的情况时有发生。因此，提高热控保护系统的可靠性，具有非常重要的意义。
1.热控保护误动、拒动原因分析
1.1DCS软件、硬件故障
随着DCS控制系统的发展，为了确保机组的安全、可靠，热控保护里加入了一些重要过程控制系统(如：DEH、CCS、BMS等)，两个控制器同时故障时停机保护，由此，因DCS软、硬件故障而引起的保护误动也时有发生。
1.2热控一次元件故障
热控一次元件作为热控保护的信号采集部分，其安全可靠运行对热控保护的可靠性至关重要，而因其故障(包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等)误发信号而造成的主辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热控元件故障引起热控保护误动、拒动甚至占到了一半。究其原因主要是元件老化和质量不可靠，该系统保护设计不合理，采用单点参与机组保护，从而增加了机组保护误动的风险。
1.3线缆接线断路、短路、虚接
电缆接线断路、短路、虚接引起的保护误动主要原因是电缆老化绝缘破坏、热控一次元件接线端子处进水、端子接线处松动或空气潮湿腐蚀等引起。
1.4设备电源故障
随着热控系统自动化程度的提高，热控保护中加人了DCS系统，一些过程控制站电源故障停机保护。因热控设备电源故障引起的热控保护误动、拒动的次数也有上升的趋势。主要原因是热控设备电源接插件接触不良、电源系统设计不可靠。
1.5人为因素
因人为因素引起的保护误动大多是由于热控人员走错间隔、看错端子排接线、在解除保护时操作错误、万用表使用不当等误操作等引起。
案例：2008年1月20日，山东黄台火力发电厂热控人员在运行中处理5#机凝汽器水位偏差大的缺陷时，由于5#机组工程师站可以同时进入5#、6#系统画面并进行有效地操作，结果工程师站的操作人员在强制信号时，直接在6#DCS系统中解除6#机凝汽器水位的连锁保护，导致在现场解列5#机水位变送器时，水位高连锁保护连续动作，造成5#机凝泵频繁连续跳闸，严重影响了机组的安全运行。
该案例在人为因素下导致保护误动的发生，而由于人为因素导致保护误动大多为检修人员或运行人员在检修后忘记投入仪表电源开关、机组的单项保护投入开关，检修后仪表取压管道的二次门忘记开启等引起。
2.防止热控保护误动、拒动应采取的措施
由于热控设备覆盖着整个电力生产过程中的所有参数，电力生产过程中的各系统不仅相互联系，而且相互制约。因此，任何一个环节的故障都有可能通过热控保护系统发出跳机停炉信号，从而造成不必要的经济损失。因此要提高热控保护的可靠性，减少热控保护误动或拒动现象的发生，必须采取有效的措施。
2.1热控保护的投退必须严格按照热控监督的管理规定，确保在运机组保护的投入率为100％，在任何情况下不随意解除保护。
2.2严格履行保护投退手续，加强保护投退记录和强制信号的登记记录。
2.3加强缺陷的处理。在热控设备的缺陷处理过程中，通过强化消缺来不断提高机组安全运行的系数。
2.4针对重要设备的检修制定标准化作业程序，通过制定该程序来规范操作，提高人员的规范意识和安全行为。
2.5加强事故分析和培训，针对每一次热控保护动作组织进行彻底分析。对异常的分析要严格按照“四不放过”的原则。
3.防止热控保护误动、拒动的技术对策
3.1在热控系统中，尽可能地采用冗余设计
过程控制站的电源和CPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。对一些重要热控信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，同一参数的多个重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散由于某一卡件异常而发生危险，从而提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。总之，冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。
3.2尽量采用技术成熟、可靠的热控元件
随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体可靠性有着十分重要的作用。根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质好、运行业绩佳的就地热控设备，以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的安全性。
3.3对保护逻辑组态进行优化
在电厂中，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保护中增加加速度限制(坏质量判断)，具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以≥20℃ ／s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。
3.4提高DCS硬件质量和软件的自诊断能力。
3.5對设计、施工、调试、检修质量严格把关。
3.6严格控制电子间的环境条件。
3.7提高和改善热控就地设备的工作环境条件。
如：就地设备接线盒尽量密封防雨、防潮、防腐蚀；就地设备尽量远离热源、辐射、干扰；就地设备(如：变送器、过程开关等)尽量安装在仪表柜内，必要时对取样管和柜内采取防冻伴热等措施。
3.8严格执行定期维护制度，对重要设备主动开展定期工作。做好机组的大、小修设备检修管理，及时发现设备隐患，使设备处于良好的工作状态。停机时，对保护系统检修彻底检修、检查，并进行严格的保护试验。
4.结语
随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠(即不出故障)是绝对办不到的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。努力使热控保护的正确动作率达到100％，为热力设备的安全运行把好最后的一道关。同时提高热控保护的可靠性应首先在保证不发生误动的基础上，尽可能地减少误动情况的发生。对热控保护系统在技术上、管理制度上应采取相应的措施后，必将极大地提高热控保护的可靠性，从而提高机组的安全性和经济性。■