论文部分内容阅读
摘要：热工保护是机组在启动和运行中发生设备安全危险时能够起到保护作用，自动采取的保护或联联，从而避免事故的发生和扩大，保证机组安全运行。本文就火力发电厂热工保护时常会发生的误动、拒动情况进行了原因分析，并针对性的提出了解决对策，对提高热工保护的可靠性，维持机组的安全运行提供参考。
关键词：火力发电；热工保护；误动；拒动
热工保护是火力发电厂十分关键的组成部分，能够有效提高机组主要设备以及辅助设备的可靠性，避免事故的发生和扩大。随着热工自动化水平的不断提高，热工保护系统趋于成熟，但是在实际运用中，热工保护的误动和拒动具有多发性。如今，有效控制热工保护的失灵、误动和拒动已经成为火力发电厂需要解决的焦点问题。本文就从造成热工误动、拒动的多方面原因入手进行了分析。
一、热工保护误动、拒动产生的原因
（一） 热工保护系统自身设计的原因
1、保险丝容量过小
DCS热工系统是火力发电厂在整个生产中普遍使用的热工保护，该系统通过本身的查询电压对设备的启动和停止进行检测，大多数该系统为实现自身保护，在每个端子板上均设置了保险丝，当遇到强电或者短路情况时，保险丝就会熔断，进而防止系统遭到损坏。保险丝的容量普遍较小，很容易发生熔断，由于保险丝
熔断时导致信号逻辑为“0”，设备即使正常运行，DCS热工保护也会发生误动或者拒动。
2、保护信号的逻辑“非”运算
DCS热工保护系统在保护信号的逻辑运算设计上，采用的是逻辑“非”运算，这种运算方法下就会存在当系统一旦无法检测到设备的运行信号时，就会认为该设备已经停止运行，从而发出保护信号。如保险丝熔断时，系统无法检测运行信号，尽管设备处于运行状态，系统也会发出相应的保护信号，导致保护误动。如在锅炉 MFT 保护时，引风机、送风机和一次风机进行全停保护。
3、热控元件故障
热控元件故障主要包括如压力故障、温度故障、液压故障、液位故障、流量故障以及阀门位置元件和电磁阀故障等，由于信号的误发，导致主机或者辅机的保护误动、拒动。这在热工保护的误动、拒动情况中占有较大的比例，有的电厂因热控元件故障造成的保护误动、拒动甚至达到了50%。热控元件故障的原因主要是因为元件老化、质量较差，单元件的工作，缺少冗余设置与识别。
（二）电源、线路、设备原因
1、电源故障
热工保护中为DCS系统加入了一些电源故障停机保护。由热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动占有较大的比例，造成电源故障主要是因为电源接插件接触不良或者是电源设计不可靠所造成的，如电厂热工保护由于电磁阀失去电源进而造成误动或拒动。除此之外，尽管系统的电源都是冗余配置，一般情况下不会发生问题，但是长时间的使用，电源模件会发生老化，进而导致输出电压无法保证模件的需要，模件无法正常工作，从而使热工保护发生误动或者拒动。
2、线路故障
火力发电厂具有一定的特殊性，当电缆线长时间处于高温、粉尘和潮湿的环境下运行时，电缆线极易发生老化，导致绝缘性降低，接线柱进水、潮湿腐蚀等，进而出现短路情况使热工保护发生误动或拒动。
3、继电器原因
DCS系统主要是使用继电装置对外围设备进行启动和停止控制的，当继电工作不正常时，就会引起热工保护的误动或拒动，这在已运行多年的机组中更容易发生。继电装置长期工作下接点受到氧化影响，会造成接点接触电阻增大，即是继电装置正常运行，而该接点实际并未接通，导致保护动作并不发生，即系统发生拒动。另外继电保护装置发生接地故障（图1 ）也会造成系统拒动。长期工作的固态继电装置，通电压会因为元件的老化降得很低，而导致感应电压使其导通，使系统发生误动。
图1继电保护装置光耦隔离强开入外部节点接地故障
（三）工作环境原因
DCS热工保护系统的运行环境有严格的要求，需要将温度、湿度控制在一定范围内。一般情况下温度都比较容易控制，但是火电厂的特殊环境，湿度要求就比较难达到，这在南方的电厂中尤为突出，由于南方气候比较潮湿，如沿海地区的发电厂就需要采取更多的措施来对湿度进行控制。在潮湿季节，电厂的湿度甚至高达90% 以上，尽管安装了除湿设备，但效果不佳。在潮湿混镜下，端子板等就地设备容易结露，DCS的运行将受到严重影响得到影响，如导致端子板上保护信号的自动接通，使机组主保护发生误动。
（四）人为原因
人为原因造成的热工保护误动或拒动也时常发生。人为因素包括如热工人员看错端子排接线、走错间隔、漏强制信号或错强制信号、不正确使用万用表等等。同时，热工人员对主要设备或者辅机的紧急事故按钮造成误碰，致使设备停运甚至发生各种联锁保护进而导致跳机。此外，系统安装、调试存在的缺陷也会引起误动或拒动的发生。
二、减少热工保护误动、拒动的几点措施
（一）优化保护逻辑
针对保护信号的逻辑“非”运算造成的热工保护误动和拒动，需要对DCS系统的逻辑组态进行优化，进而提高热工保护系统的可靠性，减少误动或者拒动情况的发生。
（二）使用可靠的热控元件
越来越高的自动化程度对热控元件提出了更高的要求。为了提高DCS系统的安全可靠性，避免系统误动或拒动的发生，热控元件需要更高的稳定性和可靠性，以及采用成熟的技术。如今，电厂为了满足热控的自动化需求，对热控设备的投资也在快速的增加，若为了节约成本选择质量不可靠或者不适合的热控元件，就可能会因小失大，增加系统的误动和拒动，因此，电厂需要在合理投资的情况下，选择品质优良的热控设备，进而保证DCS系统的整体可靠性能，促进安全运行。
（三）尽量多的使用冗余设计
目前对远程控制站电源的冗余设计已比较普遍，但是还需要对一些执行保护设备进行实时监控，如跳闸电磁阀的动作电源等。还需要对那些比较重要的热工信号实现冗余设置，对测点信号进行监控和判定，通过对那些比较重要测点测量通道不同卡件的布置来实现对危险的分散，进而提高执行保护设备的可靠性。同时还需要采用相互独立或者多点式的取样方式进行重点测点就地取样孔的取样这样能够提高可靠性，便于故障的处理。通过充分的冗余设计能够方便对故障进行查找和排除。
图2 冗余设置
（四）加强电源、电线和设备的维护
因电源、电线和设备故障造成的热工保护误动、拒动情况占有较大的比例，因此在日常工作中需要加强对电源电线以及设备的检查，维护，对机组进行定期的维护与检修，排除故障，保证设备运行良好。加强日常的维护管理和试验，并在停机时对保护系统进行彻底的检修和严格的保护试验。
（五）改善设备工作环境
一是控制电子间的环境条件，应避免热控设备受到温湿度、灰尘和振动等环境因素的影响，从而保证设备的稳定性与使用年限。除此之外，还需要对就地设备（变送器、过程开关）的工作条件进行控制，如防水、防潮、防腐蚀，远离辐射、热源和干扰等，必要时还可对仪表柜和取样管进行防冻等。通过改善设备的工作环境保证设备的稳定运行，从而避免热工保护误动、拒动。
结束语
全文对火电厂热工保护误动、拒动的原因进行了较为详细的分析，我们发现造成误动或者拒动的原因是多样的，包括了设备自身设计，电源、线路、设备，环境条件以及人为因素的影响，因此为保证热工系统的稳定可靠需要从各个方面入手，实现综合性控制。
参考文献
[1]陈永秋.火力发电厂热工保护误动拒动原因分析及对策[J].电力技术，2010，（4）
[2]张燕青.热工保护误动、拒动原因分析及处理对策[J].硅谷，2014，（16）
[3]李慧婷，洪海波.热工保护误动及拒动的原因和应对策略[J].内蒙古石油化工，2013，（22）.
[4]郑建明.探讨电厂热控保护误动及拒动原因[J].广东科技，2014，（Z1）
关键词：火力发电；热工保护；误动；拒动
热工保护是火力发电厂十分关键的组成部分，能够有效提高机组主要设备以及辅助设备的可靠性，避免事故的发生和扩大。随着热工自动化水平的不断提高，热工保护系统趋于成熟，但是在实际运用中，热工保护的误动和拒动具有多发性。如今，有效控制热工保护的失灵、误动和拒动已经成为火力发电厂需要解决的焦点问题。本文就从造成热工误动、拒动的多方面原因入手进行了分析。
一、热工保护误动、拒动产生的原因
（一） 热工保护系统自身设计的原因
1、保险丝容量过小
DCS热工系统是火力发电厂在整个生产中普遍使用的热工保护，该系统通过本身的查询电压对设备的启动和停止进行检测，大多数该系统为实现自身保护，在每个端子板上均设置了保险丝，当遇到强电或者短路情况时，保险丝就会熔断，进而防止系统遭到损坏。保险丝的容量普遍较小，很容易发生熔断，由于保险丝
熔断时导致信号逻辑为“0”，设备即使正常运行，DCS热工保护也会发生误动或者拒动。
2、保护信号的逻辑“非”运算
DCS热工保护系统在保护信号的逻辑运算设计上，采用的是逻辑“非”运算，这种运算方法下就会存在当系统一旦无法检测到设备的运行信号时，就会认为该设备已经停止运行，从而发出保护信号。如保险丝熔断时，系统无法检测运行信号，尽管设备处于运行状态，系统也会发出相应的保护信号，导致保护误动。如在锅炉 MFT 保护时，引风机、送风机和一次风机进行全停保护。
3、热控元件故障
热控元件故障主要包括如压力故障、温度故障、液压故障、液位故障、流量故障以及阀门位置元件和电磁阀故障等，由于信号的误发，导致主机或者辅机的保护误动、拒动。这在热工保护的误动、拒动情况中占有较大的比例，有的电厂因热控元件故障造成的保护误动、拒动甚至达到了50%。热控元件故障的原因主要是因为元件老化、质量较差，单元件的工作，缺少冗余设置与识别。
（二）电源、线路、设备原因
1、电源故障
热工保护中为DCS系统加入了一些电源故障停机保护。由热控设备电源故障引起的热工保护误动、拒动占有较大的比例，造成电源故障主要是因为电源接插件接触不良或者是电源设计不可靠所造成的，如电厂热工保护由于电磁阀失去电源进而造成误动或拒动。除此之外，尽管系统的电源都是冗余配置，一般情况下不会发生问题，但是长时间的使用，电源模件会发生老化，进而导致输出电压无法保证模件的需要，模件无法正常工作，从而使热工保护发生误动或者拒动。
2、线路故障
火力发电厂具有一定的特殊性，当电缆线长时间处于高温、粉尘和潮湿的环境下运行时，电缆线极易发生老化，导致绝缘性降低，接线柱进水、潮湿腐蚀等，进而出现短路情况使热工保护发生误动或拒动。
3、继电器原因
DCS系统主要是使用继电装置对外围设备进行启动和停止控制的，当继电工作不正常时，就会引起热工保护的误动或拒动，这在已运行多年的机组中更容易发生。继电装置长期工作下接点受到氧化影响，会造成接点接触电阻增大，即是继电装置正常运行，而该接点实际并未接通，导致保护动作并不发生，即系统发生拒动。另外继电保护装置发生接地故障（图1 ）也会造成系统拒动。长期工作的固态继电装置，通电压会因为元件的老化降得很低，而导致感应电压使其导通，使系统发生误动。
图1继电保护装置光耦隔离强开入外部节点接地故障
（三）工作环境原因
DCS热工保护系统的运行环境有严格的要求，需要将温度、湿度控制在一定范围内。一般情况下温度都比较容易控制，但是火电厂的特殊环境，湿度要求就比较难达到，这在南方的电厂中尤为突出，由于南方气候比较潮湿，如沿海地区的发电厂就需要采取更多的措施来对湿度进行控制。在潮湿季节，电厂的湿度甚至高达90% 以上，尽管安装了除湿设备，但效果不佳。在潮湿混镜下，端子板等就地设备容易结露，DCS的运行将受到严重影响得到影响，如导致端子板上保护信号的自动接通，使机组主保护发生误动。
（四）人为原因
人为原因造成的热工保护误动或拒动也时常发生。人为因素包括如热工人员看错端子排接线、走错间隔、漏强制信号或错强制信号、不正确使用万用表等等。同时，热工人员对主要设备或者辅机的紧急事故按钮造成误碰，致使设备停运甚至发生各种联锁保护进而导致跳机。此外，系统安装、调试存在的缺陷也会引起误动或拒动的发生。
二、减少热工保护误动、拒动的几点措施
（一）优化保护逻辑
针对保护信号的逻辑“非”运算造成的热工保护误动和拒动，需要对DCS系统的逻辑组态进行优化，进而提高热工保护系统的可靠性，减少误动或者拒动情况的发生。
（二）使用可靠的热控元件
越来越高的自动化程度对热控元件提出了更高的要求。为了提高DCS系统的安全可靠性，避免系统误动或拒动的发生，热控元件需要更高的稳定性和可靠性，以及采用成熟的技术。如今，电厂为了满足热控的自动化需求，对热控设备的投资也在快速的增加，若为了节约成本选择质量不可靠或者不适合的热控元件，就可能会因小失大，增加系统的误动和拒动，因此，电厂需要在合理投资的情况下，选择品质优良的热控设备，进而保证DCS系统的整体可靠性能，促进安全运行。
（三）尽量多的使用冗余设计
目前对远程控制站电源的冗余设计已比较普遍，但是还需要对一些执行保护设备进行实时监控，如跳闸电磁阀的动作电源等。还需要对那些比较重要的热工信号实现冗余设置，对测点信号进行监控和判定，通过对那些比较重要测点测量通道不同卡件的布置来实现对危险的分散，进而提高执行保护设备的可靠性。同时还需要采用相互独立或者多点式的取样方式进行重点测点就地取样孔的取样这样能够提高可靠性，便于故障的处理。通过充分的冗余设计能够方便对故障进行查找和排除。
图2 冗余设置
（四）加强电源、电线和设备的维护
因电源、电线和设备故障造成的热工保护误动、拒动情况占有较大的比例，因此在日常工作中需要加强对电源电线以及设备的检查，维护，对机组进行定期的维护与检修，排除故障，保证设备运行良好。加强日常的维护管理和试验，并在停机时对保护系统进行彻底的检修和严格的保护试验。
（五）改善设备工作环境
一是控制电子间的环境条件，应避免热控设备受到温湿度、灰尘和振动等环境因素的影响，从而保证设备的稳定性与使用年限。除此之外，还需要对就地设备（变送器、过程开关）的工作条件进行控制，如防水、防潮、防腐蚀，远离辐射、热源和干扰等，必要时还可对仪表柜和取样管进行防冻等。通过改善设备的工作环境保证设备的稳定运行，从而避免热工保护误动、拒动。
结束语
全文对火电厂热工保护误动、拒动的原因进行了较为详细的分析，我们发现造成误动或者拒动的原因是多样的，包括了设备自身设计，电源、线路、设备，环境条件以及人为因素的影响，因此为保证热工系统的稳定可靠需要从各个方面入手，实现综合性控制。
参考文献
[1]陈永秋.火力发电厂热工保护误动拒动原因分析及对策[J].电力技术，2010，（4）
[2]张燕青.热工保护误动、拒动原因分析及处理对策[J].硅谷，2014，（16）
[3]李慧婷，洪海波.热工保护误动及拒动的原因和应对策略[J].内蒙古石油化工，2013，（22）.
[4]郑建明.探讨电厂热控保护误动及拒动原因[J].广东科技，2014，（Z1）