［摘 要］文章剖析了電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)、拒動(dòng)的現(xiàn)象、原因及解決措施，以期為提高熱控系統(tǒng)穩(wěn)定性、維護(hù)電廠日常運(yùn)行，以及保障電力生產(chǎn)安全和連續(xù)運(yùn)行提供理論依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］電廠；熱控保護(hù)；誤動(dòng)；拒動(dòng)原因

［中圖分類號］TM71 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）05–0027–03

1 熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)問題概述

熱控保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其核心任務(wù)是對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和深度分析，保證各參數(shù)在正常范圍內(nèi)，從而保證設(shè)備及人員的安全。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，熱控保護(hù)系統(tǒng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)等故障，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。熱控保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)是指電廠發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)，因保護(hù)系統(tǒng)本身發(fā)生故障或異常而引起的非正常保護(hù)動(dòng)作，造成設(shè)備非正常停機(jī)的現(xiàn)象。這不僅影響了電力生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而且會(huì)給電廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而熱控保護(hù)拒動(dòng)是指電廠主、輔設(shè)備發(fā)生故障或異常狀況時(shí)，本該介入的保護(hù)系統(tǒng)因存在故障或缺陷而不能及時(shí)采取措施，造成設(shè)備在異常狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行，增加設(shè)備損傷風(fēng)險(xiǎn)，甚至引發(fā)更嚴(yán)重的事故。

2 電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)的原因

2.1 保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)缺少合理性

在設(shè)計(jì)熱控保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，若不能充分考慮發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備的特殊運(yùn)行要求，會(huì)造成保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)上的不合理。這一設(shè)計(jì)缺陷將導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中難以達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，進(jìn)而增加誤動(dòng)、拒動(dòng)等故障的風(fēng)險(xiǎn)。作為熱控保護(hù)系統(tǒng)的核心部分，熱控保護(hù)系統(tǒng)的軟、硬件性能及其穩(wěn)定性直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。當(dāng)軟、硬件發(fā)生故障或不正常時(shí)，將會(huì)造成系統(tǒng)輸出值與設(shè)定值之間的偏差，從而影響保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

2.2 熱控元件的故障問題

熱控元件是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的核心元件，其質(zhì)量對保護(hù)系統(tǒng)的可靠性有很大的影響。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于各種原因，熱控元件存在質(zhì)量問題，可能造成誤動(dòng)、拒動(dòng)。具體如下：①隨著使用年限的增加，熱控元件逐漸老化，性能退化，失效風(fēng)險(xiǎn)增大。②缺乏冗余設(shè)置，導(dǎo)致熱控保護(hù)系統(tǒng)失效。冗余設(shè)置能夠在一定程度上提高系統(tǒng)可靠性，減小單個(gè)失效點(diǎn)的影響。但是，如果缺少必要的冗余設(shè)置，當(dāng)某一關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)將無法正常工作。③電源的穩(wěn)定與品質(zhì)直接關(guān)系到保護(hù)系統(tǒng)能否正常工作。若設(shè)備供電存在質(zhì)量問題或部件損壞，供電系統(tǒng)可能發(fā)生故障，造成保護(hù)系統(tǒng)斷電，使其不能正常運(yùn)行，引起誤動(dòng)、拒動(dòng)。

2.3 人為因素的影響

（1）維修人員的操作失誤。例如，檢修人員在進(jìn)行接線時(shí)，會(huì)因無法辨認(rèn)圖號而造成誤接，這一操作失誤直接影響到保護(hù)系統(tǒng)的正常工作。

（2）邏輯組態(tài)塊編號的確定是維護(hù)工作的重要一環(huán)，然而由于各種原因，檢修人員不能準(zhǔn)確辨識，從而增加了誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。更為嚴(yán)重的是，如果檢修人員在解除保護(hù)操作時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能使保護(hù)系統(tǒng)失效，甚至當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，也不能及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，從而引起拒動(dòng)問題。

（3）細(xì)節(jié)疏忽。例如，定期檢修后沒有及時(shí)復(fù)位保護(hù)信號，或檢修完畢后忘了打開二次閥，這些看似微不足道的細(xì)節(jié)，就可能造成熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

2.4 電纜接線故障的影響

在電廠的日常運(yùn)行中，電纜接線問題直接影響著熱控保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。正確的接線方式，不但可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，而且可以有效防止誤動(dòng)、拒動(dòng)等故障的發(fā)生。電纜是熱控保護(hù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其接線質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。如果電纜線路發(fā)生滲水、破損、老化或絕緣層破損，則會(huì)引起一系列的嚴(yán)重問題。如電纜斷路、短路等故障，會(huì)造成信號傳輸中斷或異常，使熱控保護(hù)系統(tǒng)不能正確判斷設(shè)備狀態(tài)，導(dǎo)致誤動(dòng)。同時(shí)，虛接會(huì)引起信號的不穩(wěn)定性，增大誤動(dòng)的危險(xiǎn)。

3 電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)的解決措施

3.1 提高熱控保護(hù)系統(tǒng)抗干擾能力

隨著DCS 控制系統(tǒng)的逐步完善與發(fā)展，電廠對熱控保護(hù)的重視程度也越來越高。在電廠建設(shè)初期，合理選擇接地位置和優(yōu)化接地方式是提高熱控保護(hù)系統(tǒng)抗干擾能力和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。為有效地防止誤動(dòng)、拒動(dòng)，電廠在選用電纜時(shí)應(yīng)盡量采用屏蔽電纜，以減小電磁干擾。同時(shí)，為避免不同型號導(dǎo)線間的相互干擾，應(yīng)盡量避免混合使用。另外，將濾波器集成到信號傳輸系統(tǒng)與信號電纜中，不僅可降低干擾信號的傳遞，而且可提高信號的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度。為了保證熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證信號線路并接接地也是一項(xiàng)重要措施。這種方法既能有效防止電氣設(shè)備的損壞，又能在發(fā)生故障時(shí)快速切斷電源，保證電廠設(shè)備的安全運(yùn)行。

3.2 選用冗余設(shè)計(jì)

在過程控制站建設(shè)中，對電源及CPU 進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，已成為工業(yè)上的標(biāo)準(zhǔn)做法。這種設(shè)計(jì)方法可以保證當(dāng)某一部件發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可以快速切換至后備部件，使保護(hù)設(shè)備始終處于良好的監(jiān)視狀態(tài)。對關(guān)鍵熱控信號設(shè)備應(yīng)進(jìn)行在線冗余設(shè)計(jì)，將監(jiān)測和判斷信號分散分布到不同的板卡上，以分散風(fēng)險(xiǎn)，提升整體可靠性。為進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性及方便性，現(xiàn)場取樣應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立的環(huán)節(jié)，避免與其他系統(tǒng)互相干擾。爐膛安全監(jiān)測系統(tǒng)和輔機(jī)保護(hù)裝置一般由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)都遵循“危險(xiǎn)分散，集中控制”的原則，目的是將危險(xiǎn)點(diǎn)分散處理，達(dá)到集中監(jiān)測與管理的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，對多路信號進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)采取“三取二”、“四取三”等方式，即使其中一路發(fā)生了故障，仍可根據(jù)其他正常信號做出正確判斷，提高了保護(hù)的可靠性。為避免現(xiàn)場突發(fā)狀況對系統(tǒng)的干擾，在DCS 的邏輯組態(tài)中也應(yīng)設(shè)置品質(zhì)判定裝置。電纜敷設(shè)也是一項(xiàng)非常重要的工作，要充分考慮信號之間的干擾，以保證信號的穩(wěn)定與準(zhǔn)確。對于蒸汽驅(qū)動(dòng)的ETS（汽輪機(jī)跳閘保護(hù)）系統(tǒng)，為保證高可靠性，通常采用雙余度PLC 及熱備裝置，以保證系統(tǒng)在極端條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，對于重要測試號碼的技術(shù)性能，一定要嚴(yán)格按照廠家提供的檢驗(yàn)報(bào)告來檢驗(yàn)，以保證整個(gè)熱控保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這些措施的實(shí)施，將有效提高電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為電廠的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力保證。

3.3 增強(qiáng)熱控保護(hù)電源切換問題的優(yōu)化

熱控保護(hù)系統(tǒng)電源的切換是電廠基建工程設(shè)計(jì)、安裝全過程中必須引起高度重視和重視的問題。為保證熱控保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)應(yīng)配置兩路獨(dú)立備用電源，以滿足主、輔機(jī)用電需求差異，并能有效防止誤動(dòng)、拒動(dòng)。其中，電源開關(guān)故障的產(chǎn)生原因很多，其中包括電源元件質(zhì)量問題和冗余開關(guān)模式設(shè)定不合理等。因此，在設(shè)計(jì)和安裝熱控保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，必須充分考慮各方面的因素，以保證開關(guān)的可靠、穩(wěn)定。具體來說，在設(shè)計(jì)和安裝過程中，要對DCS 電源的供電切換原則進(jìn)行準(zhǔn)確控制，明確區(qū)分重要負(fù)荷電源與輔助電源。采用兩路獨(dú)立備用電源及UPS（不間斷電源），可有效降低電源波動(dòng)對系統(tǒng)造成的沖擊，避免環(huán)流及電源故障。

3.4 增強(qiáng)熱控人員工作素質(zhì)的培養(yǎng)

熱控人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)與綜合素質(zhì)直接影響著電廠的運(yùn)行質(zhì)量，尤其是對熱控保護(hù)系統(tǒng)的正確使用。為有效防止誤動(dòng)、拒動(dòng)，需對熱控人員進(jìn)行培訓(xùn)，全面分析故障產(chǎn)生的原因，規(guī)范操作程序，保證操作過程的正確性。同時(shí)，行為管理也是必不可少的環(huán)節(jié)。加強(qiáng)行為管理，可使熱控人員在日常工作中更加細(xì)心、細(xì)致，減少因操作不當(dāng)造成的事故發(fā)生。同時(shí)，也要充分考慮電廠的安全生產(chǎn)要求。為滿足這些要求，熱工人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)制度，保證各項(xiàng)工作按規(guī)定進(jìn)行，以保證電廠的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。為提高機(jī)組人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，應(yīng)定期組織各類培訓(xùn)與交流活動(dòng)，使其不斷學(xué)習(xí)、掌握新知識和新技術(shù)。同時(shí)，對設(shè)備維修管理進(jìn)行優(yōu)化，保證設(shè)備在任何情況下都能工作在最優(yōu)狀態(tài)，以提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

3.5 加強(qiáng)設(shè)備的定期維護(hù)和技術(shù)培訓(xùn)

生產(chǎn)廠家經(jīng)過深入的對比分析，明確指出我國熱控設(shè)備維修管理水平、技術(shù)水平等方面的缺陷是造成設(shè)備誤操作、拒動(dòng)的主要原因之一。為了保證電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)廠家特別強(qiáng)調(diào)要對設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維修，包括日常的清潔、潤滑、油漆、除銹等。另外，在設(shè)備停駛過程中，應(yīng)加強(qiáng)檢查，及時(shí)處理故障，以保證設(shè)備在重新啟動(dòng)前處于最佳狀態(tài)。為保證電站正常運(yùn)行，廠家建議在設(shè)備再次啟動(dòng)前，對設(shè)備進(jìn)行全面測試及熱控保護(hù)試驗(yàn)，全面檢驗(yàn)設(shè)備性能及安全性。同時(shí)，生產(chǎn)廠家還鼓勵(lì)對熱控人員定期開展安全知識與技能培訓(xùn)，提高其專業(yè)素養(yǎng)與應(yīng)急處置能力，以進(jìn)一步提升電站運(yùn)行安全水平。雖然目前電廠用電設(shè)備的自動(dòng)化程度已經(jīng)大幅降低了人工干預(yù)的要求，但仍有部分不穩(wěn)定因素及技術(shù)上的不足。因此，對熱控人員來說，除了要熟練掌握設(shè)備操作知識外，還必須具備設(shè)備理論與管理技巧，才能在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)快速定位、排除故障，避免設(shè)備保護(hù)不當(dāng)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

對電廠熱控保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，采取有效的預(yù)防措施，是保證機(jī)組熱控保護(hù)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的根本保證。這對提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。為此，應(yīng)不斷加強(qiáng)對熱控保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)控，保證其穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，為火電企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，以及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王根賢. 電廠熱控保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)原因分析[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)，2023（4）：4373.