宋傳忠　鄂軍

摘 要：熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠一個(gè)十分重要的、不可缺少的組成部分，對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。本文對(duì)造成熱工保護(hù)誤動(dòng)及拒動(dòng)原因進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出相應(yīng)的措施或?qū)Σ撸瑢?duì)提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；熱工保護(hù)；誤動(dòng)；拒動(dòng)

熱工保護(hù)系統(tǒng)是火力發(fā)電廠一個(gè)十分重要的、不可缺少的組成部分，對(duì)提高機(jī)組主輔設(shè)備的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、輔設(shè)備發(fā)生某些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的故障時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以保護(hù)，從而軟化故障，停機(jī)待修，避免發(fā)生重大的設(shè)備損壞和人身傷亡事故。但在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況。即雖然主輔

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，但由于保護(hù)系統(tǒng)因自身故障而引起保護(hù)動(dòng)作，從而造成主輔設(shè)備停運(yùn)，并因此造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這稱為保護(hù)誤動(dòng)；而在另一方面，在主輔設(shè)備發(fā)生故障需要保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，由于保護(hù)系統(tǒng)本身發(fā)生故障而不動(dòng)作，造成事故的擴(kuò)大和主輔設(shè)備的損壞，這稱為保護(hù)拒動(dòng)。隨著熱工控制技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，當(dāng)前大容量、高參數(shù)的機(jī)組都采用

了熱工自動(dòng)控制，因此熱工保護(hù)系統(tǒng)對(duì)確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行起著舉足輕重的作用。盡管目前熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)很成熟，熱工自動(dòng)化的水平也越來越高，但熱工保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況還時(shí)有發(fā)生。因此，如何防止熱工控制系統(tǒng)失靈和熱工保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)成為火力發(fā)電廠日益關(guān)注的焦點(diǎn)。此前，關(guān)于熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)和拒動(dòng)原因分析的文章不少，但大多

數(shù)都是針對(duì)某一種情況進(jìn)行分析，沒有進(jìn)行綜合性的分析。本文對(duì)在實(shí)際工作中遇到的各種誤動(dòng)和拒動(dòng)的情況進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

1 DCS本身特性造成的誤動(dòng)措施

電廠普遍使用DCS 對(duì)電廠的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。在DCS 系統(tǒng)中，對(duì)運(yùn)行設(shè)備啟停的

檢測是通過DCS 本身的查詢電壓實(shí)現(xiàn)的，而在大多數(shù)的DCS 系統(tǒng)中，為了防止強(qiáng)電倒送入DCS 或外圍短路對(duì)DCS 造成損害，在每個(gè)端子板上一般都設(shè)有保險(xiǎn)絲，這樣在短路或有強(qiáng)電倒送時(shí)保險(xiǎn)絲就會(huì)熔斷，從而保護(hù)系統(tǒng)不受損害。由于保險(xiǎn)絲的容量一般都很小，如貝利公司的INFI-90 系統(tǒng)，其保險(xiǎn)絲容量只有0.25A，容易發(fā)生保險(xiǎn)絲熔斷的情況。當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)其信號(hào)使之為邏輯“0”，此時(shí)系統(tǒng)無法檢測到設(shè)備的真實(shí)情況。容易發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。根據(jù)該系統(tǒng)的特點(diǎn)以及“寧誤動(dòng)，勿拒動(dòng)”的原則，廠家在設(shè)計(jì)機(jī)組的保護(hù)邏輯時(shí)，對(duì)保護(hù)信號(hào)采取邏輯“非”的方式，如在鍋爐MFT 保護(hù)時(shí)，對(duì)于送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)等全停保護(hù)，邏輯取這些設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行邏輯“非”運(yùn)算，當(dāng)系統(tǒng)沒有檢測到這些設(shè)備在運(yùn)行的信號(hào)時(shí)，就認(rèn)為該設(shè)備已停止運(yùn)行，于是發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)信號(hào)。這樣一旦端子板的保險(xiǎn)絲熔斷，由于DCS 系統(tǒng)檢測不到設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)，即使設(shè)備仍在運(yùn)行，系統(tǒng)也會(huì)認(rèn)為設(shè)備已經(jīng)停止運(yùn)

行，于是發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)信號(hào)，從而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。某電廠10 號(hào)機(jī)組開始時(shí)也是按照此邏輯設(shè)計(jì)，結(jié)果在調(diào)試和過程中多次發(fā)生由于端子板保險(xiǎn)絲熔斷而保護(hù)誤動(dòng)的情況。經(jīng)過分析，最后采取了以下措施，有效地解決了此類誤動(dòng)問題。在設(shè)備狀態(tài)反饋信號(hào)回路中串入該設(shè)備的電流信號(hào)，只有在接收到這些設(shè)備的跳閘信號(hào)且對(duì)應(yīng)設(shè)備電流小于該設(shè)備空載電流值時(shí)，才認(rèn)為該設(shè)備已跳閘，相應(yīng)的保護(hù)才動(dòng)作。為防止電流信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)保護(hù)發(fā)生拒動(dòng)，在電流信號(hào)回路中加入一質(zhì)量檢測模塊，當(dāng)檢測到電流信號(hào)為壞質(zhì)量時(shí)，自動(dòng)切斷電流信號(hào)，即此時(shí)電流信號(hào)不起作用。經(jīng)過上述處理，有效解決了主要輔機(jī)在其狀態(tài)反饋信號(hào)的端子的保險(xiǎn)絲燒斷時(shí)誤發(fā)跳閘信號(hào)，導(dǎo)致相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)誤動(dòng)作的問題，機(jī)組可以長期安全穩(wěn)定

運(yùn)行。

2 采樣信號(hào)不滿足要求造成的誤動(dòng)或拒動(dòng)解決措施

在這一類誤動(dòng)或拒動(dòng)中，主要發(fā)生在汽包水位保護(hù)、爐膛壓力保護(hù)、真空保護(hù)、潤滑油壓保護(hù)等需要三選二保護(hù)。主要是采樣信號(hào)不能滿規(guī)程的要求，尤其是汽包水位保護(hù)。在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中，對(duì)汽包水位保護(hù)有嚴(yán)格的規(guī)定，要求水位保

護(hù)和調(diào)節(jié)的信號(hào)要分開，同時(shí)要求過熱器出口壓力為13.5 MPa 以上機(jī)組的水位信號(hào)以差壓式水位計(jì)為基準(zhǔn)。由于很多機(jī)組的鍋爐汽包開孔有限，在現(xiàn)場又不能在汽包上開孔，因此，很多機(jī)組往往都是保護(hù)和調(diào)節(jié)都采用同樣的信號(hào)，有的機(jī)組在同一根取樣管上接2 個(gè)差壓變送器，分別用于保護(hù)和調(diào)節(jié)。表明上看這兩個(gè)信號(hào)是獨(dú)立的，實(shí)際上由于共用一根取樣管，這2個(gè)信號(hào)會(huì)互相影響。一旦發(fā)生泄漏等情況，也容易發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況。某電廠10 號(hào)機(jī)組的汽包水位保護(hù)和調(diào)節(jié)取樣就采用上述方式，在運(yùn)行過程中，曾發(fā)生過由于取樣管泄漏，導(dǎo)致測量到的汽包水位比實(shí)際值低，而水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好選擇該水位作為被調(diào)量，由于測量到的水位始終比實(shí)際值和設(shè)定值低，給水泵的轉(zhuǎn)速不斷加大，給水流量一直在增加，

由于保護(hù)有2 個(gè)信號(hào)在這根取樣管上，汽包水位保護(hù)沒有動(dòng)作，最終導(dǎo)致鍋爐汽包滿水，主汽溫急劇下降，最后手動(dòng)打閘停機(jī)。這個(gè)事故進(jìn)一步說明了保護(hù)和調(diào)節(jié)信號(hào)要獨(dú)立取樣的重要性。由于此問題主要是汽包上取樣孔數(shù)量不夠造成的，對(duì)于已投運(yùn)的機(jī)組，只有對(duì)取樣系統(tǒng)進(jìn)行改造才能從根本上解決。目前汽包水位測量技術(shù)和方式已有了改進(jìn)，新的電接點(diǎn)測量系統(tǒng)已基本上消除了壓力誤差，在不同的工況下，其測量的實(shí)際值和差壓式水位計(jì)很接近，可以作為保護(hù)信號(hào)。這樣就可以用新式電接點(diǎn)水位計(jì)的信號(hào)作為保護(hù)信號(hào)，差壓式水位計(jì)信號(hào)作為調(diào)節(jié)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)和調(diào)節(jié)信號(hào)分開。另外，多測孔接管技術(shù)已取得經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)鍋爐汽包上水位測孔不夠時(shí)，熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)推薦可用多測孔接管技術(shù)解決。對(duì)于爐膛壓力取樣造成誤動(dòng)或拒動(dòng)的原因主要是各壓力開關(guān)和爐膛壓力沒有進(jìn)行獨(dú)立取樣，而是幾個(gè)變送器或壓力開關(guān)公用一根取樣管，這樣在管路堵塞或滲漏時(shí)爐膛壓力就容易發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。由于在爐膛上開孔比較容易，因此存在此類隱患的鍋爐可以在爐膛上增加取樣孔，保證各保護(hù)信號(hào)均為獨(dú)立取樣。

3 繼電器原因造成的誤動(dòng)或拒動(dòng)解決措施

目前，DCS 系統(tǒng)對(duì)外圍設(shè)備的啟、?？刂贫际峭ㄟ^繼電器來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)繼電器工作不正常時(shí)，就會(huì)發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)事故。對(duì)于已運(yùn)行多年的老機(jī)組來說，這種情況更容易發(fā)生。原因時(shí)繼電器工作時(shí)間長了以后，其接點(diǎn)由于氧化等原因，會(huì)出現(xiàn)雖然繼電器正確動(dòng)作，由于接點(diǎn)的接觸電阻大，實(shí)際上該接點(diǎn)沒有接通，相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作沒有發(fā)生，也就是系統(tǒng)發(fā)生了拒動(dòng)。而對(duì)于固態(tài)繼電器，經(jīng)過長期工作后，由于元件的老化，其導(dǎo)通電壓會(huì)降得很低，以致于感應(yīng)電壓就可以使其導(dǎo)通，從而導(dǎo)致誤動(dòng)事故得發(fā)生。要防止此類問題的發(fā)生，就要按DCS 運(yùn)行檢修規(guī)程的要求，在機(jī)組大、小修過程中，對(duì)重要保護(hù)的繼電器進(jìn)行檢驗(yàn)，詳細(xì)記錄繼電器的通、斷電壓，各接點(diǎn)的通、斷電阻，并且與前次的情況進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼電器的參數(shù)和原始參數(shù)有較大變化時(shí)，就要及時(shí)更換新的繼電器，防止保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)事故的發(fā)生。

4 DCS電源問題造成的誤動(dòng)

DCS 系統(tǒng)的電源雖然都是冗余配置，電源一般不容易出現(xiàn)問題。但是當(dāng)電源模件使用時(shí)間較長時(shí)，由于電源模件老化，電源模件輸出的電壓不能維持模件正常運(yùn)行所需要的電壓，導(dǎo)致模件不能正常工作，從而引起機(jī)組保護(hù)誤動(dòng)。有些系統(tǒng)，如ABB 的SYMFONY，其模件所需的電源經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后，先統(tǒng)一接到背板上的電源棒上，然后再接到模件上，連接處用螺母壓接。這樣，一旦電源輸出接頭松動(dòng)，就會(huì)造成壓降過大，導(dǎo)致卡件的工作電壓達(dá)不到要

求，最終引起機(jī)組保護(hù)動(dòng)作。某廠一臺(tái)300 MWe 機(jī)組用的就是上述系統(tǒng)，曾發(fā)生過因電源輸出接頭松動(dòng)導(dǎo)致機(jī)組跳閘的事故，事故發(fā)生時(shí)，電源棒的溫度估計(jì)超過60℃，接頭螺母松動(dòng)，擰緊螺母后故障消除，電源棒的溫度也恢復(fù)到正常值。為防止此類事故的發(fā)生，可以采取以下措施：（1） 在一個(gè)機(jī)柜上不要布置過多的模件。最好是根據(jù)卡件的說明書估算機(jī)柜電源總?cè)萘?，其容量以不超過單路供電電源的70% 為宜。（2） 定期測量各電源模件的輸出電壓，發(fā)現(xiàn)輸出電壓降低時(shí)及時(shí)更換電源模件（3） 定期測量電源接頭處的溫度，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)對(duì)接頭進(jìn)行緊固。

參考文獻(xiàn)：

1.叢雷，李碩. 淺析電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)的常見故障及防控措施[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014（08）