摘 要：火電機組熱工保護日益完善，熱工保護已成為機組安全運行和保護現(xiàn)場設(shè)備的重要手段。筆者通過對機組運行情況及其主輔設(shè)備的特性分析，目前熱工保護仍然存在著誤動和拒動的風(fēng)險，給機組運行帶來了較大的安全風(fēng)險。針對機組熱工保護存在的問題，可通過組態(tài)邏輯優(yōu)化、現(xiàn)場加裝熱工測點、重要保護特點增加硬接線輔助軟邏輯的方式提高熱工保護的可靠性。

關(guān)鍵詞：熱工保護；保護誤動；保護拒動

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.123

0 引言

當(dāng)機組在正常運行中重要的主輔設(shè)備出現(xiàn)異?；騾?shù)超過正?？煽氐姆秶鷷r，熱工保護可緊急聯(lián)動相關(guān)的設(shè)備，采取相應(yīng)的措施對主輔設(shè)備加以保護，將設(shè)備損失和機組故障降到最低，從而避免發(fā)生機組重要設(shè)備受損的嚴(yán)重后果。目前由于熱工保護系統(tǒng)的原因，依然存在著保護誤動和保護拒動的情況。保護誤動指因系統(tǒng)自身原因或故障引起系統(tǒng)保護動作，從而造成機組主輔設(shè)備故障停運，保護拒動是指機組主輔設(shè)備出現(xiàn)故障時，保護系統(tǒng)因各種原因發(fā)生系統(tǒng)故障造成系統(tǒng)保護未動作。

1 保護誤動和拒動的原因

根據(jù)機組現(xiàn)場運行情況分析，目前出現(xiàn)保護誤動和保護拒動的原因大致可包括電纜接線的短路、斷路、虛接、接地，熱控元件故障， DCS軟、硬件故障，系統(tǒng)設(shè)計缺陷等等。

由于熱工設(shè)備長期運行，存在著電纜老化、絕緣破壞、甚至接線端子盒滲水、端子處接線不緊固等等，這些情況是造成電纜信號線短路、斷路、虛接、接地，從而存在著引起保護誤動和保護拒動的風(fēng)險。熱工元件長期得不到維護，元件日漸老化或元件質(zhì)量原因，有些重要保護測點存在著單點保護等等。對于熱控元件故障（溫度、壓力、液位、流量、電磁閥等）誤發(fā)信號而造成的主機、輔機保護誤動、拒動。主要原因是元件老化和質(zhì)量不可靠，單獨一個元件無冗余設(shè)置的原因引起。重要保護測點分別在同一模件上，若由于質(zhì)量問題造成此模件損壞，則極可能發(fā)生保護誤動和保護拒動。重要保護測點未分別在同一控制器內(nèi)，往往通過跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點完成熱工保護邏輯，存在著熱工保護拒動的風(fēng)險。

另外由于熱工維護人員的粗心大意，看錯端子排接線、走錯間隔、錯強制或漏強制信號、誤操作等等都會引起保護誤動，造成機組重要設(shè)備受損，甚至出現(xiàn)造成機組停運。邏輯設(shè)計中存在的缺陷主要是對于主輔設(shè)備的相關(guān)保護測點使用單點保護和邏輯中未做相關(guān)防止誤動或拒動的邏輯引起的。

2 保護防誤動和拒動相關(guān)措施

原有的機組熱工保護設(shè)計都是經(jīng)過試驗和調(diào)試，都相對成熟，在實際的應(yīng)用中對熱工保護進行查缺補漏，使熱工保護盡可能的達(dá)到最優(yōu)效果。

在保護測點中最常見、故障率最高的為溫度測點，且溫度測點是機組重要的主輔設(shè)備保護點。特別是某些引入保護的溫度測點，因各種原因造成溫度點飛升飛降時，一旦達(dá)到保護的設(shè)定值就會觸發(fā)保護誤動，嚴(yán)重威脅著機組安全運行。

根據(jù)對設(shè)備長期維護的經(jīng)驗，筆者總結(jié)出行之有效的措施，避免溫度元件引起的保護誤動和拒動。將重要保護的接線端子改為帶自鎖功能的端子排或者干脆取消端子，元件引出線與信號電纜焊接。對現(xiàn)場溫度元件做好防范措施的基礎(chǔ)上，在軟邏輯中也應(yīng)對重要保護溫度測點加入防誤動和拒動的措施。如：對模擬量溫度信號進行斜率限制，通過高限比較和品質(zhì)判斷輸出“相與”后，作為跳閘觸發(fā)條件，即當(dāng)溫度元件壞或測量回路斷開或每秒變化率超過規(guī)定的數(shù)值時，斜率限制塊輸出的模擬量品質(zhì)變壞。這樣可有效避免溫度點變壞或突升突降異常帶來的保護誤動。另外在溫度測點設(shè)計中重要保護測點，應(yīng)有三路測點，三路測點逐一判斷后，三取中后再參與熱工保護。對于強電磁干擾或者6KV設(shè)備附近的測點，即使信號電纜屏蔽單端接地良好，也有可能存在微弱波動的情況，對于這種情況，在溫度信號DCS接入端子上并入濾波電容，進行模擬信號抗干擾過濾，濾掉干擾信號、穩(wěn)定測量信號非常有效。

對于機組重要保護的給水流量低低保護，設(shè)計為三個流量測點分別進DCS系統(tǒng)不同的三個模件，通過定值判斷后三取二觸發(fā)保護動作。但是在極端天氣下，伴熱帶失去伴熱功能時可能會引起給水流量測點高壓側(cè)泄漏或測點取樣管路凍結(jié)，使給水流量瞬間變?yōu)榱悖瑢?dǎo)致機組MFT保護觸發(fā)，引起機組停機事故的發(fā)生， 為避免此種誤動情況引起機組停運事故的發(fā)生，將給水流量低低邏輯與上鍋爐螺旋管壁溫高，這樣就避免了因給水流量信號誤發(fā)造成是機組停機。

另外在DCS系統(tǒng)設(shè)計中某些重要保護測點分別在不同的控制器下，通過跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點進行保護判斷。盡管軟邏輯在設(shè)計中可實現(xiàn)相應(yīng)的功能，但由于不同DCS系統(tǒng)本身缺陷，網(wǎng)絡(luò)點傳輸存在著不穩(wěn)定的情況，網(wǎng)絡(luò)點做保護測點依然存在著保護拒動的風(fēng)險。后期對參與跳爐保護跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點通過硬接線的方式引進FSSS控制柜，這樣不僅通過軟邏輯進行了跳爐保護，硬接線的方式也參與了跳爐保護，這樣確保了熱工保護發(fā)生時，軟邏輯失效后，硬接線可實現(xiàn)熱工保護動作的發(fā)生。避免了因DCS系統(tǒng)跨控制器的網(wǎng)絡(luò)點實現(xiàn)而引起的保護拒動。

通過對保護測點采取的相應(yīng)措施，大大提高了機組熱工保護的可靠性，有效避免了熱工保護誤動和拒動的可能性。

3 提高熱工保護的可靠性

對于熱工保護可靠性的提高需要在機組長期運行和日常維護中不斷發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的隱患，根據(jù)機組具體情況逐步消除隱患。為了確保設(shè)備的安全運行，嚴(yán)格做好日常巡檢工作至關(guān)重要，在此基礎(chǔ)上，還需要抓住一切機組停運機會，全面認(rèn)真檢查各端子板的驅(qū)動電源保險和端子板的外回路電源保險等是否正常，端子板的固態(tài)繼電器是否緊固，所有預(yù)制電纜的插頭是否緊固等內(nèi)容，以最大程度地規(guī)避系統(tǒng)硬件設(shè)計不完善帶來的風(fēng)險。保護誤動和保護拒動都會給正常運行中的機組帶來嚴(yán)重的事故，尤其是保護拒動會使機組設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，不僅造成不必要的經(jīng)濟損失，還會因保護拒動造成事故的擴大化，甚至出現(xiàn)大面積主輔設(shè)備損壞的情況。所以在熱工保護的設(shè)計和使用中要盡快避免系統(tǒng)保護誤動和保護拒動，為機組安全運行提供根本的保證，防保護誤動和保護拒動對機組的安全穩(wěn)定運行有著非常重要的意義。

4 結(jié)束語

隨著電力行業(yè)科技的快速發(fā)展，系統(tǒng)的安全性和可靠性越來越受到關(guān)注，尤其是熱工保護的防誤動和拒動的措施。先進的設(shè)備和控制理論都不可能做到絕對可靠，通過日常對設(shè)備和系統(tǒng)的的維護逐步提高熱工保護的可靠性，進而提高機組的安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]王付生.熱工自動與保護[M].中國電力出版社，2009.

作者簡介： 孫彥麗，助理工程師，研究方向：熱工自動化。endprint