黃二妮

（廣東華電韶關熱電有限公司，廣東韶關，512426）

0 引言

熱控自動化保護系統(tǒng)運行過程中，通過對相應設備運行溫度的檢測，對其運行狀態(tài)做出判斷，超出閾值則會發(fā)出報警提示，及時告知運行監(jiān)盤工作人員，以便根據(jù)系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的報警信息對實際問題做出分析，采取相適應的處理措施。依托于熱控自動化保護系統(tǒng)，有助于改善故障檢修的作業(yè)環(huán)境，使其具有主動性與計劃性，監(jiān)測數(shù)據(jù)的指導意義較強，能夠作為掌握電力系統(tǒng)設備運行狀態(tài)的關鍵依據(jù)，對于管理方法的優(yōu)化以及管理水平的提升而言均起到促進作用。

1 單點保護信號的處理

熱控保護系統(tǒng)內(nèi)含多樣化的輔機，此類設備運行階段有豐富的單點保護信號，在外部環(huán)境的振動干擾、高溫等多重因素的影響下，測點易出現(xiàn)問題，從而影響到元部件的運行，導致其難以正常檢測設備的狀態(tài)。而在出現(xiàn)此類問題后，將迫使熱控保護系統(tǒng)發(fā)生異常，產(chǎn)生誤動。從這一角度來看，在熱控保護系統(tǒng)的設計工作中，應盡可能不用單點進行設備保護。

但就實際現(xiàn)場環(huán)境而言，受條件的制約，部分設備必須采取單點保護的方式，此時需著重判斷單點保護信號的質(zhì)量。若溫度測量點相應的接線有松動的情況或是存在短接接觸不良等情況，將導致該測點出現(xiàn)跳變，經(jīng)分析后對其是否為壞點做出判斷，進而做出通、斷保護回路的相關處理措施。為提高判斷的可靠性以及效率性，需在測點的邏輯中加入點的質(zhì)量和變化速率判斷。實際運行過程中，若溫度測點的變化速率異常偏高（超過閾值），將自動退出保護；經(jīng)過檢修處理后，若變化速度回歸至正常的區(qū)間，則自動將保護恢復。

2 保護信號冗余配置

DCS系統(tǒng)設計工作中，通常會以控制功能為導向，完成控制器組態(tài)操作，借助特定的板卡，實現(xiàn)對多信號保護邏輯的采樣并對接至DCS系統(tǒng)。在該運行機制下，單個IO卡件、端子板會采集和輸送多個熱控保護系統(tǒng)采樣信號，此時的冗余性較強。以和利時MACSV系統(tǒng)為例展開分析，其IO卡件、端子板的通道狀況，如圖1所示。在系統(tǒng)運行中，若由于某處存在保護通道故障而難以有效完成信號采集作業(yè)時，需對其采取更換處理措施，但此時所涉及到的安全控制范圍明顯較大，潛在諸多安全隱患，容易導致設備誤動，且更換過程中存在諸多不可預見的因素。

圖1 IO卡件或端子板通道示意圖

從前述分析來看，針對保護信號采取冗余配置的方式具有一定的可行性，即熱控系統(tǒng)的容錯能力和可靠性均有所進步。保護系統(tǒng)中普遍存在開關量信號，例如采用三取二、四取三、二串、二并等通過邏輯對保護信號做出判斷。保護回路應用并聯(lián)的設置方法后，有利于降低拒動的發(fā)生概率，但也存在局限性，即容易增加誤動的可能，原因在于并聯(lián)回路中若某1條或更多的回路閉合，均會產(chǎn)生保護動作。若為串聯(lián)的方法，則可以降低誤動的發(fā)生概率，但不足之處在于容易出現(xiàn)拒動。針對該矛盾，對于各類重要保護信號，較為適宜的是采用二并二串的綜合型結構形式，其能夠有效規(guī)避拒動和誤動，增強了熱控保護系統(tǒng)的可靠性。關于具體的邏輯示意圖，如圖2所示。

圖2 保護回路四取二邏輯

在前述所提的邏輯中，采取的是四取二的方式，著重判斷對象為潤滑油壓低信號。組成方面，回路中潤滑油壓低1、3并聯(lián)，2、4并聯(lián)，此后再將兩部分串聯(lián)，此方式下只有在具備“1、3和2、4同時有1個信號動作”的條件后，保護回路才會做出特定的動作，通過ETS跳閘汽輪機，實現(xiàn)對電廠設備的有效防護，避免其出現(xiàn)安全問題。

三取二方式的邏輯示意圖，如圖3所示。保護回路發(fā)出跳閘信號的條件為：在3個保護信號中，有2個保護信號動作。此方式的應用優(yōu)勢在于可有效避免回路頻繁誤動、拒動的情況，顯著增強了系統(tǒng)的可靠性。

圖3 保護回路三取二邏輯

自動調(diào)節(jié)回路中有較多的且較為關鍵的被調(diào)量，例如給水流量、一次風量、除氧器水位等，將中值信號作為被調(diào)節(jié)量，對其做針對性的調(diào)節(jié)。若某個測點存在異常狀況，則可以快速識別該部分并將其剔除，使調(diào)節(jié)的時效性更強。以除氧器等大規(guī)格設備為例，在采取三取中值的方法后，能夠從多個位置切入，同步測定容器的水位，所得結果的全面性和真實性較強，可以用于反映水位的實際情況，由此看來三取中值信號極具重要性。

在該方式下，還需考慮到如下幾方面的問題：1點變壞值，此時系統(tǒng)將以自動的方式選擇2個好點的平均值，將其作為被調(diào)量，再進一步判斷剩余2點的測量偏差，若該值超出允許范圍，則需要做出自動切除的操作，及時且精準地完成調(diào)節(jié)；而在3點偏差較大的情況中，則應當確保系統(tǒng)可以始終選取中值量，若產(chǎn)生偏差并且其有持續(xù)增加的變化，則予以自動切除，有效解決問題。

3 合理應用硬接線

硬接線在保護回路中的重要性不言而喻，若DCS失效，則可以繞過DCS以更為直接可靠的方法實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的應急操作，此時可以突破DCS失效所帶來的處理局限性。對于各重要部件，若要有效提高對其的保護水平，則要適配硬接線，通過此方式有效保證系統(tǒng)的可靠性，盡可能規(guī)避異常運行的狀況[1]。

在機組建設初期，通常會為DCS系統(tǒng)適配MFT、ETS控制柜，同時也會根據(jù)基礎配置條件用特定的硬接線連接機組以及核心輔機，通過硬接線的應用，實現(xiàn)對各類設備的有效保護。但就實際狀況而言，為滿足運行工況的要求，應針對硬接線回路做全面的優(yōu)化，提高其與實際應用環(huán)境的適應性水平，有效發(fā)揮出硬接線在安全保護方面的作用，提升保護系統(tǒng)的可靠性。

4 系統(tǒng)電源合理布置

系統(tǒng)正常運行時，必須有可靠的兩路獨立的供電電源，且至少有一路必須是UPS電源，并確保電源切換對系統(tǒng)不產(chǎn)生擾動。UPS供電主要技術指標應滿足規(guī)定要求，具有過電流、過電壓、輸入浪涌保護功能和故障切換報警顯示，且各電源電壓宜進入故障錄波裝置和相鄰機組的DCS系統(tǒng)以供監(jiān)視；UPS的二次側(cè)不經(jīng)批準不得隨意接入新的負載。最大負荷情況下，UPS容量應有20～30%余量。應設計有DCS電源電壓超限、兩路電源偏差大、風扇故障以及隔離變壓器超溫等報警信號，以便于及時發(fā)現(xiàn)DCS電源系統(tǒng)早期故障。

5 定期做好熱控設備的切換、測試工作

隨著減人增效深入，熱控試驗維護故障有所松懈，使不少熱控設備存在著嚴重的安全隱患，因此認真做好測量、切換、試驗工作是確保熱控設備可靠工作的保證。應認真做好下列熱控設備的定期測量、切換和試驗工作：①冗余設備（如DPU、UPS等）的定期切換試驗；②絕緣電阻（如執(zhí)行器、變送器、接線端子等）測量；③保護動作試驗、自動系統(tǒng)擾動試驗等；④在大雨、大霧天氣或過后，應對現(xiàn)場安裝的熱控設備進行檢查、測量或試驗，以便及時掌握設備狀況，保障安全運行。

對安裝在比較潮濕、具有腐蝕性環(huán)境下的熱控設備，除上述工作外，應適當增加一些測試次數(shù)，以提高熱控設備運行的可靠性。

6 結語

發(fā)電機組逐步具有大型化、規(guī)模化的特征，內(nèi)部組成更為復雜、外界環(huán)境干擾作用較強，因此必須有效提高整體穩(wěn)定性、可靠性。熱控保護系統(tǒng)則是增強穩(wěn)定性的關鍵裝置，其自身需具有運行穩(wěn)定、動作正確、反應靈敏等多重特性，簡言之，熱控保護系統(tǒng)具有可靠性是確保發(fā)電機組得以正常運行的關鍵前提之一。