电厂热工保护误动的原因及应对
【摘 要】在火力发电厂中，热工保护是保障机组安全运行各种方法中的重要组成部分，它负担着整个电厂设备的安全保护工作。然而在机组运行的过程中，不可避免地会发生热工保护误动的情况，会造成整机组的非计划停运，不但可能损坏现场设备，还会影响经济效益。因此对其进行相关研究与分析是非常必要的，本论文首先对发电厂的保护误动原因进行分析，并在此基础上提出相关的整改措施，以期可以提高电厂系统运营的稳定性，确保日常安全顺畅的生产。
中国论文
【关键词】热工保护；误动；整改措施
引言
热工保护是维护发电厂发电机组安全稳定运行的重要措施，其对于各台发电机组有着十分重要的作用。但是在日常的生产中，热工保护经常会不可避免地会出现误动的现象，这在一定程度上会对机组产生不良的影响，同时也会对电厂的经济效益产生损害，甚至带来一些负面的社会影响。热工保护的误动发生原因有相当部分起源于设备自身的故障，触动了相关安全性机构，进而使得整个机组停止运行。因此误动对于发电厂有着很大的害处，我们要从根本上分析其原因，并杜绝其频繁的发生。
1 热工保护被误动的原因分析
1.1 DCS控制系统发生故障
DCS控制系统出现的问题通常包括软件和硬件两个方面，随着DCS控制系统应用的愈发广泛，相关职能部门为了使机组的安全性、稳定性上升一个层次，进而在热工保护系统中同时加入了CCS，DEH等控制站进行复合调控，这样在机组发生故障时，两个相关的控制站能够同时对问题进行检查并实现停机保护，这样的复合诊断方式通常就会引起DCS系统故障的发生，其中经常发生的有：信号处理卡的烧毁、输出模板传输数据不正常、以及络通讯故障等。
1.2 热工元件发生故障
热工元件是对系统保护过程中对信号的传输与采集的重要工具，其是否能正常、平稳的运行，直接关系到对整个机组热工保护的安全性。但是在日常生产中，由于过程中温度、压力等因素变化的原因，常常会导致其收到错误的停机信号，这就会使得主辅机产生误停的情况。在发电厂系统中，据调查显示，因为热工元件所导致的误动保护措施导致机组误停的故障占所有故障的一半以上，通过事后的故障检修发现，大部分的故障均是由元件质量不高、元件老化严重引起的，所以在热工元件的选配中应该尽量的避免单点的保护模式，尽量的通过复合的控制方式来进行机组的保护，最大程度上降低因为误动造成的机组误停的风险。
1.3 电缆接线出现问题
由于工作的特殊性，机组运行现场不少为高温、潮湿等特殊环境，这种极端的条件下往往会降低电缆的绝缘性能，进而大大的提升发生短路的可能，无形中增加了安全隐患，在部分电厂中，多次出现过因为蒸汽排出导致电缆短路进而热工保护误动造成大面积停工的现象，因此在日常的工作中要充分的注意特殊位置的电缆的工况与工作条件，进而减少这个误动的发生。
1.4 设备电源出现问题
随着电厂整体控制自动化程度的不断提高，电厂通常在保护系统中加以DCS系统进行安全保护，同时对过程控制部件采用电源保障系统。但是，近年来因为电源故障而引起的保护误动情况越来越多，也已成为引起故障的一个主要原因。发生此类问题的首要原因就是设计的不合理性，同时还有因为环境因素导致的电源接触不良，进而使得电源出现问题，导致生产过程停工。除上述原因之外，DCS控制系统都是由冗余配置部件所组成的，一般在生产过程中其电源不容易产生问题，除非当机载连续工作过长的时间后，就会导致电源设备内部的老化，进而输出电流不能维持稳定，输出的波动往往会扰动保护机组的安全机制，进而引起误动影响生产。
2 对热工保护误动的防范机制
2.1 修复DCS系统电源的相关缺陷
电厂控制系统中的DSC电路是有独立的两路电源进行能源供应，在实际生产中，两路电源在供电时并不是实时的共同工作，而是在相互间有一个切换的动作，而在切换的过程往往容易导致电源设备发生故障。一般来看，两个电路系统的切换是由继电器来完成的，每个继电器负担整个系统一半的负载，如果其中一条发生了电流扰动，就会出现电源环流的不良现象，进而导致整个系统供电失常。这样为了改善这个情况，我们在日常生产中可以将其中一路的电源作为主要的供电源，而另外一路作为辅助供电，整个系统的供电以第一路电源为主，这样就会大大的增强整个系统的稳定性，同时另一路的负载也是采用相同的方式，仅将两路电源的位置进行调控即可。除此之外如果电路改由UPS系统为其供电，那么将会大大的提升电路电压的稳定性，进而会有效的减少电路波动的产生，提高生产的顺行与稳定。DCS电源供电系统如下图所示。
图1 DCS电源供电系统图
2.2 增强DCS系统的抗干扰性能
首先对于DCS系统的放置地点应该加以现场勘查，尽量选择适宜的接地点，一般要选用大于20平方毫米的接地线，同时要保证其电阻小于2欧姆，距离周边建筑物要远离达到15米。而对DCS系统进行控制的弱电设备与其他发电厂的强电装置要保持一定安全距离，以减少干扰，通常需要保持在10米以上，只有注意到了以上的各个关键点，才能有效的降低因为强电产生电磁波所产生的电磁干扰，同时在修缮的过程中保证其安全性，降低了一定的成本，实现资源与空间的最优配置。此外，在选择接地线的时候要注重其与DCS系统的匹配性，做到同一台机器要全部采用相同的接线电缆，这样在信号的传输中能有效的减小不同电缆因为导电率不一样而产生的干扰情况。
2.3 改善电厂的工作场地环境
通过上文中对引起DCS系统误差的原因分析，可以知道工作场地的条件对于仪器设备的安全与传输数据的准确性都有着十分重要的影响，因此在日常工作的维护中要注重对仪器周边环境的维护与保持，加强对该工作的重视。我们在设备的布局中尽量注意让其原理高温热源，对有辐射的设备加以屏蔽，不让其影响到周边的设备，同时对容易受潮、吸附灰尘的设备在设计时要加以维护与放腐蚀，同时一些调控开关、电缆等设备，尽量设置在可控仪表箱内，这样可以提高设备传回数据的稳定性，提高设备的使用寿命。
2.4 减少冗余的设备设计，优化生产系统流程
因为热工保护设备是要对整个发电流程进行保护，所以其涵盖了流程中的所有步骤，同时还涉及大部分的数据传输与保存，因此只要某一个环节出现问题，就会导致热工保护机制发出相关的停机信号，这会造成发电厂机组的频繁启动、停机，对设备的危害是很大的。因此，要在实际生产的过程中不断地完善优化流程，提高系统保护的可靠性与稳定性。为实现上述目的，需要改善的就是DCS与DPU系统的冗余设计，因为比较重要的信号节点需要比较稳定的控制，这种冗余设计可以对其进行高效的监控与调节，那么在一些重要的测量节点上，可以用来检测未知的危险源，也可以提高系统可操控性。另外，对于涉及到需要保护的重要观测点，可以通过逻辑系统进行调控，尽量不适用以上的单点判断作为其保护机制。
3 结束语
在我国工业高速发展的时代，电厂内的各种设备的自动化调控也已经得到了相应的发展，同时，我们要对从业人员的自身素质进行加强训练，做好相关基础设施的维护与保护工作，了解相关热工保护机构的工作机理，做好防范工作，努力地减少事故发生的频率，严格限制热工保护误动的发生频次，从根本上提高热电厂的生产效率与设备的寿命，进而提升其经济效益与竞争力。
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