探讨电厂热工DCS保护误动和拒动原因和对策

探讨电厂热工DCS保护误动和拒动原因和对策

吴丁丁

（华电新疆发电有限公司红雁池电厂830002）

摘要：随着我国发电厂的单机容量和装机容量日益增加，很多超临界和超超临界机组相继投入运行，热工保护系统在电厂中的地位也不断提升，已经成为发电厂的一项重要核心技术。拥有可靠的热工保护系统可以有效降低机组运行的事故发生率，但是在实际运行发电机组时，常常有很多不可控的因素出现，使热工保护系统出现拒动或误动，致使机组停机，这种情况的发生会给企业造成巨大的经济损失，同时会威胁到电网的稳定。所以，热工保护系统的可靠性是保障发电机组安全稳定运行的关键。

关键词：电厂热工；DCS；保护；误动；拒动

一、DCS系统的概述及应用分析

1.1DCS系统的概述

DCS系统是一种集散性的控制系统，和传统的集中性的控制系统有很大的区别，是一种比较新型的控制系统。DCS控制系统以传统的计算机控制系统为基础，并通过改善内部软件工作环境与创新工作思维进行操作的，因为其中包括计算机控制系统与显示系统等，所以DCS控制系统又被称为4C技术。DCS控制系统的纽带是微型计算机的局域网，所以是一个安全性比较高、时效性比较强的控制系统，不仅可以对操作过程进行实时控制，还可以对控制过程进行全面监控。

1.2DCS系统的应用

目前，我国的电力行业已经将DCS控制系统广泛地应用于热工控制系统中，而且我国绝大多数电厂也都采用了这种自动化的控制系统。DCS系统在火电机组的应用中主要是对锅炉的炉膛安全问题进行监控，并将收集的信息进行集中管理。DCS控制系统不仅可以大幅度提高火电机组的运行效率，还可以调节电厂的热工控制系统各方面的功能，并对其实行全方位的保护，保障电厂热工控制系统的安全运行。但是，目前我国的DCS系统还存在一定的问题，所以需要相关人员进行更加深入的研究，对其系统的控制功能进行扩展。

二、电厂热工DCS保护误动和拒动原因分析

2.1系统软硬件故障

为了使电厂控制器在发生故障时，还能够发挥停机保护的作用，电厂在以往的DCS控制系统中加入CCS、DEH等控制站，但是随之而来的硬件保护误动情况也频繁出现，比如输出模板发生错误、信号处理卡被破坏等原因都是造成误动的主要原因。除此以外，端子板上的保险丝因为其容量比较小，所以在实际的工作中容易出现熔断情况，进而导致DCS系统误动或拒动等问题的出现。

2.2人为操作不规范

在日常的维护、检修等工作中，工作人员没有按照规定的操作规范、操作流程等进行操作，这也会导致DCS系统误动或拒动等情况的出现。比如，工作人员在没有确定测量信号的情况下，就将其加入汽机真空低保护，这就会引起保护误动情况的出现。

2.3电缆接线和热工元件故障

现阶段电厂中的管理体系和制度越来越完善，大大提高了工作人员在工作中的规范性，这样就大大促进了线路设备使用周期的延长。然而因为电厂环境中的温度、湿度和粉尘的含量要高于一般场所，所以电缆的磨损速度非常快，非常容易出现破损情况，这就导致电缆的绝缘性能大大降低，非常容易出现短路情况，进而导致保护误动情况的出现。比如，电缆在机头高温区中容易被破坏，所以该区域内的保护误动出险率也比较高。除此以外，热工元件会受到温度、压力等因素的影响，这也会导致误动、拒动等问题的出现，所以设计人员在进行设计和应用时，需要做好对控制点单原件保护的设计和应用。

三、电厂热工DCS保护误动和拒动的防范策略

3.1改善DCS电源切换问题

在一般情况下，DCS系统的供电是由互相独立的两路冗余电源来完成的，然而，这两路独立的电源在进行实际的工作时需要进行电源的切换，这两路电源在进行切换时，所采用的切换的方式，会使设备电源出现故障，这在进行生产活动中经常会发生，但又不太会引起注意。通常情况下，进行电源的切换，需要两个继电器来完成，这两个继电器平分了电源的负荷，所以说，在进行切换时，两者任何一路出现电压波动的情况，都会直接造成电源产生环流，进而无法供电，导致DCS系统失电情况出现。进行电源的切换时，可以采取图中的切换电路的原理图来进行设计。如图1。

在原理图中，我们不难看出，DCS电源供电的切换的原理，实际上是将负载电源设计在一路电源上，将第二路的电源仅仅是作为辅助的电源，这样无论什么情况下，系统的供电都是由主供电电源进行提供，采用这样的方案来进行电路的切换，就可以避免这个问题。在进行另外的一路电源的切换时，也是采用这种原理，只不过两者所扮演的角色不同。

3.2增强DCS系统的抗干扰能力

要想保证整个系统的正常运行，一定要尽最大的可能将DCS系统的抗干扰能进行加强，与此同时也要尽可能的降低外界的干扰。笔者通过多年的工作经验，总结了一些经验，对于提高火力发电厂的系统抗干扰能力起到了一定作用，在这里，简单的就电缆的抗干扰性、信号的防干扰性以及系统接地等三个方面进行简单的介绍。DCS系统要选择最适宜的接地地点，在进行DCS系统的接地设计时要不断的有所提高和突破，改良接地的方式，完善接地系统。选用通道线时，通道线的截面在正常情况下不得低于20mm2，同时接地的电阻也应该要尽量的降低，一般不得超过2欧姆。并且，接地极埋在建筑物外围15m左右的位置最为适宜，这样才能够保证系统与强设备间的距离，其间的距离不得低于10米，这对于DCS系统的抗干扰能力来说会起到非常大的作用，可以说是已经最大限度的对其抗干扰能力进行了提升。

3.3改善热控就地设备的工作环境条件

在前边的文章当中对于火力发电厂热工DCS保护产生误动、拒动的原因作了全方位的系统的分析，我们也不难看出，如果想要系统的安全性以及可靠性做全面的提高以及升级，这就要将热控就地设备的工作环境控制好，热控就地设备工作的最适宜的工作环境，对于系统各方面的提升具有非常重要的作用。所以说，一定要为热控就地设备提供最适宜的工作环境，同时，火力发电厂要对此提起特别的重视，一定要从以下几个方面进行严格的把控：保证就地设备最大限度的远离热源、保证其远离干扰和辐射；保证就地设备的接线盒在进行加工时做好密封防潮工作，安装时还要对其的抗腐蚀能力进行加强。

结语

火力发电厂对于电厂热工DCS系统的依赖性非常强，可以说是火力发电厂的生存和发展的关键所在，在文章当中对热工DCS系统的内涵以及研究价值都做了简单的介绍，主要涉及了DCS软硬件故障、热工元件故障、电缆接线故障、设备电源故障、人为因素等的几个大的方面。通过这几个方面的简单的描述，已经是对热工DCS保护误动、拒动的原因进行了非常详细的论述。与此同时也针对这一系统提出了具体的措施进行完善，在文中所提到的改进措施设计到的方面有很多，主要是DCS电源切换问题、增强DCS系统的抗干扰能力等。

参考文献：

[1]李树宝.热工保护浅析[J].科技创新与应用，2012.

[2]万太浩.分析热工DCS保护误动原因及防止措施[J].电子世界，2014.

作者简介：

吴丁丁（1990.9.28—），性别男；籍贯江苏；民族汉；学历本科；职称中级工：职务：设备维护部热工程保班检修工，研究方向；程控保护，单位；华电新疆发电有限公司红雁池电厂.