电厂热工保护系统的可靠性分析

张毅

杭州众工电力科技有限公司

摘要：

在电力发电行业不断发展的过程中，热工保护系统起着举足轻重的作用。它是火力发电过程中不可或缺的一部分，发电机组在启停、运行期间，如果出现可能危及设备及人员的异常工况或突发故障，可由热工保护系统对这些情况进行分析、判断，并根据系统预设指令做出实时预警或自动处理，从而最大程度上保障机组运行安全。热工保护系统的可靠性直接影响着整个发电机组的正常运转。本文就完善电厂热工保护系统可靠性措施做了一系列的分析与研究。

关键词：电厂；热工保护；可靠性分析

0引言

在我国经济快速发展的今天，电力发电事业也得到了飞速的发展，火力发电机组是发电厂重要设备之一，而热工保护系统是热发电机组不可分割的一部分。

其可靠性对于发电机组的主要和次要设备安全稳定地运行至关重要^[1]。当热工保护在火力发电机组正常运行时，能够实时监测电厂相关设备的各项参数检测，一旦超出标准范畴，系统内的自动紧急联动功能就会启动，有具体的措施进行保护，从而避免引发软化机组故障、设备故障等重大问题，降低电力企业的经济损失。

近几年，随着发电厂的创新发展，在发电机组容量、参数等方面均提出不同要求，促使热电自动化技术水平不断提升，在应用过程中借助热工保护系统对发电机组运行情况实时监测，有部分发电厂只重视发电机组容量增大，却忽视热工保护系统可靠性提升，导致发电机组运行阶段的故障频率持续升高，整体效果不理想^[2]。对此问题解决，也充分说明了热工保护系统可靠性提升的必要性，因此，热保护系统的可靠性是提高发电机主、辅设备正常运行的关键。本文将从电厂热工保护系统常见故障入手，结合实际做好电厂热工保护系统维护措施，极大地提高热工保护的可靠性，从而提高发电机组的安全性和经济性。

1电厂热工保护系统常见故障

1.1软、硬件故障

软件、硬件是热工保护系统的重要组成部分，直接影响了系统维护性能的发挥。由于电厂对于软硬件的控制不当常导致DCS分散控制系统出现故障。在 DCS分散控制系统发展的过程中，会在热工保护中加入一些比较重要的过程控制站，防止两个CPU同时发生故障时，发生停机。以确保发电机组的正常运行及运行的安全性。在热工保护系统中增加过程控制站，有助于解决两个CPU故障问题，但是，并没有考虑到热工保护系统的漏洞处理与保护，只满足了发电机组运行要求^[3]，而热工保护系统中的软、硬件故障问题依然发生，使热发电机组整个系统仍存在较大的安全隐患。

1.2热控元件故障

热工保护系统也受到热工元件的影响，一些热工元件在运行一段时间后而没有得到及时更换、或者热工元件本身生产质量不合格或者是没有对相应的元件进行冗余设置等等，经常会引发热控元件故障，例如：温度、压力、阀门位置、流量等，如果它们对电力系统误发信号，就会导致对发电主机以及辅机保护误动、拒动的占比率增加，从而对发电主机造成很大的影响，引发不必要的风险。

1.3电源故障

在热工保护系统中，也经常会出现电源故障。例如，在热工保护系统中加入的DCS分散控制系统，它主要是用来保护电源停机故障时保护电源。在热控制电源工作的过程中，这相对的增加了热工保护误动、拒动出现的次数，造成了一定的损失。此外，由于电源插件设计不合理、开关质量不好或者因为污染、磨损等原因，导致接触不良都会引发热工保护系统的电源故障，若不能在第一时间将问题解决，严重影响机组的运行安全。

1.4线路故障

对于各种电气控制系统来说，线路连接都是极为重要的一方面。电缆接线不合理，或者是电线的绝缘层因为高温、老化等原因出现破裂，导致绝缘失效，也有可能因为潮湿、生锈，出现短路或发热等情况，造成热工保护系统的误动。会使得整个热下保护系统难以正常运行，影响了整个系统性能的发挥。

1.5人为故障

人为因素也是导致热工保护系统发生异常运行和故障问题的一项重要原因。在热工保护系统的设计、安装，以及后期运行维护等环节，都需要由相关人员进行操作。如果经验不够丰富、技能不够扎实，很有可能因为设计不当、安装失误，导致热工保护系统的功能难以顺利实现，运行时也有较大概率发生故障。例如，机组ETS保护系统的I/O模块的电源部分，采用双路冗余设计以保障其运行安全。但是设计或安装时将双路电源并联，就会导致ETS无故障跳闸。

2电厂热工保护系统优化措施

2.1做好硬件设备、线路检查

热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，如出口卡件的可靠性，在设备投入使用前，对检测元件及卡件进行校验，保证运行可靠，确认合格后再使用。加强电厂对热工保护系统的日常维护与管理，仔细检查是否有传动装置上所有接头的迁移情况，了解设备的当前状态，重点检查线路、附件是否有积水、积灰、浸油或电缆暴露情况，及时发现系统运行中存在的安全隐患，并在第一时间处理，加大对隐患故障的关注，在隐患还未爆发出来以前就要将其解决掉，做到防患于未然

^[4]。热工保护、实施等装置采用了大量的集成电路设计，对环境因素很敏感，如温度、湿度、灰尘等因素，所以要做好设备密封、高温防护等措施。但是，在实际应用中，仍然会出现设备误动情况的故障。因此，工作人员在设备调试运行的过程中应该做好调试记录，避免此类情况的发生，此外，工作人员也要严格认真仔细的做好系统校验的每一个环节，有效的减少故障的发生。

2.2选取技术安全、可靠的热控元件

热工保护系统对热控元件质量有严格要求，为保证热工保护系统能够正常运行，应选择合适的热控元件。在热控自动化中，应加大对热控设备的投资，选择优质的热控设备，促进电厂正常运行^[5,7]。实时掌握市场发展形势，掌握不同阶段市场上热控元件质量与价值，针对发电厂对热工保护系统创新模式和发展目标的要求，能对热控元件选取做好充分的准备，提升热工保护系统的可靠性。此外，还要做好冗余设计，良好的冗余设计能够为电源监控的实现奠定基础，更是提高热工保护系统安全稳定运行的根本，所以，在实际利用中应将冗余设计作为重点。

2.3做好专业技术人员的培训

提升工作人员的职业素养，为了保证热工保护系统的正常进行，工作人员应当树立“安全第一”的意识。由于人为因素造成的热工保护系统异常问题，电厂应当定期组请专业人士到企业为技术人员培训，或者组织相关技术人员在外学习，规范技术考核，考试合格者才能继续留任企业工作，并为其颁发从业资格证书。同时，热工保护技术是由设备厂家经长时间的辛苦钻研和不断的实践而设计出来的，其技术技巧比较成熟。在没有经过设计厂家允许的情况下，我们不可以私自对其进行更改或者是删除，跟厂家技术人员讨论之后再做更改，通过不断地学习技术，提高对自身素养，这也是有效防止热工保护系统故障发生的有效方式。

3结束语

电力事业的发展关系着国家经济命脉的发展，而热工保护系统的可靠性对火电机组正常的作业生产有着重要的意义，热工保护系统可靠性的提高不仅能够保护电力设备正常运转，也能促进现代化电力企业的发展。因此，本文针对提升热电保护系统可靠性的相关措施，如果能够应用到实际工作中，将对发电机组的运行起着至关重要的作用，一定会促进电力行业的蓬勃发展。

参考文献

1. 苗颖.电厂热控保护系统可靠性分析[J].黑龙江科技信息,2017(18):114.

2. 张丽敏,包旭东. 电厂热工保护系统故障探析[J]. 中国新技术新产品,2011(4):231.

3. 张宁.火电机组热工保护可靠性分析[J].山东工业技术,2018(22):165-166.

4. 贺胜.电厂热工控制系统应用中的抗干扰问题分析[J].中国高 新技术企业,2014,(30):47-48.

5. 张丽敏,包旭东.电厂热工保护系统故障探析[J].中国新技术新产品,2011(04):231.