电厂热控DCS控制保护回路误动作原因和解决对策

电厂热控DCS控制保护回路误动作原因和解决对策

邓晓坤

辽宁大唐国际葫芦岛热电有限责任公司  辽宁省 葫芦岛市 125000

摘要：随着工业自动化的快速发展，DCS控制系统在电厂行业生产控制中的应用越来越广泛，目前电厂应用的分散控制系统（DCS）能提供参数超限的报警和仅根据参数的变化控制设备的保护动作，但是无法对具体故障给出操作指导的手段，对此，本文对电厂热控DCS控制保护回路误动作的原因和解决对策进行研究，供参考。

关键词：电厂热控；DCS控制；保护回路；误动作；解决对策

引言

电厂锅炉作为燃烧装置，是煤炭、天然气等化石燃料发生反应的场所。为了方便电厂设备的检测，电厂开始使用DCS远程控制和自动化操作的平台，代替了部分人工操作的工作，使电厂面向自动化、现代化发展。受到高温热偏差的影响，DCS控制出现了较多的误动作，影响电厂设备的正常运行。针对此类问题，研究人员设计了多种解决方案。其中，基于多元信息流的电厂热控误动作优化方法，与基于ATP-EMTP仿真的电厂热控误动作优化方法的应用较为广泛。基于多元信息流的电厂热控误动作优化方法，主要是利用多元信息流，对误动作数据进行预测，从而避免DCS控制误动作。基于ATP-EMTP仿真的电厂热控误动作优化方法，主要是利用ATP-EMTP仿真模型，识别回路误动作，从而进行针对性措施。以上两种方法均无法避免热偏差，误动作问题仍然存在。因此，本文研究了电厂热控DCS控制保护回路误动作原因及对策这一课题。

1DCS技术基本介绍

1.1DCS技术的基本原理及组成

分布式控制系统（DCS）是一种以计算机技术为基础的自动化控制系统。其基本原理是将系统的各个控制单元分散在现场，并通过通信网络将这些单元连接起来，实现集中监控和管理。DCS的核心思想是将控制功能分散到各个子系统中，通过计算机和网络技术实现数据的实时传输和处理。这样不仅提高了系统的灵活性和扩展性，还增强了系统的抗干扰能力和可靠性。DCS系统通常包括以下几个部分：过程控制站（PCS），负责现场数据采集和控制执行。操作站（OS），用于人机交互，提供系统的监视和操作功能。工程师站（ES），用于系统配置、编程和维护。通信网络，用于各个站点之间的数据传输。

1.2DCS技术在电动机控制中的应用优势

DCS技术在电动机控制中采用高精度控制，通过先进的控制算法和实时数据处理技术，DCS系统能够实现对电动机的高精度控制，确保生产过程的精确和稳定。DCS系统能够集成各种传感器和执行器，实现对整个生产过程的综合控制和管理，提升系统的整体性能。

2电厂热控DCS控制保护回路误动作的原因

2.1热控系统设备故障或操作错误

当热控系统出现问题时，可能会导致DCS控制保护回路误动作。热控设备是热控系统的核心部件，热控设备故障可能会导致无法正常监测和调节热控系统中的温度和压力等参数，导致热控系统无法正常运行，致使DCS控制保护回路误动作。此外，热控系统的操作错误可能导致热控系统中的参数异常，从而导致DCS控制保护回路误动作。为了避免DCS控制保护回路误动作，需要定期维护和检修热控系统，确保热控设备的正常运行和系统的稳定性。同时，需要培训和管理操作人员，确保操作规范和正确。

2.2电源或传输信号线接地

当电源线或传输信号线与地之间存在电连接时，会形成电源或信号线接地的情况。（1）电源接地是指电源线（交流电源或直流电源）中，一条或多条线与大地之间存在电连接。如果热控系统的电源线接地，可能会导致热控系统中的传感器或控制器无法正常工作，从而使DCS控制保护回路出现误判异常情况。（2）传输信号线接地是指信号线与地之间存在电连接。如果热控系统的传输信号线接地，可能会导致热控系统中的传感器信号或控制信号异常，从而导致DCS控制保护回路误判异常情况[6]。

3解决对策

3.1严格管理热控设备质量

为了能够减小DCS控制系统运行过程中保护回路出现误动作的概率，就必须对相关设备进行严格管控，提升热控设备的质量，尽量选择具备良好性能的产品，以此来提升系统的运行效率。进行设备采购时，必须要全面对比多家不同供应商的信誉度以及产品的质量，严格按照标准的采购流程，做好供应商的选择工作，对进口的产品也需要仔细核验产品的合格证明以及出厂检验报告。新采购的设备或者维修后的设备都必须进行严格的试验检测和验收，重点是对设备的外观进行检查，并且对设备进行电气试验和功能测试。重点设备还需要按照检测流程的要求进行质量检测，通过建立完善的质量管理机制，健全设备管理档案，保证其质量和性能都满足电厂运行的具体要求。最后，热控设备在实际运行过程中还应该结合电厂运行状况，制订科学合理的保养计划，定期对设备进行清洗，更换容易破损的零部件，建立精准的维护档案，确保设备始终处于正常的运行状态。

3.2加强电源和传输信号的有效接地

第一，应从根本上提升接地保护系统运行水平。DCS系统运行中，接地系统是提升电源接地以及信号传输效果的重要设备。保证接地系统运行的可靠性，结合国家标准的规定，选择合适的接地材料，尽量防止电阻值过大或者过小的问题。第二，实现数字信号和模拟信号的分离接地。要想提升系统运行的可靠性，还要做到数字信号和模拟信号的分离接地，尽量减少数字信号频率对模拟信号产生的干扰，可以使用分离接地或者共模抑制的方式，确保信号传输质量。第三，优化传输路线。DCS控制系统运行过程中，信号接地和电源系统非常关键，通过全面优化线路的走向和布局，能够有效减少高压线路等干扰源，还可以使用光纤或者屏蔽线来提升线路的抗干扰能力。第四，避免出现接地环路。系统运行过程中，针对信号进行接地处理最常见的问题在于接地环路，所以要避免出现接地电位差，可以使用星形接地或者单点接地的方式，全面提升接地效果。第五，对系统进行定期的检修和维护。应该定期对接地质量进行必要的检测，做好维护工作，重点开展装接地装置的检查、电阻值测试和清洁工作，一旦发现异常状况就立即上报，依据相关部门来保证接地系统运行的可靠性。

3.3处理评估

在设备故障处理指令执行过程中，故障自处理系统会同步记录设备的实时状态信息，然后通过处理评估模块对处理结果进行评估。如果系统检测到故障处理指令执行后故障状态消除或程度减轻，则给予故障处理正向评估，正向评估后的事件数据信息将进一步被存储和利用，来参与故障模型训练等工作。如果系统检测到故障处理指令执行后故障未消除或故障程度未减轻，则推送该故障处理的事件信息给操作人员，由操作人员调整故障处理程序，比如对此故障进行屏蔽或修正。如果人工干预的操作有效消除或减轻了故障状态，将该处理过程记录下来，可帮助人工总结故障处理经验，形成故障处理程序。

结束语

近些年来，DCS控制系统广泛应用于电厂设备中，对设备运行状态进行监测、传输、控制操作等，实现了部分代替人工的现代化技术。随着电厂设备的更新换代，设备受热、换热环境更加复杂，DCS控制系统经常出现控制误动作，影响电厂设备的正常运行。因此，本文研究了电厂热控DCS控制保护回路误动作原因及对策这一课题。从热控逻辑、热交换辐射均衡等方面，对误动作问题进行优化，为电厂设备的正常运行提供保障。

参考文献

[1]刘依心,赵若琳.多元信息流下的继电保护装置误动作识别系统设计[J].电子设计工程,2022,30(18):151-155+160.

[2]宋立立,孙妍.基于ATP-EMTP仿真的变电站雷电侵入波过电压保护误动作识别[J].测试技术学报,2022,36(05):436-442.

[3]庞忠,肖雷,陈奉智,等.4500kW电动机控制保护回路发现问题及整改措施[J].电气技术与经济,2021(06):63-66+69.