热工保护拒动、误动原因分析及防范措施

热工保护拒动、误动原因分析及防范措施

张博 ,李君 ,郭建伟 ,李秋阳 ,韩宇

华能沁北发电有限责任公司  河南济源市  459000

摘要：热工保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。本文就火力发电厂热工保护时常会发生的误动、拒动情况进行了原因分析，并根据生产经验总结出一些解决对策，对提高热工保护的可靠性，维持机组的安全运行提供参考。

关键词：火力发电厂；热工保护；误动；拒动；措施

0 前言

热控保护系统是火力发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。但在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，称为保护误动，并因此造成不必要的经济损失；在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和扩大。随着DCS控制系统的成熟发展，热工自动化程度越来越高，凭借其巨大的优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。

1 热工保护误动、拒动原因分类及分析

1.1 DCS软、硬件故障

主要原因是信号处理卡、输入输出模块、网络通讯等故障引起。如我厂三期#5机组（ABB Symphony 控制系统）就曾因为环路通讯故障造成机组跳闸。经查原因为环网通讯同轴电缆接地导致通讯闭塞。

1.2 热控元件故障

因热工元件故障（包括温度、压力、液位、流量、阀门位置元件、电磁阀等）误发信号而造成的主机、辅机保护误动、拒动占的比例也比较大，有些电厂因热工元件故障引起热工保护误动、拒动甚至占到了一半。主要原因是元件老化和质

量不可靠，单元件工作，无冗余设置和识别。

1.3 采样信号不满足要求造成的误动或拒动

在这一类误动或拒动中，主要发生在汽包水位保护、炉膛压力保护、真空保护、润滑油压保护等需要三选二保护。主要是采样信号不能满规程的要求，尤其是汽包水位保护。在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，对汽包水位保护有严格的规定，要求水位保 护和调节的信号要分开，同时要求过热器出口压力为13.5 MPa 以上机组的水位信号以差压式水

位计为基准。由于很多机组的锅炉汽包开孔有限，在现场又不能在汽包上开孔，因此，很多机组往往都是保护和调节都采用同样的信号，有的机组在同一根取样管上接2 个差压变送器，分别用于保护和调节。表明上看这两个信号是独立的，实际上由于共用一根取样管，这2个信号会互相影响。一旦发生泄漏等情况，也容易发生保护误动或拒动的情况。

1.4 继电器原因造成的误动或拒动解决措施

目前，DCS 系统对外围设备的启、停控制都是通过继电器来实现的，当继电器工作不正常时，就会发生保护误动或拒动事故。对于已运行多年的老机组来说，这种情况更容易发生。原因时继电器工作时间长了以后，其接点由于氧化等原因，会出现虽然继电器正确动作，由于接点的接触电阻大，实际上该接点没有接通，相应的保护动作没有发生，也就是系统发生了拒动。而对于固态继电器，经过长期工作后，由于元件的老化，其导通电压会降得很低，以致于感应电压就可以使其导通，从而导致误动事故得发生。

1.5 DCS电源问题造成的误动

DCS 系统的电源虽然都是冗余配置，电源一般不容易出现问题。但是当电源模件使用时间较长时，由于电源模件老化，电源模件输出的电压不能维持模件正常运行所需要的电压，导致模件不能正常工作，从而引起机组保护误动。有些系统，如ABB 的SYMFONY，其模件所需的电源经电源模块转换后，先统一接到背板上的电源棒上，然后再接到模件上，连接处用螺母压接。这样，一旦电源输出接头松动，就会造成压降过大，导致卡件的工作电压达不到要 求，最终引起机组保护动作。

1.6人为因素

因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。

2 防止热工保护误动、拒动应采取的措施

（1）对一些重要热工信号也应进行冗余设置，并且对来自同一取样的测点信号进行有效的监控和判断，重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散危险，提高其可靠性。重要测点就地取样孔也应该尽量采用多点并相互独立的方法取样，以提高其可靠性，并方便故障处理。一个取样，多点并列的方法有待考虑改进。总之，冗余设计对故障查找、软化和排除十分快捷和方便。

（2）尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。随着热控自动化程度的提高，对热控元件的可靠性要求也越来越高，所以，采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体的可靠性有着十分重要的作用，根据热控自动化的要求，热控设备的投资也在不断地增加，切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下，一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。

（3）保护逻辑组态进行优化。优化保护逻辑组态，对提高保护系统的可靠性、安全性，降低热控保护系统的误动、拒动率具有十分重要的意义。

（4）电子间（机房）要求照明完好、墙面和地面整洁，电源柜、控制柜中电缆孔洞用耐火材料堵严，门柜关好锁好。

（5）设备管辖责任人应到计算机房对所辖设备进行巡回检查，要求室温控制在18～24℃，相对湿度控制在45％～85%，并做好检查记录；夜间值班应保证到计算机房进行一次巡视，双休日值班人员应保证在白班、夜班各进行一次巡视。当湿度较低时需及时启动加湿器保证机房湿度。

（6）每天巡视检查电源柜中保安段和UPS段电源投运及切换情况；各柜中分电源开关、保险是否投入，是否符合要求。

（7）每天巡视机柜中风扇、电源模件、主模件、子模件、输入/输出端子板等工作情况；并且通过EWS、操作员站、历史站查看系统状态、环路通讯、报警信息及机组的主要参数。发现异常逐级上报，并立即组织消除缺陷和异常。

（8）重点检查主保护、重要辅机保护投切情况以及接线情况和保护定值设定值，保护投切操作和定值修改操作应严格执行《热工保护投切和逻辑修改制度》的规定。

3 结束语

随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。但是，无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对可靠（即不出故障）是绝对办不到的。因此，在一定意义上讲，“有故障”是绝对的。但是，故障与事故之间并不是必然的关系，对故障也不是不能防范，关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。努力使热工保护的正确动作率达到100％，为热力设备的安全运行把好最后的一道关。这是我们设计、安装、调试、检修人员追求的最高目标。

参  考  文  献

[1]王跃，孟春花.热工保护误动、拒动原因分析与策略探讨[J].世界华商经济年鉴・科技财经，2012（12）. 
[2]罗瑞.浅谈火力发电厂热工保护系统误动及拒动的原因及对策[J].中国科技博览，2011（25）. 
[3]梁宝燕，习宝全.分析热工保护误动作的原因及处理对策[J].中国科技纵横，2013（05）

[4]陈永秋.火力发电厂热工保护误动拒动原因分析及对策[J].电力技术，2010（4）