发电厂热工保护系统的故障处理及预控分析

刘政委 曾娟

摘 要：作为发电机组中必不可少的重要组成部分，发电厂热工保护系统为发电机组的安全、正常、稳定运作提供了关键的保证。伴随着我国电力事业的不断发展和电厂装机容量的持续扩大，发电厂热工保护系统也逐步走向了自动化，提高了电厂机组的安全性、可靠性。然而，发电机组的复杂化也使得热工保护系统出现了很多误动、拒动等故障。文章将对发电厂热工保护系统的常见故障作出分析，并在此基础上进一步探究预控的有效措施。

关键词：发电厂；热工保护系统；故障；处理；预控措施

热工保护，指的是机组对自身启停、运行过程当中产生的一些可能危害到相关设备、人员安全的异常情况或危险工况等故障的情况、性质进行分析，并自动采取措施对相关设备进行操作与处理，从而消除异常、避免事故扩大化的一系列动作。热工保护将对某参数在特定范围内、某设备符合安全运作要求的保证作为前提来对运行过程进行监视，在发现参数超越限制或设备不安全运行时及时采取规定动作来进行处理。

1 发电厂热工保护系统当中的主要故障

随着我国科技水平的不断提高，热工保护技术也获得了越来越好的发展，为发电机组的安全运行也提供了更好的保障。然而，在发电机组的实际工作当中，受到诸多不可控因素的影响，一些误动等故障屡见不鲜，在影响企业的经营效益时，也给整个电网的安全带来了隐患。热工保护系统的故障主要包括：控制系统硬件（包括DCS、PLC系统等）的故障，控制逻辑和软件的故障，现场热工元件的故障，线路连接的故障以及人为操作的故障等。

1.1 控制系统硬件的故障

在电厂当中，DCS系统得到了愈发广泛的应用，因DCS系统中的一些通讯卡件、CPU等卡件的问题常常会引起热工信号发生问题，使热工保护系统出现误动的现象。除此之外，因对系统的检查不够及时、维护工作不到位等使得DCS中的保险丝被烧坏、接线端子出现松动等，同样会引发热工保护系统的拒动。

1.2 控制逻辑、软件的问题

在电厂机组中，若控制系统的保护逻辑太简单，便会影响热工保护系统的安全与稳定，例如，联锁保护定值的不合理设置引发系统的操作时间有误差，报警定值的不合理设置会影响工作人员的准确判断，从而导致一些不必要保护动作的发生。

1.3 热控元件的问题

每一个热控元件都有其使用周期，在使用中随着时间而老化，这些老化的元件很容易产生误发信号的情况，因此成为了电厂热工保护系统故障当中的主要故障之一。

1.4 线路连接的故障

电缆接线的断裂、虚接、短接以及外信号干扰等都会导致保护系统的不稳定运行。在电缆出现老化时，其绝缘便会被损坏，使得接线柱内部极易被水和空气中的水蒸气浸蚀，引起断路、虚接，造成系统误动。除老化外，接线问题、屏蔽和防水措施不到位、强弱电缆没有分离等也给保护系统的正常运行带来了隐患。

1.5 测量不够精确

热工元件的质量不达标、精度变低、保温措施不足、零位发生移位等致使热工信号出现较大的误差，影响保护系统的运作。

1.6 人为因素引发的故障

热工保护系统从设计到安装、调试环节都是由人工操作的，一些员工的专业知识不足、综合素质偏低等会引发操作过程中出现失误，例如，拉错了电源、联锁保护的相关热工元件拆卸顺序错乱等，都会引发保护系统的误动、拒动。

2 热工保护系统故障的处理及预控

如何对热工保护系统当中的故障做出及时、合理的处理与预控，是一个值得关注的问题。目前主要包括以下几个方面的措施。

2.1 合理优选控制系统与热工设备

在控制系统当中，可以运用一些交换机、CPU等重要卡件的多重布置实现DCS系统当中的容错率的提升，避免热工保护系统因相关硬件的问题采取保护动作。对于比较重要的保护信号可以在SOE卡件中进行分别接入，同时提高对同一个样本的测点信号相关监测、控制、判断工作的效率，对测点的就地取样孔、重要测点的通路实行分散化布置，从而提高保护系统的安全性、可靠性。对于热工设备，应当尽量选择一些优质的设备，并且保证保养维修工作的有序进行，可以针对一些重要的热工设备创建维护记录，明确设备的使用周期，对逾期的设备及时做出更换，同时要对现场的相关设备、电缆、接线等做好定期的检查与清理，减少其安全隐患。

2.2 创建设备的试运行工作记录

系统硬件设备的可靠性对整个热工保护系统的正常运行起到了重要的决定性作用，因此在系统正式投入运行之前，必须对相关的元件、卡件进行严格的检验以确保其合格。然而在实际检验工作当中，由于热控设备对于环境、安装都有着十分严格的要求，使得不认真的安装工作和有效产品保护的缺失等都有可能会引发故障，其中一些比较隐秘、特殊的故障很容易被忽视，所以，做好对重要的热工保护系统的跟踪记录是非常必要的。

2.3 对保护逻辑的组态进行合理的优化

对于一些汽包液位、发电机的定子温度等比较重要的保护信号，可以分别采取三取二、六取二等相关逻辑组态，避免由于单个设备出现问题而引发整个系统的保护活动。除此之外，还可以引入温度保护速率限制的功能，设定系统在检测出某一温度测点的以每秒高于20℃的速率上升时便将其视为信号故障，自动采取闭锁动作并向工作人员发出警报提示，从而有效地减少保护系统误动、拒动的发生频率。

2.4 强化对热控相关工作人员综合素质的培养

在经济飞速发展的时代背景下，技术的更新也越来越快，目前很多发电厂当中的工作人员都存在着技术素质不能与实际工作相适应的问题。在这种情况下，电力企业必须通过远程教育、网上教育等方式加大对员工的培训力度，提高员工的相关职业技能和各方面综合素养，具体实践手段包括：编制相关培训教材，建立起岗位证书制，通过网络试卷的发布来对员工知识、技能的掌握程度进行检查等，激发工作人员主动学习的意识，培养出具有责任心、专业水平高、秉持科学严谨理念的优秀热工人才。

3 结束语

随着大型机组的增多，机组的安全性与可靠性对电网系统的影響也越来越大，这种情况下，对电厂热工保护系统的要求也在日益增高。作为发电厂当中的核心技术，热工保护系统对于整个机组的稳定、安全运行起到了十分关键的作用。针对热工保护系统当中存在的故障，我们应当具体问题具体分析，重视起热工保护系统工作当中的每一个环节，在分析与探索中寻找最佳的防控与处理措施，从而保证热工设备的顺利运行，为电厂赢得更好的社会、经济效益。

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