电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施

赵春宇

摘  要：随着电厂发电机组自动化控制水平的提高，热工集散控制系统（DCS系统）也被广泛应用以达到保护电厂设备的目的。DCS系统安全可靠，方便维护，但是在使用过程中不可避免地存在着热控保护误控和拒动等不良情况，这就需要相关人员全面分析DCS系统误动的原因并采取相应的处理措施，保证DCS系统能够正常工作，进而确保发电机组安全稳定的运行。

关键词：电厂;热控系统;DCS;误动作;措施

中图分类号：TM76                文献标志码：A

电厂热控系统中广泛采用DCS系统，不仅有效减轻了工作人员的工作量，提升了工作效率，而且使得电厂机组的运行更加安全稳定。但是，在实际运行过程中，其保护回路总是存在误动作的情况。这就需要相关工作人员针对DCS系统保护回路误动作进行深入研究，探究其根本原因并寻求处理对策。

1 集散控制系统DCS系统

集散控制系统DCS系统作为一种保护设备被应用在自动化控制行业中，其主要以电子计算机为辅助工具实现系统的控制。DCS系统的主要功能就是控制和运算，通过实时记录和保存各种工艺数据来实现工艺参数的趋势分析和工艺报警保护，该系统能够对整个的工艺生产过程进行监视、控制和管理。

集散控制系统DCS系统主要包括数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、数字电液调节系统和锅炉炉膛安全监控系统。

数据采集系统是通过获取并检测所有运行设备的工作状态实现监控功能。其工艺数据可以作为工艺调整的参考依据，当数据异常时也能自动进行报警;数据采集功能能够帮助工作人员准确合理地把控现场，并保证所有设备在正常状态下运行;模拟量控制系统主要是针对汽轮发电机组来说的。在锅侧方面，模拟量控制系统主要用于调节机炉的汽温和送风情况，并控制储水箱的水位和蒸汽温度。在机侧方面，能够实现对锅炉给水的有效控制，并对除氧器的水位加以调节;在DCS系统中，电力系统被划分成不同的子系统，然后按照一定的顺序进行程序控制。DCS系统根据设备的运行状态，在既定的操作程序指导下，发出相应的逻辑命令，以实现对机组中各个装置的控制;数字电液调节主要用于控制和调节汽轮的运行，从汽轮机的转速、功率和气压等方面进行参数调节，并能够有效控制汽轮机组的启停和故障情况;DCS系统中最重要的监控内容就是锅炉炉膛安全监控系统，通过密切监控炉膛内燃烧过程的各种参数来保证锅炉的正常运行，并确保运行的安全稳定性，以便在出现意外情况时能够及时进行处理。

2 DCS系统误动的原因

2.1 硬件故障

DCS系统中的硬件故障主要包括元器件损坏、模块和电路中有些部位接触不良，以及电源输出不正常、电路板条线错误等。当DCS系统中发生这些硬件故障时，就会导致现场的指示灯不再正常工作、现场设备无法驱动等问题，即使整个系统仍然可以按照正常要求运行，但其各个监测点所获取的数值并不能正常显示。当热工元件在购买过程中质量不达标或者被长期使用后发生老化，就会导致热工元件发生故障。而热工元件发生故障的直接结果就是信号不能进行正常的传递，主机和辅机的保护功能被中断，即发生拒动。此外，DCS系统中对于关键性的回路控制是依靠单元件进行的，并不需要烦琐的程序设计，在这种情况下，元器件就容易发生故障，进而造成保护误动或者拒动等现象。

2.2 软件故障

热控软件故障主要是软件内部的控制逻辑出现错误以至于系统的控制逻辑不完善进而造成DCS系统误动。而导致DCS系统出现逻辑错误的原因是：电厂进行大规模整改后或者机组在投产调试过程中，都会对发电机组的特性进行不同程度的调整，这样之前的DCS系统对参数和函数曲线的控制逻辑并不适用于改动之后的机组设备，而是需要重新调整設定软件逻辑，以保证软件逻辑与改动后的机组设备相协调一致，减少系统误动现象。

2.3 电源或接地系统故障

电源或接地系统故障的典型特征就是电源缺失，主要是由于供电系统中的零线、火线和地线之间出现连接错误或者接触不良等异常问题。时间一长，电源系统的整体质量就会出现问题，如线路的电阻过高或者绝缘保护装置受到破坏等。这样就很容易引发整个电源或者接地系统故障。此外，在进行电源设计时，如果考虑不够全面造成设计存在漏洞，如地极电阻过大等，也很容易造成误动。

2.4 外部环境

在DCS系统中的开关量和模拟量很容易受到外部环境的影响。当外部环境的温度、湿度发生巨大波动，系统震动过于强烈或者系统周围的粉尘量过大时，都容易引发系统误动或者拒动。其中，比较典型的是系统处于强磁环境下时，外部的电磁辐射和电导耦合相互作用时，都会对系统的设备信号造成干扰进而引发一系列异常问题。此外，如果系统设备存在螺丝松动、卡套接触不良等问题时，也会对其造成不同程度的影响。

3 电厂热控DCS控制保护回路误动作的处理措施

3.1 利用安全可靠的技术操作和元器件设备

DCS系统控制回路安全可靠运行的两大基础因素就是质量可靠的元器件设备和专业的技术操作。因此，对于这两方面相关工作人员需要进行严格把控。元器件设备方面，严格把好质量关，并确保设备器件选型正确。这就需要在设备成本允许范围内选择高质量品质的元器件设备，以确保系统的可靠性。同时，专业性的操作技术不仅能够将系统设备的使用价值充分地发挥出来，而且能够降低系统操作过程中的失误率，减少系统的误动。

3.2 优化热控系统的逻辑程序

系统内的位置开关等普遍存在接触不良的情况，而当外部环境对于信号的传递具有一定的干扰作用时，就极易造成热控系统保护回路出现误动的情况。这就需要对机组的逻辑设计进行完善，最好采用一些容错率较低的逻辑设计。这样即使系统的元器件出现某些故障问题，其逻辑程序能够在一定的容错措施的指导下进行优化，以避开错误逻辑。

3.3 强化电源和接地的可靠性

外部环境的变化容易对热控系统造成不同程度的影响，当干扰程度较小时，仅仅会影响到测量数据的准确性，造成系统控制程序不稳定等问题，而如果干扰程度相对比较严重时，系统设备严重发生故障，信号传递严重紊乱，设备机组就会进行跳闸保护。在这种情况下，就需要对外界的干扰因素进行排除或者抑制，以保证信号采集过程中的准确性和可靠性。通常情况下，主要采取的措施就是强化电源和接地的可靠性以实现对外界干扰的抑制。

3.4 提高设计、施工和检修的水平

热控系统中信号准确测量的重要保障就在于设计，要针对系统电源、主控模块和保护执行设备的电源同时进行冗余设计，这样能够进一步加强测量点获取准确可靠的信号。同时，当系统设备发生故障时，工作人员要迅速分析、判断出故障发生的根本原因，准确快速地找到故障根源，更换故障模块等。此外，电厂也应该做好定期维护和检修工作，以及时发现系统的质量隐患加以排除。

4 结语

近年来，电厂发电机组的自动化水平不断提升，而DCS系统也具备一定的优势被广泛使用，但是DCS系统的误动和拒动等问题仍然需要进一步解决，以加强热控系统的安全性和稳定性，从而确保电厂的经济效益和社会价值得到最大程度的发挥。

参考文献

[1]刘晓.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探讨[J].现代工业经济和信息化，2019，9（6）：109-110.

[2]王培冉.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探微[J].山东工业技术，2019（13）：172.

[3]张剑斌.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探微[J].自动化应用，2018（5）：104-105.

[4]王玉全.电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施研究[J].中国新技术新产品，2016（10）：20-21.

[5]沈宁淞.浅谈电厂热控DCS控制保护回路误动作原因分析及处理措施[J].科技风，2015（3）：50-51.