电厂热工DCS保护误动和拒动原因、对策分析 潘瑞琪

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:潘瑞琪
[导读] 摘要:保护误动主要是由于保护系统自身故障引起的,使得主辅设备停运;保护拒动的产生,主要是在主辅设备发生故障时,需要保护系统的运行和工作时,但是保护系统由于自身的故障而停止工作,进而造成了事故的扩大,产生了保护拒动。
        (宁夏国华宁东发电有限公司  宁夏回族自治区银川市  751400)
        摘要:保护误动主要是由于保护系统自身故障引起的,使得主辅设备停运;保护拒动的产生,主要是在主辅设备发生故障时,需要保护系统的运行和工作时,但是保护系统由于自身的故障而停止工作,进而造成了事故的扩大,产生了保护拒动。分析电厂热工DCS保护误动、拒动的原因,找出相关的防范对策,对于提高火力发电厂的经济效益具有重要意义。
        关键词:电厂;DCS;误动;拒动;原因;对策
        一、电厂热工DCS保护误动和拒动的发生原因
        1.1DCS软硬件故障
        DCS软硬件故障是造成热工保护误动、拒动的一大原因,这主要是因为,随着DCS控制系统的不断发展,在热工保护系统中加入了诸如CCS、DEH等控制站,使得两个控制器在同时发生故障时能够进行停机保护,这也就引起了DCS软硬件保护误动情况的发生,其主要的情况包括以下几种,信号处理卡损坏、输出模板有误、设定值模板出现故障、以及网络通讯不畅等。此外,在DCS系统中,对运行设备启停的检测,一般是通DCS本身的查询电压来实现的,但是为了防止外围电路对DCS造成损害,在大多数的DCS控制系统中,每个端子板上都设置有相应的保险丝,在短路或者强电倒送时,保险丝就会自动熔断,进而达到保护整个电路的目的。
        1.2热工元件故障
        热工元件是热工保护中,进行信号采集的重要组成部分,热工元件能否安全可靠地运行,直接关系到热工保护的安全性和可靠性。但是,由于温度、压力、流量以及阀门位置灯原因,常常会造成误发信号,使得主辅机产生保护误动、拒动的现象。因此,要加强对热工元件的选购和设计,尽量避免单点参与机组保护的模式,进最大可能降低机组保护误动的风险。
        1.3电缆接线故障
        许多火力发电厂的工作环境有了很大的改观,在一定程度上提高了工作效率,激发了员工的工作积极性。但是,由于电厂自身的特殊性,常常因为自身高温、潮湿、粉尘的作用,造成大部分的电缆老化,降低了电缆的绝缘性,很大可能造成短路的现象,进而导致保护误动的现象。比如汽轮机保护系统中,有的信号电缆必须经过机头的高温区域,这就造成了电缆的绝缘性降低,存在很大的安全隐患。
        二、热工保护误动的定义及热工保护的重要性
        2.1热工保护误动概念界定
        通常情况下所了解到的热工保护误动,就算是机组运行的很正常,也会由于自身的故障保护系统自发的做出一系列的保护工作,造成机组停止运作,这就称之为是保护误动。
        2.2热工保护工作的重要性表现
        热工保护装置的重要作用就是起到保护作用的,它主要是针对主设备和负设备发生了一些可能会引起一定后果的故障的时候,需要及时的采取一系列的保护措施,从而达到故障最终的软化或者是停机待修,这样就会防止出现人身伤亡的事故或者是比较严重的设备损坏事件。
        三、电厂热工DCS保护误动和拒动的防范策略
        3.1改善DCS电源切换问题
        DCS系统是由独立的两路冗余电源进行供电,但是在实践的操作过程中,两条冗余电路的电源切换方式,很可能招致设备电源的故障,这也是在消费活动中容易被疏忽的中央。普通来说,电源切换电路是由两个继电器组成的,每个继电器都承当了一半的负荷,但是假如其中的一条电路呈现电压动摇现象,那么将会呈现电源环流的现象,有可能招致整个DCS系统失电状况的发作。关于电源切换问题,能够经过以下切换电路进行。

DCS电源供电切换的原理主要是,将第一路的电源作为主要的负载电源,然后将第二路电源作为辅助供电电源,只需主供电电源存在,那么整个系统将以主供电电源为主,这样的计划能够使得电源切换回路比拟安全牢靠。另外一路的负载切换回路原理也跟这个相同,仅仅将第一路和第二路的位置互换下即可。
        3.2增强DCS系统的抗干扰能力
        加强DCS系统的抗干扰能力,可以最大限度地保证整个系统的稳定运转,本文从电缆的抗干扰性、信号的防干扰、以及系统接地等几个方面,进行着重的剖析和研讨,可以有效地进步火力发电厂的系统抗干扰能力。首先,关于DCS系统来说,应该选择正确的接地地点,不时完善接地系统,进步系统接地的方式。在进行接地时,普通选用截面大于20mm2的通道线,接地的电阻应该小于2欧姆,同时,接地极要尽量埋在间隔建筑物15m的中央,控制DCS系统接地点与强设备的间隔,最最少要保证在10米以上,这样才干最大限度地加强DCS系统的抗干扰能力。
        3.3改善热控就地设备的工作环境条件
        依据火力发电厂热工DCS维护产生误动、拒动的缘由能够看出,热控就地设备的工作环境,关于进步整个系统的安全性、牢靠性也具有很重要的意义。因而,火力发电厂要增强对热控就地设备的工作环境条件的注重,从以下几个方面动身,就地设备尽量远离热源、干扰和辐射,就地设备的接线盒要尽量设计的密封、防潮,同时还要增强防腐蚀的能力。
        四、防止DCS系统失灵的一些措施
        4.1DCS电源切换问题
        DCS系统应该是由独立两路冗余电源供电,而两路冗余电源之间的切换方式,可能成为产生问题的根源,这也往往是被忽略的地方。因为一般的电源切换电路是由两个继电器组成,每个继电器分别带一半负荷。但这种方式存在着一个隐患,假如其中一路电源发生电压波动,使两路电源之间出现环流,则可能导致DCS系统失电。电源切换原理是,第一路电源作为本路负载的主供电电源,第二路电源作为本路负载的辅助供电电源。任一时刻只要主供电电源存在时,都将以主电为主进行供电,这样的电源切换回路比较可靠。另一路负载切换回路原理与此相同,只是第二路电源作为主供电源。如果条件允许的情况下,DCS两路电源都由UPS供电,因为UPS输出电压比较稳定,不会发生波动。
        4.2网络通讯连接方式
        目前大部分DCS系统都采用星型拓扑结构,作为通讯用的网络交换机,就成为整个DCS网路的通讯中枢,所以交换机也采用冗余方式,而且选择质量好的交换机是很重要的,但从连接方式采取有效措施,将可能减少危险因素。在一般的情况下,常常把主DPU站连接至同一台交换机,而把副DPU站连接至同一台交换机,当连接主DPU站的交换机故障时,这台交换机上的所有主DPU站将与其副DPU站发生切换。副DPU站是在主DPU站故障状况下备用的,尽管各DCS厂家都号称无扰切换,但这样的切换发生的少一些还是比较可靠的。因此,可以把主、副DPU站交叉开,连接至同一台交换机,即同一台交换机上既有主DPU站,也有副DPU站,当交换机故障时,主、副DPU站发生切换的数量就会减少。
        结语
        电厂热工DCS系统对于整个火力发电厂来说,对生存和发展的关键,本文通过对热工DCS系统的内涵和研究价值的了解,从DCS软硬件故障、热工元件故障、电缆接线故障、设备电源故障、人为因素等五个方面,对热工DCS保护误动、拒动的原因进行了详细的分析,进而从改善DCS电源切换问题、增强DCS系统的抗干扰能力、改善热控就地设备的工作环境条件、完善冗余设计、优化系统设备等几个方面,对电厂热工DCS系统提出了一系列的改进措施,以期能够促进其更好的发展。
        参考文献
        [1]张继伟.火力发电厂热工保护误动、拒动原因分析与研究[J].科学时代,2018(11):136-137.
        [2]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,2017(12):187.
        [3]尹峰,韦东良.火电厂DCS性能考核试验与可靠性分析[J].热力发电,2016(11):65-67.
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