王孝飞 （大唐鲁北发电有限责任公司 山东 滨州 251900）
【摘 要】 在火力发电机组的组成中，热工保护系统是不可或缺的一部分，该系统是否可靠直接关系到发电机组的主辅设备能否安全运行。本文主要探讨了提高电厂热工保护系统可靠性措施。
【关键词】 电厂 热工保护系统 可靠性 措施
中图分类号： TM6 文献标识码： Ａ 文章编号：ISSN1004-1621（2018）11-066-02
在发电厂的运行工作中，热工保护是重要的核心技术之一，为机组的安全稳定运行提供着有利的保障。但是在机组的实际运行过程中，不可控的因素时常发生，使得热工保护出现误动，造成机组停机，这不仅给企业的运营带来额外损失，还会因危胁电网稳定而产生负面影响。
一、电厂提高热工保护系统可靠性的重要意义
热工保护系统在火力发电机组中的意义重大，是一个不可或缺的组成部分，其可靠性对于机组的主辅设备能否安全稳定运行起着非常重要的作用。当机组的主辅设备运行出现参数异常时，热工保护系统会自动联动相关设备，同时采取及时有效的措施对机组加以保护，软化设备及机组的故障，从而避免出现重大的设备损坏甚至更严重的后果。可是，如果热工保护系统本身存在故障，在机组主辅设备正常运行的过程中引起动作，会使机组主辅设备停机，这种情况被称为保护误动；还有一种情况为保护拒动，是在设备在运行过程中出现异常，但是热工保护系统也出现故障而无法动作。这两种情况的发生都会造成电厂不必要的损失或者出现事故，因此，热工保护系统是否可靠是提高发电机组主辅设备正常运行的关键所在。
近年来，我国电厂发电机组的各种设备不断更新换代，性能也越来越好，其直接表现为发电机组的容量增大、参数提高、热工自动化的程度也不断提升。DCS分散控制系统在发电过程中被不断推广应用，该系统凭借其强大的功能及优越性，使发电机组的稳定性、安全性、经济性和可靠性得到极大的提高。但由于机组容量越来越大，致使参与保护设备的热工参数越也不断增多，使得设备或机组发生误动和拒动的几率明显升高，不时会出现热工保护系统误动和拒动的情况。所以，想要消除或减少热工保护系统的误动和拒动，以及DCS系统失灵的情况，就要提高发电机组热工保护系统的可靠性。
二、造成热工保护系统误动及拒动的原因分析
引起热工保护系统出现误动和拒动的原因有很多，较为常见的原因大致有以下及项：DCS系统的软件或硬件出现故障；热控系统的元件故障；电源故障；电缆接线存在短路、虚接或断路；人为造成的因素；在系统设计、安装和调试时存在缺陷。
1.DCS的软、硬件发生故障
为确保发电机组的运行安全稳定，电厂的热工保护系统随DCS系统的日益发展，纷纷将BMS、CCS、DEH、FSSS等过程控制站和对CPU故障时的停机保护纳入DCS系统，由于加入了这些保护，会使DCS系统的信号处理卡、设定值模块、网络通讯以及输出模块等时常出现故障而引起误动。另外，DCS系统中没有对单点信号进行斜率保护、断线保位等逻辑设置，也往往容易导致保护误动。
2.电缆接线短路、断路、虚接
如果电缆线的接线柱进水或疲劳松动，或因空气潮湿而被腐蚀、老化就会造成电缆线的绝缘被破坏，从而出现短路、断路、虚接引起热工保护误动。
3.热控元件出现故障
如果热控元件的质量不过关、无冗余设置及识别、或是存在元件老化和单元件工作等情况时，就会出现故障（包括压力、温度、流量、液位、电磁阀及阀门位置元件等）从而导致误发信号。由此引发的主辅设备出现保护误动或拒动的比例很高，有些发电厂甚至有一半的机组误动和拒动是因为此类热控元件故障导致的。
4.热控设备电源出现故障
随着热工系统的自动化程度不断提高，电厂的热控系统设计软硬件设置越来越复杂，电源可靠成为热控保护系统可靠的一个重要因素，但是又加入了DCS系统先进的电源故障停机保护过程控制站，从而造成接插件接触不良引起误动和拒动。
5.由人为因素引起误动、拒动
很多机组的热控系统在设计、安装和调试的过程中存在缺陷也会引起误动或拒动。另外，因为热工人员将端子排接线看错、对信号进行漏强制或错强制、使用万用表时操作不当或是走错间隔等人为因素都会引起误动、拒动。
三、提高热工保护系统可靠性的原则与措施
1.建立设备试运记录。
对重要热工保护系统所用的硬件设备实行跟踪记录制度。热工保护系统的可靠性与系统硬件设备的可靠性直接相关，所以必须保证系统硬件设备的可靠性，尤其是保护出口卡件的可靠性，常规的做法是每次保护投入运行前对检测元件及卡件进行校验，确认合格就可以使用。但是实际应用中还是会出现校验合格的检测元件或卡件在运行中故障造成设备误动的事件。这是因为热控设备尤其是电子设备对环境和安装要求比较苛刻，不认真的安装以及无有效的产品保护都会造成故障的出现，有些特殊的故障还会很隐秘的存在，所以很可能将事故隐患忽视。基于此类情况出现的可能，在调试运行中只有做好记录，严格跟踪保护系统校验的每一个过程，才能有效避免事故的发生。
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，一定要选用品质好、运行业绩佳的就地热控设备，以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的安全性。
3.在热控系统中，尽可能地采用冗余设计。
过程控制站的电源和CPU冗余设计已成为普遍，对一些保护执行设备(如跳闸电磁阀)的动作电源也应该监控起来。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，同一参数的多个重要测点的测量通道应布置在不同的卡件以分散由于某一卡件异常而发生危险，从而提高其可靠性。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。
4.对保护逻辑组态进行优化在电厂中，温度高保护是主辅机设备保护的必不可少的一项重要保护。
由于温度元件受产品质量、接线端子松动、现场环境等各种因素的影响，在运行一定周期后极其容易导致信号波动，从而引起保护误动现象的发生。针对此，可在温度保护中增加加速度限制(坏质量判断)，具体措施为：对温度保护增加速率限制功能，当系统检测到温度以>20℃／s的速率上升时，即闭锁该温度保护的动作，并且在DCS系统画面上报警，同时通知检修人员进行排查故障。这样通过优化保护逻辑组态，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。
总之，电厂热工保护系统的可靠性与机组设备能否安全可靠运行有直接关系，当然，无论设备有多么先进，都无法保证绝对可靠，因此，电厂要在管理体制和技术上采取积极有效的措施提高热工保护系统的可靠性，从而使机组整体的经济性和安全性得到有效提高。
参考文献
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