郭永红
摘 要：随着火电厂自动化程度的提高，机组的可靠性、安全性、经济性有了很大的提高，但是热工保护的误动和拒动还是时有发生，本文分析归纳了热工保护系统常见的故障类型，通过全面质量管理理论中的“人机物法环”从不同角度分析了热工保护系统常见故障产生的原因，并提出了有效的防控措施，为降低火电厂热工保护系统误动拒动频次提供依据。
关键词：火电厂；热工；故障；防控
中图分类号：TM621.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0156-02
1 热工保护系统常见的故障类型
1.1 自动控制系统失灵
无论是DCS还是PLC，都是通过信号的采集，信息处理模块，逻辑运算和通讯模件，最后到输出模件的流程进行自动与保护控制，热工保护也建立在该信号处理流程过程上，其中电源、信号输入卡件、处理单元、输出卡件和网络通讯模块有一处发生故障，都会造成保护系统的误动和拒动。
1.2 热工一次元件故障
热工一次元件在厂家生产出来，就存在一定的不良品率，加上很多热工元件被安装在恶劣的现场环境中，另外热工元器件也有一定的生命周期随着使用时间的增加，元器件发生老化是不可避免的，元器件老化后即进入故障高发区，上述原因都会造成信号故障导致误动和拒动的事件发生。
1.3 电缆接线故障
现场施工时建设单位存在放线缆时不按照规范放置电缆，导致中间有接头或电缆被损坏割伤的可能，有些电缆敷设于高温区容易引起电缆的损坏，当电缆发生老化时，也会导致绝缘受到破坏，元件接线柱内则容易进水或是受到潮湿空气的腐蚀，极易发生断路、氧化、虚接的情况，都会导致保护误动拒动事件的发生。
1.4 设备电源故障
DCS及PLC的应用提高了自动化的水平，例如FSSS和ETS的保护系统也设计了电源故障，停机动作的的保护，有效的提高热工保护的可靠性和稳定性，但是也带来了隐患，但由于电源自身插件接触不良、整流变压器故障、继电器接点故障及设计不合理等问题也导致了保护误动和拒次的频发发生。而且因电源故障引起的热工保护误动作频次也有上升的趋势。
1.5 人因故障
热工保护系统在设计、安装及调试过程中都需要人员的参与，安装调试单位存在为了尽早把项目移交给业主而应付差事的现象，给现场带来很多隐患，而且随时有可能爆发，相当一部分新建机组都因为这方面原因保护误动作导致过障碍。我厂在建设投产后的第二年，就发生过操作台汽机打闸按钮因触点不够，电建也未与设计单位沟通，将信号电缆留在台盘下，导致机组运行中电缆短接，造成保护信号误发至DEH系统，造成机组误停机。投产后检修维护人员走错间隔、看错端子排，强制错信号、万用表打错档位等误操作引起误动拒动。
1.6 设计安装调试存在缺陷
许多机组都发生过因热工设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组保护误动作。例如设计时部分仪器仪表的工作环境未考虑在现场安装后的实际工作环境，造成缺陷引起信号误动作。例如我厂#1机组，投产前汽包液位几个之间偏差特别大，经过数天的现场检查研究分析，发现汽包液位差压设计温度补偿50℃，而安装现场，因为化学汽包水在线仪表取样管距离汽包液位变送器取样管太近，引起两个液位取样管的实际环境温度达到了130℃，导致了测量误差。一些电厂在基建安装中，炉膛负压取样管不按照规范安装，取样管安装倾斜角度不够或水平向下安装，导致频繁被灰堵塞，不能正常测量，严重则会导致炉膛负压的保护拒动。汽包液位计取样管管路安装规范应该水平向上倾斜，防止气泡聚集在管路内，造成差压变送器的测量失准，换算出的汽包液位也就是去了参考价值。
“人机物法环”是对全面质量管理理论中的五个影响产品质量的主要因素，为了有效防控热工保护的拒动与误动，我们应该从这五个方面来将措施归类分析，并提出有效的控制措施。
2 以全面质量管理理论基础的热工保护故障预控措施
2.1 人员
加强技术培训提高热工人员的技术水平和故障判断处理能力。要求热工检修人员均符合岗位技能要求，并经过相关培训考核才允许上岗。对重要工作应明确规定特殊工序操作、监护人员也应具备专业的知识和操作技能，要求热工检修人员能严格遵守公司制度和严格按照检修规程及工艺进行检修，对工作和质量认真负责。现场检修做好检修台账记录，保留原始记录，并按规定保存。
2.2 机器
为了保证热工保护系统的可靠性，设计除就必须采取冗余设计、并考虑信号同步的问题，采取解决措施，以保证设备的正常运行，DCS系统的历史站、运算CPU、电源卡件、通讯网络都必须冗余设计，重要保护的PLC系统例如ETS系统及输出节点等也须相应的冗余设计。例如MFT继电器柜也应该实现输出继电器的冗余输出。另外还需要提高DCS及PLC的硬件质量和软件的自我诊断功能。
重要的保护信号选取时还须实现真正的三取二逻辑判断，不同的测点还应该不同的源头实现，实现真正的保护。模拟量信号判断的运算保护逻辑还应该考虑模拟量的品质判断，常见的品质判断，是在测点测量值超限、跳变等现场出现是将坏点模拟量切除，避免测点问题的误动，温度一般采取每个测量周期变化超过2℃即为坏点，测量值拆过该元件工作区域的正常范围即为坏点，品质判断逻辑应该针对实际情况做出切合的研究确认，及时发现问题并解决。冗余设计、正逻辑的应用、三取二的原则、品质判断避免单点，提高DCS及PLC的硬件质量和软件的自我诊断功能
2.3 物料
尽量采取技术成熟、可靠的热工元件，随着热工自动化程度的提高，对热工元件的要求也越来越高，所以采用技术成熟可靠的热控元件对提高热工保护系统的可靠性有十分重要的作用，不可为了节省投资因小而失大，在合理投资的清空下，一定要选取品质业绩较好的元件厂家，以提高整个保护系统的可靠性、安全性。
就地采取警示标牌对保护测点变送器、逻辑开关等重要设备进行标示，也是对现场一次元件的重要保护，无论是热工检修人员还是别的相关人员，看到醒目的警示标志工作时都会谨慎严谨一些，检修工作时也会多想一下，避免误动设备造成的保护误动作。经过我公司的实施，效果十分明显，有效降低了相关保护及联锁测点的安全性。
2.4 方法
在建機组对设计、施工、调试、检修质量严格把关，严格按照相关电力行业标准验收设备，对提高热工保护系统的可靠性有着长远的重要意义。
投产机组严格落实相关的维护制度，做好定期工作，做好机组的大小修设备检修管理，及时发现设备隐患，是设备处于良好的工作状态，做好日常维护和试验，做好逢停必紧、定期切换、定期抽检、定期对保护测点电缆进行绝缘检查、定期进行保护实际传动试验，保证保护的准确可靠动作。对热工检修人员的现场检修工艺、操作也要相应的规范化，制度化并严格落实。
2.5 环境
严格控制电子间的环境条件，定期清理电子间卫生，DCS、ETS等机柜也要保持干净避免灰尘，温度湿度灰尘及针对热工电子设备有着十分大的影响，控制电子件的环境条件，可延长热控设备的使用寿命，提高系统工作稳定性，电子间必须禁止对讲机等通讯设备，防止干扰造成了误发信号。
就地设备工作环境普遍十分恶劣，提高和改善就地设备的工作环境条件同样十分重要，就地接线盒要尽量密封防雨防潮防腐蚀，就地执行机构要假设防雨罩，远离热源、辐射、干扰源等不良区域，就地仪表尽量安装在仪表柜内，并做好防冻伴热等措施。日常也有必要对电缆桥架、电缆夹层做必要的巡检，及时修复盖板、防火隔板遗失，有效保证电缆的工作环境，避免因日晒风吹造成的绝缘层老化。
3 结语
无论现场工作做得多么到位，设备维护的多健康，从可靠性理论角度讲，都办不到绝对的可靠，因此，在一定意义上，有故障是绝对的，但是故障与障碍不是相等的，关键是要做好故障的预防、发现、软化、控制和排除，避免障碍的进一步扩大，即使发生也必须找到可行的办法举一反三，避免下一次的发生，热工保护的正确动作率达到100%，把好设备的最后一道管，是我们热工人员的追求的最高目标。通过正确的方法也一定能做到离目标越来越近。endprint
