火力发电厂热工保护误动拒动原因研究

于峰

（江西大唐国际新能源有限公司，江西 南昌 330000）

引言：热工保护不仅是确保火力发电厂运营安全的重要防护手段，也是确保企业经济平稳提升的切实方法，一旦主辅器械出现运行故障，导致异常响应，热工保护系统能够及时停运相关设备，避免出现不必要的经济损失。因此技术人员需要提高热工保护的重视度并了解其产生误动与拒动的原因，才能确保相关器械的高效、稳定运行，有效保护工厂安全。

一、火力发电厂热工保护误动拒动的产生原因

（一）自身设计问题

热工保护的设计问题主要体现为以下三个方面：第一，保险丝容量不符合使用需求，当前大多数火力发电厂都使用DCS 人工系统，以此加强人工保护的控制能力，能够通过电压的实时查询完成对机组启动与停止的监测，为了实现该系统的自我保护功能，通常会在其端子板上设置保险丝，图1 即为热工保护保险丝，当遇到强电流冲击或短路时，保险丝会迅速熔断从而停止系统的运转，防止遭到更严重的破坏，但目前许多工厂设计人员缺少对保险丝容量的有效测量，往往其容量上限无法满足运行设备的实际需求，导致保险丝经常会由于高温产生熔断现象，一旦出现此类情况，会使系统的信号逻辑变为0，即使机组正常运行，热工保护仍然会发生拒动与误动；第二，非逻辑运算，热工保护系统的保护信号采用的是逻辑非运算，该方法虽然测量较为准确，检测工序十分便捷，但其本身也存在一定不足之处，比如：当系统未检测到设备的运行信号时，会自行判断设备此时处于停止状态，进而传递保护信号。但保险丝熔断时，热工系统同样无法检测到运行信号，这就导致系统的判断出现严重的误差，失去相应的保护动作，从而引发误动现象的产生；第三，热控元件故障，主要体现为压力、液位、流量的异常显示，由于信号的错误发送，使主辅器械的保护出现误动与拒动。而热控元件故障的产生原因大多是由于长时间处于高负荷的工作状态，使元件出现性能下降、老化等问题，导致单元件的工作缺少冗余配置和识别[1]。

（二）电路故障

电路故障同样可细分为三点：一是电源故障，其形成原因主要是由于电源插件的接触不良或是电源设计不够合理，导致热工保护的电磁阀失去电力供应从而产生误动与拒动，此外虽然DCS 系统以冗余配置的方法，尽可能提高意外状况的应对能力，但随着设备长时间高负荷的使用仍然会使电源模件出现破损、老化的现象，使输出电压难以保证组件的实际需求，影响工作的正常开展；二是线路故障，虽然线路运行本应在常温、干燥的条件下使用，但由于火力发电厂的工作环境较为特殊，无法避免的将电缆暴露在高温、潮湿的情况下，使电缆线容易受粉尘或腐蚀气体的影响，锈蚀镀层表面，降低材料的绝缘性，并导致接线柱进水，从而引发线路故障，造成热工保护的误动与拒动；三是继电器问题，继电器装置主要是负责外围设备的启动与停止，能够根据实际情况完成实时控制。当继电工作无法正常执行时，便会影响机组的有效运行，使DCS系统难以正常运转。继电器故障的产生原因主要受氧化影响，使接电的电阻增大，或是接电处的接触不良，导致保护动作无法及时生成，产生热工保护误动与拒动[2]。

（三）工作环境

热工保护的DCS 系统对运行环境有着极为苛刻的要求，不仅需要温度、湿度保持在标准范围内，还要求电力的供应持续稳定。虽然火电厂的环境较为特殊，但温度控制依然较为便捷，只是湿度的把控难以满足实际需求，尤其是在空气湿润度较高的南方地区，由于其气候本身较为潮湿，沿海地区的火力发电厂在雨季的空气湿度甚至能达到90%以上，尽管相应工厂已采取更多的措施进行湿度调节，并安装大量的除湿设备，但效果依然不明显。工厂的湿气较重势必会影响端子板的正常使用，容易产生结露，导致保护信号的自动接通，使保护装置发生误动与拒动。

（四）人为因素

人为因素则主要表现为工作人员错误的安装端子排接线、间隔布置不合理、强制信号的错判和万用表的非标准运用等。而且部分技术人员在进行主辅机组维护时，经常出现紧急事故按钮的误碰，导致设备直接停运，相应联锁保护装置直接跳机，引发误动与拒动现象的产生。同时，设计人员的保护逻辑不够完善，通常体现在：一，没有对热工保护装置进行全面分析与研究，只是单纯依靠个人工作经验或借鉴同类型的机组设计方式进行设置，导致热工保护往往无法针对特殊类型的设备及时产生保护作用，使器械的工作能效难以符合实际环境需求，进而影响后续工作的有效开展，甚至产生危险事故；二，运行阶段的传动试验次数不达标，大多工作人员对试验保持消极的态度，单纯认为试验流程只是执行环节的一部分，即使不严格实施也不会耽误装置的有效运行。然而事实却恰恰相反，传动试验不仅是检测信号是否能有效传递的重要手段，也是检验组件材料性能的必要措施，如果试验次数不够、数据记录不够全面，会使热工保护装置存在的问题被进一步扩大，造成火电厂经济利益的损失。以上这些操作异常都是由于工作人员的注意力不集中或个人技术水平有限导致的，人员对工作任务不够重视，缺少系统的能力培训，使人为操作问题反复发生。

二、解决火力发电厂热工保护误动拒动的相关对策

（一）优化设计流程

设计流程的优化主要是对DCS 系统的逻辑组态进行调整，提高热工保护系统的可靠性。同时要丰富冗余设计，实现电磁阀电源的远程控制与实时监管，还要对重要的热工信号进行冗余配置，使测点信号能够第一时间被判定，增强信息传递的效率与质量，并采取各自独立运行或多点式的工作模式，避免串联效应的发生，也进一步方便了维护人员对故障点的查找与排除。

（二）加强保护措施

工作人员需要注重电源、电线和设备的保养与维护，定期对相关组件进行检查，确保故障发现的及时性，防止老化现象的产生，并在停机时对热工保护系统进行检修与试验，验证保护的效果与可行性。如果发现设备出现运行故障，需要根据问题类型选取合理有效的应对措施，比如：若是组件功能失效，需要及时从生产厂商配置同样型号的零用件，不可随意从市场上购买构件，防止适配性问题的产生；若出现电路故障，则需全面确认电路运行是否准确有效，并提高备用电源的管理效率，确保当电力无法有效供应时，备用电源能够及时进行供给，降低火电厂的经济损失；若是因设备长时间高负荷运行产生的功能性下降，则需对系统参数进行调整，确保设备在满足应用条件的情况下，适当降低运转效率，提高设备的使用寿命。

（三）改善工作环境

火力发电厂的工作环境需要保证处于安全标准范围内，并提高防水、防腐蚀等工作的建设质量，通过刷漆、铺设隔离膜、减少热源、远离辐射等方法，使不利于装置运行的环境因素得到彻底清除，以此确保热工保护设备的稳定性和使用年限。同时还要对就地设备的工作条件加以控制，比如：南方沿海区域空气相对潮湿，需要安装除湿设备降低空气湿润度；北方地区由于天气寒冷，则要做好温度控制工作，必要时可对取样管采取防冻处理。

（四）提高人员技术水平

首先技术人员要提高思想认知，明确人工保护装置的重要性和重要意义，能够根据管理流程要求，详细、严谨的完成各个操作环节，并加强设备的试验工作，保证数据记录的完整性，降低运行故障产生的可能性。其次，要定期开展技能培训，规范相关人员的操作方法，帮助火电厂实时了解人员的工作水平，使其认识到自身的不足之处，从而做出及时调整与提升，避免人为操作失误的产生。最后，要建立完整的考核制度，针对技术检验中表现突出的人员，给予一定量的奖励，使其发挥带头作用，营造良好的工作氛围，使相关人员产生良好的工作责任感与使命感，而对于测评中表现不佳的人员，则需采取警醒、警告的方式，帮助其端正工作态度，明确自身工作职责，更好的应对意外状况的发生，从而切实减少热工保护误动与拒动现象的产生[3]。

结论：综上所述，通过分析当前火力发电厂热工保护因设计问题、电路故障、工作环境、人为操作等导致误动与拒动的形成因素，提出优化设计流程、加强保护措施、改善工作环境、提高人员技术水平等切实解决故障问题的有效对策，使热工保护能够充分发挥实际作用，保护机组的运行安全，保障火力发电厂的经济效益。