一、简述

发电厂中热工保护对保证机组安全运行起着非常重要的作用。

由于保护设备不可避免的存在各种各样的缺陷，造成保护拒动或误动的现象时有发生，给机组安全经济运行带来了极大的不良影响。

通过对以往保护误动、拒动案例的原因分析，一般分为人为因素和设备因素。人为因素主要是由于误操作和误动、误碰保护设备造成。这类事故主要是由于员工责任心不强和技术素质不高造成，通过加强管理提高员工责任心，加大专业培训力度提高员工的技术素质，可以大幅度防止此类事件的发生。由于人在生产过程中具有复杂多变的特点，人为因素引起保护误动、拒动方面不加以分析，重点分析设备因素造成保护误动、拒动的原因。

二、设备因素造成热工保护误动、拒动的原因分析以及防范措施

2.1仪表管路、电缆

2.1.2仪表管路

2.1.2.1测量压力、流量、液位等参数时需要用仪表管路将被测量介质传送到变送器、开关等一次元件上。机械震动造成保护设备使用的表管路磨损，长时间磨损最后导致管路漏泄，容易使保护误动。

防范措施：紧固表管路的固定卡子；管路与其它金属接触时，应使用胶皮隔开；定期检查表管路的磨损情况，做好记录发现有磨损及时处理，保证管路完好。

2.1.2.2冬季厂房环境温度底，如果发生管路被冻，发现不及时容易造成保护误动。汽包水位保护、锅炉安全门保护，因为管路被冻，造成保护动作的事故发生过多起。锅炉安全门保护如果采用压力开关，管路被冻非常不易发现。

防范措施：认真监视厂房内环境温度，加强伴热部件的维护。如果汽包电接点水位测量系统质量可靠，可以使用电接点水位表的高、低Ⅲ值和水位保护的动作值做成“与”的逻辑，因为电接点水位表的管路离汽包很近，管路不会被冻。

2.2.2电缆

2.2.2.1电缆工作的环境比较恶劣，靠近热源的电缆环境温度比较高；地下的电缆环境潮湿；。由于电缆工作环境决定电缆工作一段时间后绝缘会下降，如果设备运行时存在的震动使电缆发生了磨损，更加容易使电缆短路或接地造成保护误动。

防范措施：利用机组停运机会认真测试电缆绝缘，做好记录，便于跟踪监督，发现电缆绝缘有下降的趋势，应及时查找原因。

2.2.2.2在施工中电缆没有按规定进行分层布置，造成强电与弱电电缆混合在一起；电缆屏蔽层未按规定接地，产生感应电压，干扰保护误动。

防范措施：认真按照规定施工，加强施工质量的管路。

2.3合理设计

现在新上的机组控制系统全部采用DCS系统，一些老机组进行了DCS系统改造，DCS控制系统是近10多年出现的新控制系统，该控制系统的出现极大的提高了机组的控制水平。DCS系统大多采用国外引进设备，引进初期受技术人员对系统了解掌握程度的深度不够、当时设备技术水平不高以及操作系统版本底等原因，使DCS系统在设计上存在一些不合理的地方。比如，保护逻辑设计不合理、重要卡件分配不合理、电源装置故障等问题，机组运行一段时间后，这些问题相继发生造成保护误动或拒动。

2.3.1合理设计保护逻辑

有些设备故障发生后，经过分析判断发现是由于逻辑设计不合理，主要是在施工设计、软件组态时审核把关不严，造成保护逻辑存在缺陷，这些隐患一旦存在难以发现。

防范措施：根据生产过程要求，制定合理的、符合二十五反措的保护逻辑，建立逐级审核制度确保在设计不出问题；在组态过程中建立互相检查制度，避免组态过程中出现错误；在调试过程中，调试过程中制度详细的调试方案，全面调试不严漏项，把好最后一道关。

2.3.2合理分配重要卡件

由于重要卡件、电源装置分配不合理，造成DCS系统连锁、保护故障发生的故障比较多。重要卡件合理分配主要原则，主要的停机、停炉的I/O点，使用不同的I/O模件，以保证该模件损坏不至于造成保护误动、拒动。重要的调节与保护需要相同I/O点时，最好增加测点，保证保护与调节使用不同的点，同时这些I/O点放在不同的控制器中。根据需要部分重要的保护采取3取2或3取中逻辑，需要3路I/O输入，在卡件分配时3个I/O测点采用3个不同的模板。冗余I/O点采用不同的模件的同时，将模件应在不同的层里，避免由于线路问题影响模件的功能

2.3.3合理分配电源

DCS系统模件供电方式热备份冗余，一路电源装置工作，另一路电源装置监视检测一旦工作电源消失，该电源装置工作。还有一种，二路电源装置同时工作，各带50%负荷，当其中一路电源装置损坏，另一路电源装置自动带全部负荷，这些供电方式比较可靠，具有较强的保护功能。例如：有些电源装置具有温度高保护，当供电装置温度高于定值，电源装置停止供电。我们必需清楚电源装置的工作条件，使其工作在合适的环境温度下以及合理的负荷区间。一些常规仪表构成的保护系统，电源装置的可靠性、电源分配上，不如DCS系统可靠性高。电源是热控设备中最重要的部分，热控设备将无法工作，必需高度重视电源装置和电源分配。例如：有些灭火保护、停机保护采用可编程控制器PLC，电源采用单路电源这样不安全，必需采用2路电源供电，保证一路电源消失后，保护设备仍然可以可靠运行。

2.4提高保护一次设备可靠性

热控保护、连锁的一次接点绝大部分采用压力、流量、温度开关，根据统计热工保护误动、拒动大部分是由于保护使用的压力、流量、温度开关故障造成的。设备运行时各种开关的

工作状态无法监视，只有造成后果后，我们才能发现开关发生故障，这样对保证机组安全运行极为不利。

广泛采用变送器输出的模拟量作为保护动作判断条件，通过计算机判断是否达到保护定值，确定保护动作，这样保护动作非常准确。可以避免由于开关定值偏离规定值，或损坏，在运行时无法发现，造成保护误动或拒动。我们可以通过计算机画面显示的数据监视变送器工作是否正常，可以通过判断测点好坏，避免保护误动。现场总线的应用，为全面使用模拟量作为保护一次动作判断条件，提高了更可靠的方式。

可以将变送器或其它保护需要的开关安装在环境好的变送器室，可以提高设备的可靠性（辅机保护、连锁可以不考虑）。例如：锅炉安全门保护一次接点，一般在锅炉就地安装电接点压力表或压力开关，如果将压力变送器、开关，安装在距离炉顶约70米的变送器室，表管长度Ｌ约90米。我们可以计算当压力变化时，炉顶压力表和控制室平台压表变化的时间差。

锅炉过热．饱和压力表管中充满的介质为蒸留水。根据流体力学理论可知，压力传播可看成微弱扰动压缩波的传播。在液体中，压力以声速相对液体传播。查表可知，声音在２５℃时，在蒸留水的传播速度Ｖ＝１４９７米／秒（环境温度５０℃时，水密度变化很小，速度认为不变）。压力发生变化，Ｔ时间后，压力变化使仪表开始反应。

Ｔ＝Ｌ／Ｖ

＝90／1497

＝0.06012（秒）

如考虑弯头的缓冲作用，这段距离，压力的传播时间，不超过0.1秒，当压力变化时，炉顶压力变化和变送器室压力变化的时间差，不超过0.1秒，完全满足保护动作时间。

三、结束语

提高机组的保护设备的可靠性，保证机组保护设备正确动作，防止保护误动、拒动是热控非常重要的一项工作，每个电厂、每台机组的工作状态都不一样，只要我们采取“严、细、实”的工作作风，及时发现设备存在的隐患，使用科学的检修方法，认真的开展“状态检修”，就可以避免许许多多的事故，达到提高保护设备的可靠性。

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文章名称：《如何提高热工保护可靠性》

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