浅谈如何提高热工保护的可靠性和安全性

洪诗论

摘 要：热工保护系统是火力发电厂中不可缺少的组成部分。当机组主辅设备发生某些可能引起设备和人身安全的事故时，如果热工保护能可靠动作，就能保护设备安全、减少经济损失和避免人身伤亡。因此，热工保护的可靠性尤为重要。从多个方面阐述了提高热工保护可靠性和安全性的措施。

关键词：热工保护；DCS；ETS；热工元件

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.116

如果将整个火力发电厂当成一座“大型水库”，则热工保护就是水库的“闸门”。当“大型水库”中的“水”上升至警戒水位，即将引发事故时，如果能顺利打开“闸门”，则“溃堤”事故将不会发生，进而有力保证了“水库”的安全。因此，热工保护在整个火力发电厂中扮演着极其重要的角色。下面就热工保护误动和拒动的主要原因进行分析，并提出提高其可靠性和安全性的策略。

1 热工元件故障

1.1 原因分析

因热工元件故障而误发信号，进而导致机组主、辅设备保护误动和拒动的情况时有发生。其主要原因是热工保护所采用的元件老化、损坏，或者采用了一些假冒伪劣、质量不合格的产品，且取自故障元件的信号没有冗余设置和识别，保护信号常取自单一的元件。

1.2 解决措施

具体的解决措施分为以下5点：①热工保护元件对整个热工保护起着极为关键的作用，因此，要对重要的保护元件进行定期的检查和维护。一旦发现元件有损坏或存在异常，则应及时更换元件，确保其正常、可靠运行。②在安装或更换保护元件时，一定要经检验合格后才能安装，且尽量采用技术成熟、可靠的热工元件。③对冗余信号的处理一般采用“三取中”的逻辑，也可采取3个信号的平均值作为信号的真实过程值，但3个信号都必须是好点，即测点的测量值在正常的范围内。目前，DCS和DEH系统的设计中规定，如果存在测点故障，则显示值会保持数据采集前一周期的值。如果有1个测点故障，则切除该测点，由剩下的2个好点进行取高值或取平均值，进而作为信号的真实过程值；如果有2个测点故障，则取剩余的1个好点作为信号的真实过程值；如果3个测点均已损坏，则保持坏点前的真实过程值。④严格控制电子间的环境。温度、湿度、灰尘和振动对热工电子设备有较大的影响。严格控制电子间的环境条件，可延长热工设备的使用寿命，并可提高系统的可靠性。⑤在ETS中，保护信号不允许取自单一的元件，这样会增加保护误动和拒动的概率。因此，在电厂热工保护中，主要保护一般采取3套以上的测量回路，且不允许接入同一个测量模块。

2 电缆接线短路、断路、虚接

2.1 原因分析

由于电缆所处的运行环境较差，高温、高湿、腐蚀性强和接线柱进水等原因都会造成电缆短路、断路或虚接。

2008-07-07，某厂#1汽轮机在靠近自动主汽门处，自动主汽门行程开关的电缆因长期处于高温环境下，且未采用耐高温电缆，导致电缆烤焦后发生短路。短路后，误发自动主汽门关闭信号给电气装置，导致发电机停运，汽轮机负荷突然降至0.开关动作本应使汽轮机ETS保护动作，但因电缆短路造成主汽门信号显示关闭，自动主汽门未动作，导致汽轮机转速瞬间提高，引发103%保护动作。

2.2 解决措施

具体的解决措施分为以下3点：①因热工测点测量的数据要靠电缆传送，因此，电缆所处的环境时常变化。在敷设电缆时，要充分考虑其所处的环境。比如，所处环境的温度较高时，需要用耐高温电缆；所处环境有腐蚀性气体和湿度较高时，应用耐腐蚀电缆。②选择电缆的型号时应留有一定的余量，且选择质量可靠的优质的电缆，确保不会因电流过大而击穿电缆表皮，进而造成短路。③在机组的长期运行中，机组主、辅设备漏气在所难免。因此，热工维护人员要时刻注意漏气的设备附近是否存在电缆或热工设备，避免因设备漏气而使电缆烧焦短路，使热工保护信号误动或拒动。

3 热工人员检修维护时出错

3.1 原因分析

在机组进行等级检修时，由于热工检修人员的维护工作量大、设备校验任务繁重和设备数量多，有时会因疏忽大意而走错设备间隔，出现误接、误解设备端子，万用表使用不当，检修结束二次门后忘记开启和看错设备位号等。这些人为因素都有可能造成设备运作不正常，进而引发热工保护误动拒动。2013-07-05，某厂在检修#1机组C级的过程中，施工人员误将#2除氧器水位测量变送器的排污门打开，造成#2除氧器水位保护误动。

3.2 解决措施

具体的解决措施分为以下2点：①加强对热工人员的技术培训，避免因人为因素造成设备事故，特别是在等级检修期间，开工前要交代工作人员具体的工作区域和范围，在检修过程中要有专人监护。②在保证机组正常启停的同时，还要避免热工人员连续、疲劳作业。在维护重要的热工设备时，要有多人在场，以及时发现隐患、纠正维护时的错误操作。

4 设备设计、安装、调试中存在缺陷

4.1 原因分析

许多机组因热工设备的设计、安装、调试中存在缺陷，导致热工保护误动或拒动的事故发生。2008-07-17，某厂因系统安装调试时一次调频设置值错误（系数设置为0），导致一次调频无法起到应由的作用，孤网失效，厂用电中断，最终导致停机。

4.2 解决措施

具体的解决措施分为以下3点：①严格把关设计、施工、调试、检修的工作质量。应提高热工设备的设计、施工、调试、检修质量，这对提高热工保护的可靠性有长远的要意义。②选择施工单位时，应选择经验丰富、可靠的施工单位，且不能因暂时削减成本而埋下安全隐患。③发现缺陷后应尽快处理，暂时没有处理方法时，要与安装方或厂家联系，获取妥当的处理方法。

5 结束语

热工保护是电厂设备安全的“保护伞”，热工保护具有的可靠性和安全性关系着整个电厂的平稳、经济运行。作为热工检修人员，应在维护设备时尽心尽责，克服疏忽大意，及时发现设备中存在的隐患，并从以往的热工保护误动和拒动事故中汲取经验，防止类似的事故发生。热工保护的高可靠性和高安全性是热工检修人员不断追求的目标。

参考文献

[1]毕贞福.火力发电厂热工自动控制使用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]孙长生.电力行业热工自动化技术的应用现状与发展[J].自动化博览，2008（4）.

〔编辑：张思楠〕