電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因與處理措施探討

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引言

受當(dāng)前高新科技的影響,電廠在發(fā)展的過程中正在逐步向自動化設(shè)備的方向發(fā)展,而DCS控制保護系統(tǒng)憑借其安全、可靠、高效等優(yōu)勢加快了電廠發(fā)電組自動化方向發(fā)展的步伐。該系統(tǒng)的全面應(yīng)用為工作人員帶來了方便,但是一旦其在使用過程中出現(xiàn)故障,就會嚴(yán)重影響電廠各個環(huán)節(jié)的工作效率。因此,對可能引起DCS系統(tǒng)發(fā)生故障的原因進行總結(jié)歸納,并針對問題提出相應(yīng)的解決措施。能夠有效地杜絕已知原因造成系統(tǒng)故障的可能,降低效益損失,提升工作效率。

1 DCS的基本介紹

DCS系統(tǒng)的靈活性和擴展性都較好,能夠?qū)ぷ鳟嬅孢M行操作,在控制和運算方面都有較大的優(yōu)勢。其運算功能可以應(yīng)用在對現(xiàn)有工藝參數(shù)進行推斷方面,并根據(jù)結(jié)果預(yù)測接下來的參數(shù)走向,并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對該趨勢進行分析,一旦發(fā)現(xiàn)任何與標(biāo)準(zhǔn)不符的數(shù)據(jù),都會及時發(fā)出警報,以此來保護整個系統(tǒng)的運作,使整個運行裝置都能受到DCS系統(tǒng)的監(jiān)控,保證在工藝生產(chǎn)過程中能夠被全方面的監(jiān)管。在該項技術(shù)被廣泛應(yīng)用后,其使用范圍迅速擴大,隨之而來的是大量的裝置問題。對于熱控系統(tǒng)中的電纜、測量、控制系統(tǒng)以及工作系統(tǒng)等在室外的裝置而言,無論哪一個結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障,都會影響整個系統(tǒng),進而引發(fā)熱控DCS控制保護回路誤動作或者運營機組跳閘,最終影響整個系統(tǒng)的正常工作。熱控系統(tǒng)能否正常運行直接影響經(jīng)濟效益的效益空間。

2 問題研究分析

2.1 軟件故障引起的誤動 熱控軟件的控制邏輯一定要正確,邏輯不完善容易導(dǎo)致DCS系統(tǒng)發(fā)生誤動。在機組投產(chǎn)調(diào)試的過程中,或者在電廠進行了大的改動之后,發(fā)電機組的特性也會發(fā)生改變,從而導(dǎo)致DCS系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯問題。DCS系統(tǒng)在技術(shù)改動之前對參數(shù)和函數(shù)曲線進行控制的邏輯可能無法滿足技術(shù)改動之后設(shè)備的運行。這就需要在技術(shù)改動之后,對于軟件的邏輯也要進行重新設(shè)定,對相關(guān)參數(shù)及函數(shù)曲線進行更改,這樣才能保證軟件的邏輯符合技術(shù)改動之后的設(shè)備,從而對系統(tǒng)誤動進行防止。

2.2 電源或接地系統(tǒng)故障引起的誤動 電源或接地系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)為電源缺失,電源缺失的主要原因為供電系統(tǒng)的零線、火線、地線這三條線路存在著接觸不良或者連接錯誤的問題。存在上述問題的系統(tǒng),在長時間的使用之后會出現(xiàn)電源線路質(zhì)量下降的問題,從而導(dǎo)致線路的絕緣保護裝置被破壞或者線路的電阻太高等問題。當(dāng)電源的設(shè)計不夠完善,在地極電阻過大的情況下,地網(wǎng)與地極之間斷開也會存在誤動情況。

2.3 硬件設(shè)施存在故障 在整個DCS控制保護系統(tǒng)中,硬件設(shè)施是直接執(zhí)行工作指令的部位。當(dāng)其中出現(xiàn)元器件遭到破壞、電路出現(xiàn)接觸不良、電源不按工作標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓電流等問題時,會直接導(dǎo)致DCS發(fā)生故障。從而無法對整個工作系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,此時對設(shè)備的驅(qū)動效果受到影響,各個環(huán)節(jié)的指示燈會出現(xiàn)錯誤顯示,進而引起保護系統(tǒng)對工作參數(shù)有了錯誤的分析與判斷,最終使電廠熱控系統(tǒng)DCS控制保護回路誤動作。熱工元件出現(xiàn)故障會直接導(dǎo)致主機和輔機對整個工作系統(tǒng)無法保護,從而產(chǎn)生誤動現(xiàn)象,該種情況主要是元器件的質(zhì)量不符規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。除此之外,在DCS邏輯中應(yīng)用單元件工作也會容易引發(fā)元件故障,進而產(chǎn)生保護回路的誤動作。在硬件設(shè)施中有還有電源和接地系統(tǒng)都容易損壞,零線、火線和地線在經(jīng)過長時間使用后,會使外部的絕緣皮老化破損,使其暴露于空氣,容易產(chǎn)生電線混電,使保護系統(tǒng)誤動作,甚至引發(fā)火災(zāi)等重大事故。

3 優(yōu)化措施分析

3.1 提高工作人員的綜合素質(zhì)并完善管理模式 電廠工作是由每個獨立的員工進行自己的工作操作完成的,每個工作人員都應(yīng)該擁有專業(yè)的工作技能與認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。在技能方面,在招聘時就要嚴(yán)格要求,應(yīng)該較為注重其專業(yè)技能與工作經(jīng)驗是否合乎崗位需求。在工作中對其進行統(tǒng)一培訓(xùn),使其具有良好的技術(shù)水平,并通過適當(dāng)?shù)纳蠉彶僮?完成技能達標(biāo)。在工作態(tài)度上,要讓員工有清楚的責(zé)任意識與安危意識,使其能夠從自身發(fā)展的角度考慮,進而在工作中能夠以最佳的工作狀態(tài)完成工作內(nèi)容。電廠企業(yè)也是共同工作的整體,而整體的工作環(huán)境中應(yīng)該有完善的管理系統(tǒng),以此保證員工的工作質(zhì)量與領(lǐng)導(dǎo)的公平管理。因此,在工作中要明確規(guī)定,嚴(yán)格遵守工作流程,在對數(shù)據(jù)庫的信息進行修改時,要對其信息進行備份保存。日常工作中要規(guī)范操作并進行工作內(nèi)容的詳細(xì)記錄。

3.2 采用多重化的熱工信號攝取方法,可減少檢測回路自身的誤動作率 為了綜合信號串聯(lián)后誤動作故障率降低和信號并聯(lián)后拒動作故障率降低的優(yōu)點,將兩個信號先進行串聯(lián),然后進行并聯(lián)。單個檢測元件的誤動作率或拒動作率很小時,四信號串并聯(lián)后的信號單元的誤動作率、拒動作率均大大減小。當(dāng)用作聯(lián)鎖保護的測量信號本身不可靠時。系統(tǒng)的誤動概率會大大增加。而熱控保護聯(lián)鎖系統(tǒng)中的觸發(fā)信號采用了不少單點測量信號。熱控單點信號保護回路的異動,很多情況是外部因素誘導(dǎo)下的瞬間誤發(fā)信號引起。不少故障僅僅是因為某個位置開關(guān)接觸不良或某個擋板卡澀而造成機組跳閘。為防止單個部件或設(shè)備故障和控制邏輯不完善而造成機組跳閘,對運行中易出現(xiàn)故障的設(shè)備、部件和元件。從控制邏輯上進行優(yōu)化和完善。通過預(yù)先設(shè)置的邏輯優(yōu)化來降低或避免控制邏輯的誤動作。運行機組應(yīng)對熱控保護連鎖信號取樣點的可靠性調(diào)試確認(rèn)。對控制系統(tǒng)的硬件、邏輯條件、定值進行可靜態(tài)、動態(tài)試驗,對機組設(shè)備安全運行有嚴(yán)重影響的熱控保護邏輯進行優(yōu)化,例如：a.條件許可的單點信號保護邏輯。改為信號三取二選擇邏輯。加入證實信號改為二取二邏輯。b.實施上述措施的同時。對進入保護聯(lián)鎖系統(tǒng)的模擬量信號,合理設(shè)置變化速率保護、延時時間。C,縮小量程來提高壞值信號剔除作用等故障診斷功能。設(shè)置保護聯(lián)鎖信號壞值切除與報警邏輯。如某廠因煤量波動引起風(fēng)量大幅度波動引起引風(fēng)機、送風(fēng)機電流過載,通過合理設(shè)置風(fēng)機變化速率保護、煤量限幅及煤量指令速率限制后,取得很好效果。

3.3 提高設(shè)計、施工、檢修的水平 目前系統(tǒng)的電源以及主控模塊的冗余設(shè)計以及得到普及,但是對于保護執(zhí)行設(shè)備的動作電源也需要得到重視。在系統(tǒng)的設(shè)計時,對于一些重要的保護執(zhí)行設(shè)備的動作電源采用冗余設(shè)計,摘要的檢點要分散布置到不同的卡件上,這樣對重要取樣點能夠得到準(zhǔn)確的測量信號,降低保護誤動作的可能性。在出現(xiàn)系統(tǒng)模塊出現(xiàn)故障時,要迅速完成故障診斷,并對故障模塊進行更換。企業(yè)需要定期派遣專業(yè)人員對系統(tǒng)進行維護和檢修,對熱控系統(tǒng)的工作人員加強技術(shù)培訓(xùn),通過開展講座、競賽等形式提高操作人員的技術(shù)水平。

3.4 完善管理制度 對應(yīng)用軟件要做好備份,在數(shù)據(jù)庫修改前要做好保存。更新或修改軟件時要遵守規(guī)范,做好記錄。計算機要做好病毒防范措施,在沒有經(jīng)過測試和確認(rèn)的軟件不能下載。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,要確保能夠繼續(xù)運行的部分正常監(jiān)控,排除故障。在維護設(shè)備時要做好完善的隔離措施,避免出現(xiàn)設(shè)備聯(lián)鎖反應(yīng)的誤動作。

3.5 應(yīng)用可靠的技術(shù)和元器件 為了提高DCS系統(tǒng)控制回路的可靠性,應(yīng)當(dāng)選擇安全可靠、應(yīng)用成熟的熱控元件。出于成本考慮,在有限的資金下企業(yè)可能選擇降低元器件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方式減少成本,但是在一些關(guān)鍵和高要求的部分,應(yīng)當(dāng)選擇高質(zhì)量的設(shè)備,保證DCS系統(tǒng)運行的可靠性。通過提高DCS系統(tǒng)硬件的質(zhì)量能夠降低系統(tǒng)誤動的概率,并有助于DCS軟件進行自診的能力。

結(jié)語

電力能源在社會上的廣泛應(yīng)用,促進了電力行業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,而現(xiàn)代化高端科學(xué)技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用,使得電力生產(chǎn)更為高效化、自動化。在電廠中,DCS系統(tǒng)的引進,使得電力生產(chǎn)更為高效智能,這一系統(tǒng)具有良好的靈活性與拓展性,能夠通過監(jiān)測發(fā)電機組運行數(shù)據(jù),將之與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比,來預(yù)測生產(chǎn)障礙,從而實現(xiàn)前瞻性調(diào)整、檢修,確保電廠發(fā)電工作的正常進行。DCS系統(tǒng)雖然比較先進,但是在硬件設(shè)施、控制邏輯、外部環(huán)境、調(diào)試過程等方面其實存在一定缺陷,這些缺陷導(dǎo)致系統(tǒng)容易出現(xiàn)控制回路誤動作。深入分析電廠熱控DCS控制保護回路誤動作原因,提出合理解決措施,確保系統(tǒng)控制邏輯、回路動作正常,對于電廠安全平穩(wěn)生產(chǎn)有著重要意義。