探析電廠熱工DCS保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)原因及對(duì)策

撫順遼電運(yùn)營(yíng)管理有限公司 史 艨

DCS系統(tǒng)作為一項(xiàng)成熟的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠確保電廠在運(yùn)行過(guò)程中有著較高的運(yùn)行效率和自動(dòng)化水平，廣泛應(yīng)用于各大發(fā)電企業(yè)的電力生產(chǎn)過(guò)程。但DCS系統(tǒng)在使用過(guò)程中，依舊有著較大的概率發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生，使得相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)失去了原有安全系統(tǒng)的保護(hù)，造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

1 電廠熱工DCS保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的發(fā)生原因

DCS保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行能夠保證電廠電力生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定安全，可防止故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生較大的損失。但是DCS在發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的過(guò)程中，常會(huì)影響到電廠生產(chǎn)效率以及安全保護(hù)環(huán)節(jié)。引起DCS發(fā)生故障的原因也相對(duì)多樣，需要相應(yīng)的工作人員加強(qiáng)對(duì)故障產(chǎn)生原因的排查和研究，在日常維護(hù)和調(diào)試過(guò)程之中加強(qiáng)重視程度，減少意外發(fā)生的概率。

1.1 DCS軟硬件故障

DCS系統(tǒng)軟硬件發(fā)生故障是自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的主要原因之一，對(duì)于生產(chǎn)造成較大的影響，并且對(duì)于問(wèn)題的檢修以及維護(hù)過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜。熱工DCS系統(tǒng)由數(shù)據(jù)監(jiān)控過(guò)程和控制組成，以通信網(wǎng)絡(luò)為樞紐進(jìn)行分散控制子系統(tǒng)。系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行過(guò)程中控制各個(gè)單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元以及人機(jī)接口等對(duì)各單元。在系統(tǒng)運(yùn)行中倘若出現(xiàn)任意單元的故障就會(huì)產(chǎn)生故障，表現(xiàn)為保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)和拒動(dòng)。在生產(chǎn)運(yùn)行中現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及設(shè)備老化等多個(gè)因素均會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)的誤動(dòng)，技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)能力往往能夠決定DCS系統(tǒng)的維護(hù)程度，減少運(yùn)行之中發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的概率。

與此同時(shí)，DCS系統(tǒng)設(shè)備的檢測(cè)啟動(dòng)和停止情況由自身的系統(tǒng)程序進(jìn)行控制，通常情況下通過(guò)查詢電壓的方式進(jìn)行間接控制。為了避免在使用運(yùn)行過(guò)程中外圍電路對(duì)于DCS系統(tǒng)產(chǎn)生影響，DCS在每一個(gè)端口的子板上都要安裝保險(xiǎn)絲，當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生短路或者是斷路時(shí)會(huì)發(fā)生熔斷現(xiàn)象，防止電流在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的熱量引發(fā)火災(zāi)或者是設(shè)備故障。由于DCS自身系統(tǒng)的安全保護(hù)，使得在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)相應(yīng)的技術(shù)人員不需要每時(shí)每刻對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生熔斷時(shí)對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢修工作，并且將熔斷的保險(xiǎn)絲進(jìn)行及時(shí)的更換，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生保險(xiǎn)絲熔斷現(xiàn)象過(guò)于頻繁，表明DCS系統(tǒng)本身具有故障因素，相應(yīng)的技術(shù)人員以及維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軟件以及設(shè)備進(jìn)行診斷，防止在后續(xù)的使用過(guò)程中依舊發(fā)生上述問(wèn)題。

1.2 熱元件故障

熱系統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)中，熱元件是重要的傳感器，在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的信息采集發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。熱元件對(duì)熱工保護(hù)安全性以及可靠性息息相關(guān)，然而由于現(xiàn)場(chǎng)的壓力、流量以及多方面因素的影響，使得熱元件在使用的過(guò)程中發(fā)生異常情況，影響到最后溫度的檢測(cè)環(huán)境，從而造成主輸出輔機(jī)發(fā)生錯(cuò)誤判斷，影響保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，在相應(yīng)的調(diào)查過(guò)程中得出，一些電力生產(chǎn)部門自身的熱元件性能表現(xiàn)較差，與其自身的質(zhì)量控制有著直接的聯(lián)系，相關(guān)部門缺乏對(duì)于熱元件的重視程度，在進(jìn)行質(zhì)量的控制及以及產(chǎn)品的采購(gòu)過(guò)程中沒(méi)有制定嚴(yán)格的制度，致使后續(xù)元器件發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題。熱元件自身在使用過(guò)程中也有著明確的壽命限制，在長(zhǎng)期使用并且不更換的條件下，容易發(fā)生老化以及燒毀的現(xiàn)象，影響其對(duì)于信息采集的效率。所以，相應(yīng)的管理部門以及采購(gòu)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)元件設(shè)備的質(zhì)量管理，加強(qiáng)對(duì)于設(shè)備元件的調(diào)試和質(zhì)量檢測(cè)工作，防止在使用過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)熱元件本身的維護(hù)以及更換，制定明確的規(guī)定進(jìn)行更換安排。

1.3 電纜接線故障

由于電廠自身的工作環(huán)境較為特殊，信號(hào)電纜以及接線端長(zhǎng)期處于高溫、潮濕以及煙塵較大的環(huán)境之下，加之受外界環(huán)境的影響，容易使得電纜本身發(fā)生老化現(xiàn)象。相應(yīng)的維護(hù)和管理部門對(duì)于接線本身的重視程度不高，在維護(hù)以及更換的過(guò)程中往往不及時(shí)，或者是工作效果較差，導(dǎo)致在長(zhǎng)期高負(fù)荷的使用環(huán)境下發(fā)生電纜接線老化，影響后續(xù)的生產(chǎn)。電纜在接觸的過(guò)程中，對(duì)于接線處應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注，防止其在振動(dòng)的環(huán)境下發(fā)生松動(dòng)或者是需接現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生誤發(fā)，引起保護(hù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤判斷。

在檢修過(guò)程中對(duì)于處于潮濕環(huán)境，以及高溫等惡劣條件之下的電纜檢查應(yīng)加強(qiáng)重視，在檢修以及維護(hù)的過(guò)程中應(yīng)做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，采用電阻測(cè)試的方法保證電纜依舊維持在正常狀態(tài)。對(duì)于電阻偏差的地方進(jìn)行重點(diǎn)檢查，并且針對(duì)已經(jīng)發(fā)生老化或者是燒毀的電纜接線進(jìn)行及時(shí)的更換和維修。同時(shí)，在完成檢修以及更換之后，對(duì)于所有的接口要進(jìn)行二次的檢查，防止其出現(xiàn)松動(dòng)以及接觸不良的現(xiàn)象，耽誤熱工生產(chǎn)的效率。

1.4 人為因素

人為因素導(dǎo)致DCS自身發(fā)生故障的概率相對(duì)較低，但是相應(yīng)的管理部門以及技術(shù)人員應(yīng)該將其考量在內(nèi)，對(duì)于發(fā)生斷路或者短路的部位進(jìn)行人工檢查，在保證硬件設(shè)備沒(méi)有被人為因素?fù)p壞的條件之下開展后續(xù)的故障排查工作。相應(yīng)的技術(shù)人員在進(jìn)行日常維護(hù)的過(guò)程中，通常會(huì)使用萬(wàn)用表進(jìn)行電力數(shù)值的測(cè)量和記錄，倘若在此之中沒(méi)有嚴(yán)格地遵守相應(yīng)的規(guī)定或者是發(fā)生操作失誤均會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生[1]。

2 電廠熱工DCS保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的對(duì)策分析

2.1 優(yōu)化DCS電源切換

DCS系統(tǒng)主要是通過(guò)兩路的冗余電源進(jìn)行供電，在進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程之中，可能會(huì)發(fā)生電源之間的切換不及時(shí)或者是系統(tǒng)故障引起的機(jī)柜失電現(xiàn)象。通常情況下，由于電路的供應(yīng)系統(tǒng)由兩個(gè)電源進(jìn)行供電，這一供電的方式能夠使得兩個(gè)電源進(jìn)行替換工作，較大提升了工作生產(chǎn)的效率，但是在進(jìn)行電源的切換之中也常發(fā)生意外，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

DCS電源切換主要是第一電路使用主要的負(fù)載電源，另一電路使用輔助電源進(jìn)行輔助供電，減少在供電過(guò)程之中發(fā)生的供電意外。如果在主供應(yīng)電源正常進(jìn)行供電的過(guò)程中，那么依舊由主電源進(jìn)行供電工作，當(dāng)?shù)谝浑娫窗l(fā)生故障時(shí)進(jìn)行電源之間的切換，這種方案使得整個(gè)回路的安全性增加。加強(qiáng)兩個(gè)電源之間的聯(lián)系，在實(shí)際的工作生產(chǎn)之中進(jìn)行靈活的切換，能夠確保電力生產(chǎn)的高效性和安全性。穩(wěn)定性是保證電力部門高效生產(chǎn)的關(guān)鍵，加強(qiáng)對(duì)電源的優(yōu)化以及電源的改進(jìn)能夠提升生產(chǎn)的效率，避免出現(xiàn)較大程度的波動(dòng)。

2.2 實(shí)施有效的DCS系統(tǒng)抗干擾措施

DCS系統(tǒng)在自身運(yùn)行過(guò)程中有著較強(qiáng)的自動(dòng)化能力，但是在進(jìn)行故障診斷的過(guò)程中依舊會(huì)發(fā)生失誤引起不必要的損失和意外。此外，發(fā)電行業(yè)工作過(guò)程中所處的環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，外界的高溫以及潮濕環(huán)境對(duì)于DCS自身的抗干擾能力有著較大的考驗(yàn)，加強(qiáng)DCS系統(tǒng)運(yùn)行的抗干擾能力，能夠降低發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生，提升工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。火力發(fā)電的工作環(huán)境相對(duì)特殊，其自身在運(yùn)行之中極有可能發(fā)生故障，降低其自身的穩(wěn)定性。常見的DCS抗干擾系統(tǒng)往往采用接地的方法，接地線的截面選擇大于20mm2，該措施的應(yīng)用能夠增大接地的電阻，并且自身的標(biāo)準(zhǔn)阻值為2Ω，系統(tǒng)的接地極通常情況之下保持在火力發(fā)電廠15m以上的區(qū)域，以此來(lái)保證DCS在應(yīng)對(duì)意外情況之下的有著較強(qiáng)的抗干擾能力。

自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)于工程的開展十分關(guān)鍵，是保證我國(guó)發(fā)電行業(yè)朝著更高方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，但是在技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生影響生產(chǎn)工作的意外，對(duì)于發(fā)電過(guò)程的安全，以及生產(chǎn)效率造成一定的影響。我國(guó)發(fā)電行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中針對(duì)相應(yīng)的故障應(yīng)進(jìn)行積極有效的措施應(yīng)對(duì)，加強(qiáng)對(duì)于故障檢查的力度，保證對(duì)于技術(shù)的分析能夠使得后續(xù)的維護(hù)環(huán)節(jié)有著更高的精度，當(dāng)外界引起的意外發(fā)生的時(shí)候能夠快速做出有效的判斷，進(jìn)行故障診斷，加強(qiáng)自身的穩(wěn)定性，以及抗干擾能力能夠使得其自身在運(yùn)行中減少故障發(fā)生概率，減少人為修復(fù)的難度和工作量，促進(jìn)火力發(fā)電環(huán)節(jié)的效率提升。

2.3 建立嚴(yán)格的人工管理制度

目前，電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)依舊無(wú)法做到全自動(dòng)化，人為的干預(yù)能夠保證系統(tǒng)的運(yùn)行以及發(fā)電的各個(gè)環(huán)節(jié)更加的穩(wěn)定流暢，在故障發(fā)生時(shí)能夠保證對(duì)于故障進(jìn)行及時(shí)的檢修，盡快恢復(fù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。人工不穩(wěn)定因素會(huì)影響到火力發(fā)電的效率，對(duì)于電力的生產(chǎn)較為不利，不規(guī)范的操作還會(huì)導(dǎo)致意和故障的發(fā)生?；鹆Πl(fā)電是一項(xiàng)相對(duì)比較復(fù)雜的工程項(xiàng)目，工作人員對(duì)于發(fā)電技術(shù)以及發(fā)電環(huán)節(jié)的不了解都會(huì)導(dǎo)致意外的發(fā)生，對(duì)于其自身造成較大的生命安全威脅。

嚴(yán)格的人工管理制度所包含的內(nèi)容相對(duì)多樣，其中規(guī)范的制度制定以及工作準(zhǔn)則和工作內(nèi)容的規(guī)定，能夠加強(qiáng)人工對(duì)于自身工作的認(rèn)知，保證在發(fā)電過(guò)程中能夠根據(jù)自身的工作進(jìn)行技術(shù)的研究以及優(yōu)化。此外，因加強(qiáng)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)和人才的引入計(jì)劃，全面提升工作團(tuán)隊(duì)自身的綜合素質(zhì)水平，保證工作團(tuán)隊(duì)在工作過(guò)程中能夠發(fā)揮更好的故障檢修能力以及常規(guī)的維護(hù)工作，為電力的生產(chǎn)保駕護(hù)航，提升火力發(fā)電的效率[2]。

2.4 優(yōu)化就地設(shè)備的作業(yè)環(huán)境

電力生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，常年的高溫環(huán)境、粉塵以及潮濕的工作狀態(tài)之下，對(duì)于工作設(shè)備以及工作人員都造成較大的影響，因此工作人員要在相應(yīng)保護(hù)措施的狀態(tài)之下進(jìn)行維護(hù)和檢修工作。并且，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備在安裝過(guò)程之中發(fā)生意外時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行故障診斷，盡量把設(shè)備安裝在與溫度干擾以及輻射設(shè)備較遠(yuǎn)的地方。對(duì)于故障檢修可以先從硬件設(shè)備開始檢查，保證外界設(shè)備運(yùn)行正常沒(méi)有發(fā)生燒毀或者是短路現(xiàn)象時(shí)，再次進(jìn)行系統(tǒng)故障的檢修。對(duì)于系統(tǒng)的檢修應(yīng)重視調(diào)試環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的運(yùn)行故障造成的意外損失往往較大。

此外，設(shè)備自身的抗腐蝕能力弱，在長(zhǎng)期的腐蝕環(huán)境下發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備后續(xù)的維護(hù)環(huán)節(jié)更加艱難。加強(qiáng)對(duì)設(shè)備工作環(huán)境的優(yōu)化，能夠保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及壽命，對(duì)于環(huán)境的優(yōu)化要綜合考量溫度、腐蝕性以及粉塵條件等因素，并且要經(jīng)過(guò)相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行環(huán)境的檢驗(yàn)，確保環(huán)境優(yōu)化能夠起到實(shí)質(zhì)性作用，為后續(xù)的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.5 在熱控體系之中，盡可能選用冗余的規(guī)劃

目前，遠(yuǎn)程操作的電源以及CPU冗余規(guī)劃已成為常見的問(wèn)題，在火力發(fā)電運(yùn)行過(guò)程中往往會(huì)造成跳閘短路現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于一些熱信號(hào)監(jiān)控的監(jiān)控設(shè)備冗余在后續(xù)的維護(hù)環(huán)節(jié)，以及故障檢修環(huán)節(jié)都給技術(shù)人員增加了較大的工作量，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了額外的負(fù)載，一定程度上增加了系統(tǒng)運(yùn)行的壓力。對(duì)于同一點(diǎn)的信號(hào)監(jiān)控應(yīng)加強(qiáng)對(duì)硬件設(shè)備質(zhì)量的控制進(jìn)行工作穩(wěn)定性的保證，不能通過(guò)冗余的設(shè)備增加進(jìn)行保障。近年來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)于元件的質(zhì)量要求不斷提升，傳統(tǒng)的硬件設(shè)備或是穩(wěn)定性以及抗干擾能力較差的元件在使用過(guò)程中相繼被淘汰。在火力發(fā)電過(guò)程中盡可能選擇老練并且牢靠的熱控元件用于實(shí)際生產(chǎn)，依據(jù)熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，熱工設(shè)備的成本往往較高，相應(yīng)的生產(chǎn)單位和部門對(duì)于元件的采購(gòu)環(huán)節(jié)，不能夠只為降低采購(gòu)的成本而忽視元件自身的質(zhì)量。較好的元件設(shè)備對(duì)于生產(chǎn)效率的提升效果是顯著的，對(duì)于DCS系統(tǒng)自身運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有著重要的提升。

2.6 對(duì)于維護(hù)邏輯組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化

電力生產(chǎn)過(guò)程中維護(hù)工作的開展較為關(guān)鍵，硬件設(shè)備自身的運(yùn)行穩(wěn)定性以及抗干擾能力是重要的環(huán)節(jié)，加強(qiáng)維護(hù)工作的開展，能夠進(jìn)一步保證相應(yīng)的工作元件有著更高的表現(xiàn)效果以及更長(zhǎng)的使用壽命，降低設(shè)備更換的成本提升電力生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。因溫度元件本身會(huì)受到溫度、現(xiàn)場(chǎng)粉塵和振動(dòng)等因素的影響，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中必定會(huì)發(fā)生信號(hào)的波動(dòng)以及維護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。為此，加強(qiáng)熱度元件維護(hù)工作十分有必要。

綜上所述，在進(jìn)行電力生產(chǎn)的過(guò)程中，DCS系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，其自身的保護(hù)系統(tǒng)對(duì)于生產(chǎn)而言也較為重要，同時(shí)，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及判斷的準(zhǔn)確性，減少由于DCS本身的保護(hù)誤動(dòng)或者是拒動(dòng)所引起的不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[3]。