电厂热控DCS控制保护回路误动作原因与处理措施探讨 赵猛

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:赵猛
[导读] 摘要:电厂热控系统中广泛采用DCS系统,不仅有效减轻了工作人员的工作量,提升了工作效率,而且使得电厂机组的运行更加安全稳定。
        (辽宁大唐国际葫芦岛热电有限责任公司  辽宁葫芦岛  125000)
        摘要:电厂热控系统中广泛采用DCS系统,不仅有效减轻了工作人员的工作量,提升了工作效率,而且使得电厂机组的运行更加安全稳定。但是,在实际运行过程中,其保护回路总是存在误动作的情况。这就需要相关工作人员针对DCS系统保护回路误动作进行深入研究,探究其根本原因并寻求处理对策。
        关键词:热控DCS控制;保护回路;误动作原因;处理措施
        1引言
        电厂热控DCS系统主要是由数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、数字电液调节系统以及锅炉炉膛安全监控系统组成,其最大的优势是既能降低工作人员的工作量又能保证发电机组的安全运行,使整个电厂的工作机组都可以在实时监控的条件下有序进行。虽然目前该系统发展逐渐成熟,但是其故障仍然存在。鉴于此,本文分析了导致保护系统误动的原因,并结合问题提出了相应的解决措施。
        2电厂热控DCS控制设备的现状
        电厂DCS热控自动化控制设备的组成主要是由锅炉蒸汽设备和相应的辅助发电设备两部分组成。它们在运行时可以根据实际情况的变化而下达不同的控制指令,从而保证电厂的正常发电需求。同时我们也只有按照电厂的实际生产要求按照国家的相关标准来调试以及安装这些与DCS热控自动化相关的核心以及辅助设备,才可以保证电厂的这些热控自动化控制机组可以满足电厂的运行需求。而本文所涉及到的热控自动化控制设备,他们的主要系统分别是检测装置、执行设备、控制等三个系统以及其附属的自动保护、报警、自动检测等三类装置。就目前而言,电厂中应用最多的是DCS控制系统,它的突出特点就是系统的自动化、智能化程度很高,同时成本还较低廉,控制效率也十分高效。DCS控制系统主要是由计算机、智能、远程控制这三种新型的技术为基础,它可以通过主机将各热控机组的相关系统有效的联系在一起,这样控制人员就可以在控制室对火电厂的各个热控制点远程控制,并且还可以通过各自主的预警或者是报警装置来集中管理和监督与DCS相关的各热控自动化组件,在保证设备机组联动性的前提下,使他们可以更高效的运行。
        3电厂热控DCS控制保护回路误动作原因
        3.1硬件故障引起的误动
        发电机组在运行过程中,如若元器件损坏、电源输出故障、模块或电路中接触不良、电路板跳线错误,将导致DCS硬件故障,继而导致发电设备驱动障碍,指示灯无法显示,就算系统处于正常运行状态,DCS系统所监测的数值也无法正常显示,指示灯显示错误,导致保护系统错误分析与判断系统运行状态,出现误动作。此外,热工元件故障也会使主机、辅机难以按照设计对系统进行保护,产生拒动现象。这一现象的发生,与元器件质量不达标,长期使用老化等因素有关。
        3.2逻辑不完善引起的误动
        要想确保DCS系统能够稳定的运转,需要保证其控制逻辑准确性,如果逻辑出现任何的问题,就会造成误动的情况。发电机组在大量投产和测试的过程中,或者是电厂对系统进行大范围的调整造成发电机组的特性改变之后,因为受到多种因素的影响,极易导致DCS系统出现逻辑问题。DCS系统的控制逻辑通常都是结合电机组所具有的各项标准参数以及函数曲线来进行设置的,所以在调整技术之后,务必要对软件的逻辑加以有效的调整,保证软件的控制逻辑与所使用的技术存在良好的统一性。
        3.3外部环境引起的误动
        电厂热控DCS控制保护回路误动作,可能与外部环境有关,比如说作业环境粉尘弥漫、温度湿度异常或长期处于振动状态。不良的外部环境,会导致线路接触不良、卡套接触不良、螺丝松动,继而导致DCS系统出现位置开关不到位和传感器故障等问题,所得到的开关量和模拟量失真,引发误动作。此外,如若系统在强电磁环境下运行,受到外部电磁辐射、电导耦合的干扰,设备信号异常,容易引起误动作。


        3.4电源或接地系统故障
        电源或接地系统故障的典型特征就是电源缺失,主要是由于供电系统中的零线、火线和地线之间出现连接错误或者接触不良等异常问题。时间一长,电源系统的整体质量就会出现问题,如线路的电阻过高或者绝缘保护装置受到破坏等。这样就很容易引发整个电源或者接地系统故障。此外,在进行电源设计时,如果考虑不够全面造成设计存在漏洞,如地极电阻过大等,也很容易造成误动。
        4电厂热控DCS控制保护回路误动作的处理措施探
        电厂为了提升电能生产效率及供应的质量,都会在生产系统中安设热控保护装置,当设备出现异常的时候,可以及时关闭运行中的机组,规避危险事故的发生。DCS系统是电厂中使用最普遍的控制系统,可以对整个机组运行状况进行实时监控,在促进电厂工作效率和稳定性方面具有良好的效果,但是就这一系统的实际运用情况来说,还存在诸多问题,从而对电厂机组的稳定运行造成了阻碍。
        4.1严格把控硬件设备的质量安全
        在电厂进行设备装置采购时,采购人员要拥有较强的专业技术,使其在选购时能够严格把控元件性能的安全性、可靠性以及其实际的应用价值。在成本控制上也能在进行厂家、元件比对时进行性价比的最优选择。尤其是电厂工作中较为核心的元件,企业在进行选购时一定不能将价格低廉列入选购标准之一,一定要选购质量合格的装置,确保整个系统的合理运行,降低日后工作中因系统故障而引发的经济损失。在应用设备进行工作时,要定期对其设备进行检修、维护,确保各个装置在工作中的质量安全性。在线路的保护问题上,长时间暴露于空气中的电线要标注使用年限,及时更换。对于埋在地下的线路,要对其进行一定举措的保护。
        4.2针对热控系统逻辑进行完善创新
        如果受到外界因素的影响,而导致短时信号误发的情况,就会造成热控系统保护回路的误动问题。很多的信号都是由于位置开关存在故障,最终导致系统出现跳闸的问题的,所以在针对机组逻辑实施设计工作的时候,务必要选择使用容错率较低的逻辑设计方法。
        4.3针对设备工作环境的优化提高系统稳定性
        提高现场设备的工作环境,如将处于高温工作环境中的气动门定位器移至就地台架,可防止因高温对定位器内部元器件造成的损害导致的定位器控制失常的现象;将随设备成套供货的安装在油站管道上的变送器、压力开关等设备移至就地台架,可防止由于油泵运行产生的振动导致的仪表测量不准确的情况;将现场的控制柜安置在室内,通过空调调节温湿度,保证控制柜处于良好的工作环境,增加电磁屏蔽设备,有效防止电磁干扰造成的信号异常。
        4.4强化电源和接地的可靠性
        外部环境的变化容易对热控系统造成不同程度的影响,当干扰程度较小时,仅仅会影响到测量数据的准确性,造成系统控制程序不稳定等问题,而如果干扰程度相对比较严重时,系统设备严重发生故障,信号传递严重紊乱,设备机组就会进行跳闸保护。在这种情况下,就需要对外界的干扰因素进行排除或者抑制,以保证信号采集过程中的准确性和可靠性。通常情况下,主要采取的措施就是强化电源和接地的可靠性以实现对外界干扰的抑制。
        5结束语
        当今城市用电量越来越大,为了满足人们用电需求,电厂运行中使用了各种先进技术以此提高电力生产效率。DCS热控自动化技术的应用不仅可以加速电厂的运行效率,而且还能保证运行安全,从根本上提高了电厂的经济效益,DCS系统也具备一定的优势被广泛使用,但是DCS系统的误动和拒动等问题仍然需要进一步解决,以加强热控系统的安全性和稳定性,从而确保电厂的经济效益和社会价值得到最大程度的发挥。
        参考文献
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        [2]崔海樱.PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2016,24:142-143.
        [3]宿建军.基于设备驱动模块的小型回旋加速器DCS控制系统研究[D].中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所),2017.
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