浅析热工保护的误动和拒动

龚长胜

摘要：热工保护误动及拒动原因主要为热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷、DCS系统软、硬件故障造成的误动、信号处理卡、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障造成的误动或拒动、继电器老化、损坏等原因造成的误动或拒动、电缆接线短路、断路、虚接；热工设备电源故障、问题造成的误动、DCS电子间工作环境不满足要求而导致的误动以及人为因素造成的误动等情况进行了分析和总结，并提出相应的措施或对策，对提高热工保护系统的可靠性，保证机组安全、稳定运行具有一定的参考价值。

关键词：热工保护误动拒动原因对策

1、保护误动、保护拒动的概念

随着DCS控制系统的成熟发展，热工自动化程度越来越高，凭借其巨大的优越性，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。但在主辅设备正常运行时，保护系统因自身故障而引起动作，造成主辅设备停运，而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。并因此造成不必要的经济损失；在主辅设备发生故障时，保护系统也发生故障而不动作，称为保护拒动（简称拒动），并因此造成事故的不可避免和扩大。

2、热控保护误动、拒动原因分析及对策

1)DCS本身特性造成的误动

在DCS系统中，对运行设备启、停的检测是通过DCS本身的查询电压实现的，而在大多数的DCS系统中，为了防止强电倒送入DCS或外围短路对DCS造成损害，在每个端子板上一般都设有保险丝，这样在短路或有强电倒送时保险丝就会熔断，从而保护系统不受损害。当设备在运行情况下遇到现场设备引起的过负荷、设备短路情况下，保险丝熔断时，其信号使之为逻辑“0”，此时系统无法检测到设备的真实情况，常常发生误动或拒动。

在漳州嵩屿电厂机组的大修时我们就建议作以下的改进。在设备状态反馈信号回路中串入该设备的电流信号，只有在接收到这些设备的跳闸信号且对应设备电流小于该设备空载电流值时，才认为该设备已跳闸，相应的保护才动作。为防止电流信号为坏质量时保护发生拒动，在电流信号回路中加入一质量检测模块，当检测到电流信号为坏质量时，自动切断电流信号，即此时电流信号不起作用。经过上述处理，有效解决了主要辅机在其状态反馈信号的端子的保险丝烧断时误发跳闸信号，导致相应的联锁保护误动作的问题，机组可以长期安全稳定运行。

2)采样信号不满足要求造成的误动或拒动

在这一类误动或拒动中，主要发生在汽包水位保护、炉膛压力保护、真空保护、润滑油压保护等需要三选二保护。主要是采样信号不能满规程的要求，尤其是汽包水位保护。

在很多机组的锅炉汽包开孔有限（尤其是小型机组），因此，很多机组厂家供货测点开孔较少，在现场又不能在汽包上开孔，进行仪表管敷设时都是机组在同一根取样管上接二个差压变送器，分别用于保护和调节。从表面上看这两个信号是独立的，实际上由于共用一根取样管，这二个信号会互相影响。一旦发生泄漏等情况，也容易发生保护误动的情况。部分电厂机组的汽包水位保护和调节取样就采用上述方式，在运行过程中，曾发生过由于取样管泄漏，导致测量到的汽包水位比实际值偏高或偏低，给水泵的转速不断加大，给水流量一直在增加，由于保护有二个信号在这根取样管上，汽包水位保护没有动作，最终导致锅炉汽包满水，主汽温急剧下降，最后手动打闸停机。这个事故进一步说明了保护和调节信号要独立取样的重要性。

发生这样的主要原因是汽包上取样孔数量不够造成的，对于已投运的机组，只有对取样系统进行改造才能从根本上解决。目前汽包水位测量技术和方式已有了改进，新的电接点测量系统已基本上消除了压力误差，在不同的工况下，其测量的实际值和差压式水位计很接近，可以作为保护信号。这样就可以用新式电接点水位计的信号作为保护信号，差压式水位计信号作为调节信号，从而实现保护信号和调节信号分开。今年在安徽淮南顾桥2×330MW机组工程中汽包取样点就较少，3台变送器公用2个取样点，投入时造成测量值不准波动较大，原因分析就是汽包取样和连排取样混合在一起，后来征求相关单位和设计同意后在汽包二测各增加一个新式电接点水位计汽包水位，用来监视和比较，采取此类方法后效果明显改善改善。

3)继电器原因造成的误动或拒动

DCS系统对外围设备的启、停控制都是通过继电器来实现的，当继电器工作不正常时，就会发生保护误动或拒动事故。对于已运行多年的老机组来说，这种情况更容易发生。原因是继电器工作时间长了以后，其接点由于氧化等原因，会出现虽然继电器正确动作，由于接点的接触电阻大，实际上该接点没有接通，相应的保护动作没有发生，也就是系统发生了拒动。而对于固态继电器，经过长期工作后，由于元件的老化，其导通电压会降得很低，以致于感应电压就可以使其导通，从而导致误动事故得发生。

4)DCS电子间工作环境不满足要求而导致的误动

温度、湿度、灰尘及振动对DCS电子间设备有十分大的影响。严格控制电子间的环境条件，可以延长热工设备的使用寿命，其温度和湿度都必须在一定的范围内。对于温度要求一般很容易达到；而对于湿度的要求，北方的电厂也比较容易满足要求，但对于南方沿海电厂来说，要满足湿度的要求，就需要采取更多的措施。南方有凡个沿海电厂在仅使用空调的情况下，电子间的湿度一直在70%~75%之间，在潮湿季节甚至达到了90%以上，导致端子板结露，严重影响DCS系统的稳定运行。

在去年安徽铜陵电厂调试过程中，设计院把机组排水槽地沟放在电缆竖井边，机组带负荷时机组排水槽大量进行排放水蒸汽，蒸汽直接流向电缆竖井，造成DCS电子件盘柜大量蒸汽流入，几台控制模块受潮，烧坏。其实很简单的就是DCS盘柜封堵没有进行很好的检查，造成蒸汽流入。因此在仅用空调系统无法满足电子间湿度要求的情况下，应在电子间配备凡台功率较大的抽湿机，确保电子间的湿度满足要求，防止发生因端子板结露而导致保护误动事故的发生。

5)人为因素造成的误动

人为因素引起的保护误动大多是由于热控人员看错设备、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当、没有严格执行“两票三制”等引起。例如，如前年在安徽淮南田集电厂曾发生过在检修汽机真空低保护时，检修人员误把正常运行的设备当成要检修的，结果导致汽机低真空保护误动。前几年在福建漳州后石电厂机组检修时也发生一起这样的人为事故，工作票要是缺陷处理#2机组设备故障时，检修人员跑到#3机组进行处理，造成机组紧急降负荷事故。发生这样的事件就是检修人员没有严格按照工作票上的设备去执行，导致该信号误动作。

要防止认为因素造成的误动，一是要加强加强技术培训，提高热控人员的技术水平和故障处理能力；二是要加强热控人员的安全学习和教育，使热控人员能自觉地按照“两票三制”的要求进行工作；三是对重要设备的现场事故按钮加装满足安全规程要求的可靠的保护盒子，在现场巡检设备是，要把保护盒子的状态列为巡检对象，保护盒子能起到保护误操作的作用，同时确保在紧急时能轻易打开保护盒子进行操作。

3、结束语

无论多么先进的设备，从可靠性角度看，绝对不出故障是很难办不到的。如何防止和减少热工保护系统误动和拒动，我认为关键是如何尽早检测、发现故障，然后预防、软化、控制和排除故障，避免故障的进一步扩大。只要在工作中认真总结，对设备进行精心维护，对有关的保护逻辑进行认真的审核，严格按有关的标准和规程进行工作，就会大大减少热控保护误动或拒动事故的发生凡率。努力使热控保护的正确动作率达到100%，为机组的安全运行把好最后的一道关。这是我们建设单位在安装、单体调试、检修共同追求机组稳定运行的最大目标。