热工DCS保护误动、拒动原因分析及对策

热工DCS保护误动、拒动原因分析及对策 摘要：本文对热工DCS保护误动及拒动原因进行了具体分析和 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，并提出了防止热工保护误动及拒动应采取的防范措施或对策，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。例如通过优化逻辑组态、采用技术成熟、可靠的热控元件、尽可能地采用冗余设计等，并从DCS系统的硬件和软件等方面总结应用经验，从实践出发，阐述了一些如何防止DCS失灵的措施，使机组的可靠性、安全性、经济性运行得到了很大的提高。 关键词：热工保护；误动；拒动；原因；对策 随着电力系统生产和管理技术的不断提高，为适应电力市场改革发展的需要，DCS系统逐步应用到各个电厂，成为电厂生产发电的核心控制设备。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，称为保护误动，并因此造成不必要的经济损失；在主辅设备发生故障时，保护系统因发生故障而不动作，称为保护拒动，并因此造成事故的不可避免和扩大，更有可能造成人员伤亡。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。但热工保护误动和拒动的情况还时有发生。如何防止DCS系统失灵和热工保护误动、拒动成为火力发电厂日益关注的焦点。因此，如何做好防止DCS系统失灵和保护拒动，从而引发事故的措施是非常重要的。为此我们在多年的DCS应用基础上，总结了一些经验，从实践出发，阐述了一些如何防止DCS失灵和热工保护拒动的措施。 1 热工DCS保护误动、拒动原因 1)设计、安装、调试存在众多缺陷，机组因热控设备系统设计、安装、调试存在质量缺陷导致机组热工保护误动或拒动。   热工保护误动、拒动的原因大致可以概括为：DCS软、硬件故障；热控元件故障；中间环节和二次表故障；电缆接线短路、断路、虚接；热控设备电源故障；人为因素；设计、安装、调试存在缺陷。例如：1997年12月16日，秦皇岛电厂发生的锅炉严重缺水重大事故，虽然原因是多方面的，但其中汽包水位变送器环境温度(温度补偿设计定值50℃ ，实际130℃)的影响造成了测量误差，水位虚高108mm，使汽包低水位低保护该动而未动，造成保护拒动，严重损坏设备；锅炉A炉水循环泵在测量系统故障的情况下，又未采取替代措施而失去了保护作用，由于采用三取三的保护逻辑，因而在炉水循环破坏的情况下，B、C炉水循环泵差压低跳泵，A泵只发差压低报警而未能跳泵，导致MFT未动作，最终造成水冷壁大面积爆破的重大事故。 2)人为因素: 因人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、强制信号错误或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。例如，通辽电厂热工人员在2005年2月18日9时51分54秒处理3号锅炉炉膛负压高时，误吹了参与保护的取样点，同时保护3取2的压力开关的一个接点又不好用，从而造成灭火保护动作。这就要求我们平时大小修时要端正态度，弄清取样点，严格校验压力开关，紧固端子，工作时最好安排俩人以上，一人操作，一人监护，减少由于人为因素造成的保护误动作。 2 防止DCS系统失灵的一些措施 防止DCS系统失灵，可以从硬件和软件两个方面入手，有针对性的采取相应措施，将因DCS系统发生故障或因受外界影响，而失去控制的程度降至最低。硬件方面存在着两个重点：DCS系统电源故障和网络通讯故障，因为这两个因素可能导致整个DCS系统瘫痪失灵。 2．1 DCS电源切换问题 DCS系统应该是由独立的两路冗余电源供电，而两路冗余电源之间的切换方式，可能成为产生问题的根源，这也往往是被忽略的地方。因为一般的电源切换电路是由两个继电器组成，每个继电器分别带一半负荷。但这种方式存在着一个隐患，假如其中一路电源发生电压波动，使两路电源之问出现环流，则可能导致DCS系统失电。对于电源切换问题，可以通过以下切换回路进行更可靠的切换，DCS电源供电系统原理图如图1所示。 上图的电源切换原理是，第一路电源作为本路负载的主供电电源，第二路电源作为本路负载的辅助供电电源。任一时刻只要主供电电源存在时，都将以主电为主进行供电，这样的电源切换回路比较可靠。另一路负载切换回路原理与此相同，只是第二路电源作为主供电源。如果条件允许的情况下，DCS两路电源都由uPS供电，因为UPs输出电压比较稳定，不会发生波动。在我厂电源是一路由UPS供电，一路由保安段供电，所有24V,48V,5V电源也都是双冗余配置，能起到比较好的安全保护。 2．2 网络通讯连接方式 目前大部分DCS系统都采用星型拓扑结构，作为通讯用的网络交换机，就成为整个DCS网路的通讯中枢，所以交换机也采用冗余方式，而且选择质量好的交换机是很重要的，但从连接方式采取有效措施，将可能减少危险因素。在一般的情况下，常常把主DPU站连接至同一台交换机，而把副DPU站连接至同一台交换机，当连接主DPU站的交换机故障时，这台交换机上的所有主DPU站将与其副DPU站发生切换。副DPU站是在主DPU站故障状况下备用的，尽管各DCS厂家都号称无扰切换，但这样的切换发生的少一些是比较可靠的。因此，把主、副DPU站交叉开，连接至同? 台交换机， 同一台交换机上既有主DPU站，也有副DPU站，当交换机故障时，主、副DPU站发生切换的数量就会减少 3 防止热工保护误动、拒动的措施 3．1 增强DCS系统的抗干扰能力 增强DCS系统的抗干扰能力，是关系到整个系统能否可靠运行的关键。从系统接地、电缆的抗干扰能力、信号的防干扰能力等方面入手，能有效的提高系统的抗干扰能力。首先，DCS系统应正确的选择接地点，完善接地系统。应采用直接一点接地的接地方式，接地线采用截面大于22mm 的铜导线，总母线使用截面大于60mm 的铜排。接地极的接地电阻小于2欧姆，接地极最好埋在距建筑物10—15m远处，而且DCS系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。其次，信号电缆应选用铜带铠装屏蔽电力电缆，从而降低了动力线牛产的电磁干扰。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敖设，以减少电磁干扰。信号电缆的屏蔽层应统一单点接地。信号在接人DCS系统前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。我厂#2机组DPU,卡件频繁报警，硬件损毁严重，经电科院检查为DPU未统一接地，现在小修期间进行接地改造，增强DCS的抗误动能力。 3．2 合理配置后备硬手操 ‘ 对于重要的回路，还应采用后备硬手操盘，在DCS失灵的情况下，通过人工操作手操盘，直接作用于驱动就地设备的硬件，避免运行设备失控。比如运行操作台上远控停机指令就独立于DCS控制，在DCS设备异常时能及时进行操作，防止造成重大设备损坏事故或人员伤亡。 3．3 增加系统硬件故障声光报警功能 软件方面应增加DPU故障切换和卡件故障声光报警功能，因为设备巡检都是定时的，在某一巡检间隔内发生DPU故障切换或卡件故障是很难发现的，而且有些卡件还出现时好时坏的情况，更难以发现如发现不及时，将可能导致DCS某一功能失灵或停机停炉的危险。现在我厂所有DPU网络报警，卡件报警，站报警都增加了次数统计，同时运行操作画面也增加了报警显示，出现故障运行人员能及时发现并 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 检修热工人员，能准确的掌握故障的具体情况，并作出正确的处理。 4 防止DCS内部热工保护回路拒动的一些经验 热工保护作为DCS的～项重要的功能，得到了很好的应用，如两大功能ETS、FSSS等。同时如何防止DCS系统的热工保护拒动，也将是一项我们不断摸索的重要工作。这里提出以下几点建议，以供大家参考。 4．1 多途径实现停运主要设备 软硬件故障的主要原因是信号采集故障、输出模块、设定值模块、网络通讯等故障引起 。例如2009年2月17日07时53分，通辽电厂3号锅炉l、2、3号磨煤机同时跳闸，造成负荷从176MW减龟135MW。事隔十天，2009年2月27日19时55分54秒，3号锅炉2号磨煤机运行中再次跳闸。两起事件的主要原因就是3号机DCS系统DO板卡件误发信号。根本原因是日立一3000系统抗干扰能力差，系统硬件存在先天缺陷。因此要实现软硬件结合，双管齐下，从不同的路径实现保护功能。保护控制信号停运某一台就地设备从三条途径去实现：一条途径是保护控制信号启动跳闸继电器，跳闸继电器接点接人设备的停运控制回路，停止设备运行；第二条途径是启动跳闸继电器的同时，将停运该就地设备的信号送至相应的设备控制DPU，由相应的设备控制DPU发指令停运该设备；第三条途径是跳闸继电器动作后，将已跳闸信号送至相应的设备控制DPU，由控制DPU发指令停运设备。这样的做法是从不同的角度，实现停运设备，防止了因某一回路故障，而无法及时停运设备的事故发生。 4．2 继电器接点类型的选用 MFT跳闸继电器的控制接点如采用常开接点，在DCS失电的情况下，将造成拒动。对此，跳闸设备时如用常闭接点，DCS失电时，仍可正常动作。两者比较，后种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 对机组比较安全，但增加了误动的可能，大家可以根据情况权衡利弊。如果改进一下，MFT继电器的控制接点仍采用常开接点，同时再增加一套直接启动MFT继电器的硬手操开关，在DCS失电时，还可人工启动MFT继电器。需要特别指出，启动继电器的电源，应该是额外提供的两路以上直流电源。这样的方案比较可靠，既保证了不会因接线的松动引起误动，又保证了在DCS失电的情况下不会拒动。同理，重要的设备都应采取这种方式，增加后备硬手操开关，防止因DCS失电保护拒动。 4．3 重要回路应采用冗余配置 重要的保护应采用多卡、多回路冗余配置，在其中一条回路出现问题时，能保证保护功能不会失效。如汽轮机超速保护，可以配置两块以上测速卡，每块测速卡在检测到汽轮机转速达到定值时，都能单独启动跳闸回路，它们是“或”的关系。而跳闸回路可以用电磁阀搭配成泄油回路，这样既可以防止拒动，又可以防止误动。因为只要两个单数中任意一个和两个双数电磁阀中任意一个同时动一I 就将油压泄掉。同时如果有任意一个电磁阀故障，不引起拒动或误动。汽轮机超速保护回路原理 ；如图2所示 5 结束语 随着电力事业和高新技术的快速发展，发电设备日趋高度自动化和智能化，系统的安全性、可靠性变得日益重要。虽然，无论多么先进的设备，都不可能做到绝对可靠，我们可以在技术上、管理制度上应采取相应的措施后，从设计、安装、调试、检修等各个方面追求的最高的目标，防止DCS系统失灵和热工保护拒动，保证机组安全稳定高效地运行  。 参考文献 [1]郭鸿峰．关于DCS改造 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的实施经验与分析[C] [2]李遵基，李济英，刘柯等．DCS在黄岛电厂控制系统 改造中的成功应用[J]中国电力，2001，(8) 3]孙李明，时海．600MW 级火力发电机组丛书一热工 自动化(第一版) M]．北京：中困电力出版社，2009． [4]魏春岭．Ovation DCS在托克托电厂的设计及应用 ． 生产过程自动化，2004