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隨著火力發(fā)電廠單元機組容量的擴大和自動化程度的不斷提高,儀控系統(tǒng)監(jiān)視、控制的I/O點數(shù)眾多,對電廠的安全、經(jīng)濟、簡便運行起到越來越重要的作用,電廠的日常維護和檢修也大量涉及到DCS等儀控系統(tǒng)。但是在基建、調(diào)試、運行或者檢修中,系統(tǒng)的信號受到干擾、硬件損壞現(xiàn)象卻屢見不鮮,造成了一定的經(jīng)濟損失,并對電廠的安全生產(chǎn)構(gòu)成很大威脅。如今系統(tǒng)卡件高度集成化,耐電壓沖擊能力小,價格又昂貴,因此有必要關(guān)注這些問題,不斷積累經(jīng)驗,采取有效的防范措施。
1儀控系統(tǒng)的信號干擾因素
干擾又叫噪聲,是竄入或疊加在系統(tǒng)電源、信號電纜上的與信號無關(guān)的電信號。干擾會造成測量的誤差、嚴重的干擾可造成設備損壞。常見的干擾有以下幾種:
(1)傳導干擾
1)當幾種信號電纜在一起傳輸時,由于絕緣材料老化、漏電而影響到其它信號,即在其它信號中引入干擾。
2)在一些現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)中,采用220V電源供電,有時設備燒壞,或者人為因素,造成電源與信號電纜間短路,強電竄入弱電,造成較大的干擾和設備損壞。
3)由于接地不合理引起的共模干擾。如果信號電纜的兩端同時接地,則兩點的接地系統(tǒng)可能出現(xiàn)電位差異△E,可能會在信號電纜上產(chǎn)生一個很大的環(huán)流,疊加在信號電流上,造成模擬量信號波動,嚴重時可能引起卡件故障。
4)在運行過程中,卡件發(fā)出的采集信號長時間接地,形成的接地電流超過允許值,導致通道損壞。
以上這幾種傳導干擾中,由于現(xiàn)在儀控系統(tǒng)自身的設備狀態(tài)都有保障,因此,由于絕緣材料老化或設備燒壞等原因引起的干擾較少出現(xiàn),而由于接地引起的干擾較為常見,也比較難以捉摸,應該給予足夠的重視。
(2)電容電感耦合干擾
在被控現(xiàn)場,往往有很多信號走電纜槽或者走電纜管同時接入控制系統(tǒng),這些信號電纜在一起走線,之間均有分布電容存在,會通過這些分布電容將干擾加到別的信號電纜上。另外,在交變信號電纜的周圍會產(chǎn)生交變的磁通,而這些交變磁通會在并行的導體之間產(chǎn)生電動勢,這也會造成線路上的干擾。
(3)大型電氣設備引起的干擾
在大型電氣設備啟動和開關(guān)裝置動作頻繁的地方,電動機的啟動、開關(guān)的閉合產(chǎn)生的火花會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場.這些交變磁場既可以通過在信號電纜上耦合產(chǎn)生干擾,也可能通過在電源電纜上耦合產(chǎn)生高頻干擾,這些干擾如果超過容許范圍,也會影響系統(tǒng)的工作。
(4)其它因素
雷擊可能在系統(tǒng)周圍產(chǎn)生很大的電磁干擾,也可能通過各種接地線引入干擾。靜電也往往成為毀壞系統(tǒng)設備的殺手。
2防止干擾和設備損壞的一般方法
(1)系統(tǒng)電源
系統(tǒng)電源應該有冗余,各路配電模件應該有獨立的截峰二極管(過壓)、自動斷路器(過流)等保護。供電系統(tǒng)采用隔離變壓器,使DCS系統(tǒng)接地點和動力強電系統(tǒng)接地點獨立開來,并采用電源低通濾波器來消除電網(wǎng)上的高次諧波。為避免波動,DCS供電要盡量來自負荷變化小的電網(wǎng)上。要嚴格防止強電通過端子排線路串入DC24V供電回路,并定期檢查機柜電源系統(tǒng)是否正常、供電電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)、系統(tǒng)接地是否可靠、良好、線路絕緣是否合格,停、送電按要求程序執(zhí)行。通過以上工作,這方面的風險就可以有效避免。
(2)電纜敷設
強電電纜與弱電電纜應分開敷設,電源電壓220V以上、電流10A以下的電源電纜和信號電纜之間的距離要大于150mm,電源電壓220V以上、電流10A以上的電源電纜與信號電纜之間的距離應該大于600mm。若只能放在同一橋架內(nèi),之間要裝隔離板。熱工電纜不可放在高壓電場內(nèi)。對于電容式設備的二次電纜,比如電容式電壓互感器的二次電纜,施工要與地靠近平直。在發(fā)電機等附近有較強輻射處,要注意應該有銅皮或鋁箔等做成密封箱,來起到屏蔽作用。信號回路必須要有*的參考地,屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導干擾的場合,也要在就地或者控制室*接地,防止形成“地環(huán)路”。
(3)信號隔離
對于模擬量輸入輸出(AI/AO)回路,要防止從現(xiàn)場來的強電串入卡件,以及就地設備與DCS系統(tǒng)不共地可能產(chǎn)生的電勢差。重要回路應該采取信號隔離器。對于數(shù)字量輸入輸出(DI/DO)回路,常用的解決方法就是對DI/DO信號采用繼電器隔離。比如對于一個馬達控制關(guān)反饋輸入回路:現(xiàn)場的常開接點閉合時,繼電器線圈帶電,輸出接點閉合,接點信號引入開關(guān)量采集卡件。這樣,強電就不會串入卡件的信號回路,發(fā)生故障時,也主要檢修隔離的外回路。采用繼電器進行信號隔離的缺點是:需要給外回路添加供電回路;采用電磁隔離和光電隔離技術(shù)的開關(guān)量隔離器,可以減少為外回路供電的工作量。
(3)大型電氣設備引起的干擾
在大型電氣設備啟動和開關(guān)裝置動作頻繁的地方,電動機的啟動、開關(guān)的閉合產(chǎn)生的火花會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場.這些交變磁場既可以通過在信號電纜上耦合產(chǎn)生干擾,也可能通過在電源電纜上耦合產(chǎn)生高頻干擾,這些干擾如果超過容許范圍,也會影響
1儀控系統(tǒng)的信號干擾因素
干擾又叫噪聲,是竄入或疊加在系統(tǒng)電源、信號電纜上的與信號無關(guān)的電信號。干擾會造成測量的誤差、嚴重的干擾可造成設備損壞。常見的干擾有以下幾種:
(1)傳導干擾
1)當幾種信號電纜在一起傳輸時,由于絕緣材料老化、漏電而影響到其它信號,即在其它信號中引入干擾。
2)在一些現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)中,采用220V電源供電,有時設備燒壞,或者人為因素,造成電源與信號電纜間短路,強電竄入弱電,造成較大的干擾和設備損壞。
3)由于接地不合理引起的共模干擾。如果信號電纜的兩端同時接地,則兩點的接地系統(tǒng)可能出現(xiàn)電位差異△E,可能會在信號電纜上產(chǎn)生一個很大的環(huán)流,疊加在信號電流上,造成模擬量信號波動,嚴重時可能引起卡件故障。
4)在運行過程中,卡件發(fā)出的采集信號長時間接地,形成的接地電流超過允許值,導致通道損壞。
以上這幾種傳導干擾中,由于現(xiàn)在儀控系統(tǒng)自身的設備狀態(tài)都有保障,因此,由于絕緣材料老化或設備燒壞等原因引起的干擾較少出現(xiàn),而由于接地引起的干擾較為常見,也比較難以捉摸,應該給予足夠的重視。
(2)電容電感耦合干擾
在被控現(xiàn)場,往往有很多信號走電纜槽或者走電纜管同時接入控制系統(tǒng),這些信號電纜在一起走線,之間均有分布電容存在,會通過這些分布電容將干擾加到別的信號電纜上。另外,在交變信號電纜的周圍會產(chǎn)生交變的磁通,而這些交變磁通會在并行的導體之間產(chǎn)生電動勢,這也會造成線路上的干擾。
(3)大型電氣設備引起的干擾
在大型電氣設備啟動和開關(guān)裝置動作頻繁的地方,電動機的啟動、開關(guān)的閉合產(chǎn)生的火花會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場.這些交變磁場既可以通過在信號電纜上耦合產(chǎn)生干擾,也可能通過在電源電纜上耦合產(chǎn)生高頻干擾,這些干擾如果超過容許范圍,也會影響系統(tǒng)的工作。
(4)其它因素
雷擊可能在系統(tǒng)周圍產(chǎn)生很大的電磁干擾,也可能通過各種接地線引入干擾。靜電也往往成為毀壞系統(tǒng)設備的殺手。
2防止干擾和設備損壞的一般方法
(1)系統(tǒng)電源
系統(tǒng)電源應該有冗余,各路配電模件應該有獨立的截峰二極管(過壓)、自動斷路器(過流)等保護。供電系統(tǒng)采用隔離變壓器,使DCS系統(tǒng)接地點和動力強電系統(tǒng)接地點獨立開來,并采用電源低通濾波器來消除電網(wǎng)上的高次諧波。為避免波動,DCS供電要盡量來自負荷變化小的電網(wǎng)上。要嚴格防止強電通過端子排線路串入DC24V供電回路,并定期檢查機柜電源系統(tǒng)是否正常、供電電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)、系統(tǒng)接地是否可靠、良好、線路絕緣是否合格,停、送電按要求程序執(zhí)行。通過以上工作,這方面的風險就可以有效避免。
(2)電纜敷設
強電電纜與弱電電纜應分開敷設,電源電壓220V以上、電流10A以下的電源電纜和信號電纜之間的距離要大于150mm,電源電壓220V以上、電流10A以上的電源電纜與信號電纜之間的距離應該大于600mm。若只能放在同一橋架內(nèi),之間要裝隔離板。熱工電纜不可放在高壓電場內(nèi)。對于電容式設備的二次電纜,比如電容式電壓互感器的二次電纜,施工要與地靠近平直。在發(fā)電機等附近有較強輻射處,要注意應該有銅皮或鋁箔等做成密封箱,來起到屏蔽作用。信號回路必須要有*的參考地,屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導干擾的場合,也要在就地或者控制室*接地,防止形成“地環(huán)路”。
(3)信號隔離
對于模擬量輸入輸出(AI/AO)回路,要防止從現(xiàn)場來的強電串入卡件,以及就地設備與DCS系統(tǒng)不共地可能產(chǎn)生的電勢差。重要回路應該采取信號隔離器。對于數(shù)字量輸入輸出(DI/DO)回路,常用的解決方法就是對DI/DO信號采用繼電器隔離。比如對于一個馬達控制關(guān)反饋輸入回路:現(xiàn)場的常開接點閉合時,繼電器線圈帶電,輸出接點閉合,接點信號引入開關(guān)量采集卡件。這樣,強電就不會串入卡件的信號回路,發(fā)生故障時,也主要檢修隔離的外回路。采用繼電器進行信號隔離的缺點是:需要給外回路添加供電回路;采用電磁隔離和光電隔離技術(shù)的開關(guān)量隔離器,可以減少為外回路供電的工作量。
(3)大型電氣設備引起的干擾
在大型電氣設備啟動和開關(guān)裝置動作頻繁的地方,電動機的啟動、開關(guān)的閉合產(chǎn)生的火花會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場.這些交變磁場既可以通過在信號電纜上耦合產(chǎn)生干擾,也可能通過在電源電纜上耦合產(chǎn)生高頻干擾,這些干擾如果超過容許范圍,也會影響
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CIEME2025第二十三屆中國國際裝備制造業(yè)博覽會
展會城市:沈陽市展會時間:2025-09-01