火力發電廠熱控信號干擾問題解決方案

【摘要】解決熱控信號的干擾問題是關系到熱控信號測量、調節、保護是否能安全可靠經濟運行的一項重要工作，本文從干擾來源、電纜敷設、如何正確接地等熱控工程中的常見的問題，較詳細進行闡述分析，實際工作中也解決了諸多由于干擾引起熱控信號測量、調節、保護等的故障問題。

【關鍵詞】干擾信號；正確接地；電纜敷設

1 熱控干擾信號的來源

信號干擾問題一直是影響熱工控制系統正常工作的一個重要問題。電廠熱工自動化水平越高其對就地采集信號的準確性，快速性和穩定性的要求也越高。由于熱工控制信號大部分均為mA、mV、頻率等微電信號，被干擾會導致信號發生畸變、晃動、甚至消失，使DCS控制系統接收的運行工況參數失真而嚴重影響機組安全經濟穩定運行。為了解決信號干擾問題，首先必須了解干擾信號是怎么產生的，干擾信號一般分為差模干擾和共模干擾兩種，直接疊加到信號上的干擾電壓稱為差模干擾，也有的稱為縱向干擾，兩根信號線對地所共有的電壓稱共模干擾，也有的稱為橫向干擾，實際共模干擾電壓值應小于輸入模件抗共模電壓能力的60%，實際差模干擾電壓所引起的通道誤差應滿足UN（%）/10NMR/20≤0.05%的要求。UN（%）為變送器回路中的交流分量（峰峰值）與變送器量程之比，%。NMR稱為差模抑制比。干擾信號的來源主要有：a）信號電纜和動力電纜間距太近。b）信號電纜和動力電纜未分層施放、電纜橋架接地不好。c）信號電纜附近有大功率用電器如電焊機。d）信號電纜附近的大功率用電器接地不正確。e）控制柜及柜內接地排接地方式錯誤。f）信號電纜屏蔽線接地方法錯誤。g）信號電纜附近有無線通信設備等。以上情況均會在信號回路中產生干擾電壓。在了解了干擾產生的原因后，努力做好以下所述內容，一般的信號干擾問題應該可以迎韌而解。

2 熱控信號電纜與其他電纜分層敷設

鋼制電纜橋架也是產生強磁的設備和易被干擾的設備。要有效解決這個問題，必須遵循以下原則：a）鋼制電纜橋架的設計、制作和施工必須符合CECS 31標準的有關規定。b）金屬電纜橋架系統，在安裝時應采用主橋架封閉并接地 的方法來阻斷動力電纜產生的電磁干擾和信號電纜的被干擾。 通過對電纜主橋架封閉并接地的方法，使主通道的橋架做到連續封閉，同時主通道的每節橋架用銅芯電纜連接，使用玻璃鋼橋架，應沿橋架全長另敷設專用接地線。c）電纜橋架安裝時必須采取分層安裝的原則，合理優化電纜排列層，將動力、控制、信號電纜分層敷設，根據電纜數量及走向合理優化橋架設計安裝。d）信號電纜與電力電纜交叉敷設時，宜成直角；當平行敷設時，其相互間的距離應符合設計文件規定。e）在信號電纜和動力電纜無分層布置 的老舊機組中，電纜槽內的交流電源線路和控制信號線路，應用金屬隔板隔開敷設。f）綜合控制系統和數字通信線路的電纜敷設應符合設計文件和產品技術文件要求。g）電纜橋架的接地線最終必須接入電廠電氣接地網。努力做好熱控信號電纜與其他電纜分層敷設，在電纜敷設環節上消除熱工信號被干擾的隱患。

3 電子間控制柜防干擾措施

電子間環境及控制柜的接地系統不符合要求同樣是引起信號干擾的重要因素，因此，對于電子間環境及控制柜的接地系統，必須做好以下工作：a）電子設備間應配備有溫度計和濕度計，溫度應控制在15℃～30℃之間，濕度應控制在45%～80%之間，不結露。b）電子設備間應設計屏蔽網或其他屏蔽設施，正常運行時柜門應關閉，并有防靜電措施。c）電子設備間禁止使用無線通信設備。d）除非制造廠有明確說明，否則計算機控制系統的機柜不允許與建筑物鋼筋直接連接。e）各控制柜內應分別設有獨立的交流接地銅排、邏輯接地銅排、屏蔽接地銅排及機柜接地點，各不同作用的接地銅排在控制柜內必須相互絕緣。f） 計算機系統的各種接地線應采用有絕緣護套的導線或電纜牢固地連接到地線匯集板上或專用的接地柜內，地線匯集板和地網接地極之間宜采用兩根截面積不小于25mm2帶絕緣護套的銅導線或電纜牢固連接，嚴格保證計算機系統一點接地。

4 正確選擇信號電纜及屏蔽層規范接地

如何將控制電纜的屏蔽層正確連接至接地點，必須遵循以下原則：a）信號源在測量現場接地的測點屏蔽線的屏蔽層應按下列方法接地：①信號線選用對絞屏蔽的單根屏蔽線的測點屏蔽層在測點就近的現場接地，②多個單根對絞屏蔽線的測點在現場改由對絞多芯總屏蔽電纜傳送信號（利用就地接線盒）時每個對絞屏蔽的單根屏蔽線的屏蔽層和多芯電纜的總屏蔽層接在一起后在現場附近接地，③屏蔽線中間有接線端子（現場接線盒）的測點中間端子處屏蔽線的屏蔽層應可靠地連接在一起。b）信號源在現場不接地的測點屏蔽線的屏蔽層應按下列方法接地：①對絞屏蔽的單根屏蔽線的測點其屏蔽層應在計算機側接地，②多個單根對絞屏蔽線的側點在現場改由對絞多芯總屏蔽電纜傳送信號時每個單根屏蔽線的屏蔽層和多芯電纜的屏蔽層接在一起后在計算機側接地，③屏蔽線中間有接線端子的測點中間端子處屏蔽線的屏蔽層應可靠地連接在一起后在計算機側接地。c）模擬儀表和計算機共用傳感器時引向模擬儀表的信號線和引向計算機的信號線均應選用屏蔽線其屏蔽層應按下列方法接地：①當信號源在現場接地時引向計算機的屏蔽線的屏蔽層和引向模擬儀表的屏蔽線的屏蔽層接在一起后在信號源側接地，②當信號源在現場不接地時引向計算機的屏蔽線的屏蔽層和引向模擬儀表的屏蔽線的屏蔽層接在一起后在計算機側接地。d）現場接地的信號和現場不接地的信號應分別用不同的多芯電纜傳送。e）當設抗靜電地板時抗靜電地板必須可靠接地。信號電纜屏蔽層的規范接地是將干擾信號盡可能降低的最關鍵步驟。

5 遵循標準，靈活解決各種實際干擾問題

機組正常運行中，當干擾信號小于系統所能承受的值時，控制系統將能安全穩定運行，反之，當干擾信號大于系統所能承受的值時，相關受干擾信號開始波動，控制系統將不能安全穩定運行。解決干擾問題舉例：a）楊樹浦發電廠35號鍋爐某日，蒸汽流量信號、汽包水位信號、主蒸汽溫度信號、二級減溫水溫度信號同時出現無規則晃動，35號機組是采用模擬量控制系統的50MW老舊機組，已運行三十多年（目前已停役），信號電纜不是屏蔽電纜，電纜設備已無更換可能，在找不出信號干擾源的情況下（大多數情況下很難確定信號干擾源），我們試用高通、低通等各類阻容性濾波器，測試其抗干擾性能，最終，在各受干擾信號線與地線之間，接入高通濾波器，干擾信號基本消除，控制系統處于穩定運行狀態。b）楊樹浦發電廠2號汽輪發電機組某日，幾道軸承溫度突然隨機晃動，2號機組為新安裝機組，各項熱控信號抗干擾措施均比較規范，全面檢查熱控接地系統均沒有發現問題，后在汽輪發電機組的0米層，發現有工作人員在用電焊機，而且，焊機一用，軸承溫度信號就晃動，焊機一停，軸承溫度信號就穩定，后將電焊機的接地線移至電廠電氣公共接地網，信號干擾的故障即消失。終上所述，雖然信號干擾是個復雜的問題，但只要遵循規范和標準，認真分析和查找，熱控信號的干擾問題一定會迎韌而解。

參考文獻

[1]中華人民共和國電力行業標準.DL/T774-2004.

[2]工業計算機監控系統抗干擾技術規范. CECS81∶96.

[3]中華人民共和國電力行業標準.DL/T 5190.5-2004.

作者簡介：史佳妮 （1986-），女，助工，本科，主要從事電站熱控工作。