火力發(fā)電廠熱電阻信號(hào)異常波動(dòng)分析及處理

摘 要：某電廠300MW亞臨界機(jī)組在運(yùn)行期間熱電阻信號(hào)頻繁出現(xiàn)波動(dòng)，嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。通過對(duì)機(jī)組DCS的接地系統(tǒng)和波動(dòng)信號(hào)的配置安裝情況進(jìn)行全面的檢查和測試，發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)中存在不規(guī)范的接地問題。本文分析了該機(jī)組DCS接地系統(tǒng)中存在的不規(guī)范情況，并給出了一系列的整改措施和方案。

關(guān)鍵詞：熱電阻；信號(hào)波動(dòng)；接地系統(tǒng)；整改措施

引言

某電廠300MW機(jī)組熱控分散控制系統(tǒng)DCS采用ABB公司的Symphony分散控制系統(tǒng)。在機(jī)組發(fā)電投入運(yùn)行以來，部分熱電阻信號(hào)（汽輪機(jī)軸承溫度、回油溫度、磨煤機(jī)軸承溫度等）經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)波動(dòng)，嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 DCS熱電阻信號(hào)異常波動(dòng)問題檢查

通過對(duì)機(jī)組接地系統(tǒng)、現(xiàn)場熱電阻信號(hào)接線端子、電纜屏蔽、電纜橋架、DCS卡件跳線、DCS組態(tài)、電源系統(tǒng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)以下可能引起熱電阻信號(hào)波動(dòng)的因素如下：

1.1 DCS總接地系統(tǒng)

根據(jù)ABB公司技術(shù)規(guī)定要求，中線和地線不允許在電源分配柜內(nèi)短接，而應(yīng)在電源出口處短接，并將此短接點(diǎn)使用扁平短接銅纜，連接到最近的可靠的建筑接地體上，并保證接地電阻滿足接地要求。然而實(shí)際檢查中卻發(fā)現(xiàn)中線和地線在電源分配柜內(nèi)短接，并且某些機(jī)柜的交流接地排對(duì)柜體電阻較大，當(dāng)屏蔽層有干擾電流時(shí)，較大的電阻將影響到電纜的屏蔽效果，從而引起信號(hào)的干擾波動(dòng)。

1.2 就地接線端子盒接線不規(guī)范

在對(duì)信號(hào)波動(dòng)較大的汽輪機(jī)軸承溫度、磨煤機(jī)軸承溫度就地接線盒檢查中發(fā)現(xiàn)，存在就地接線盒接線不規(guī)范的情況，尤其是屏蔽層裸露過長，很容易對(duì)信號(hào)形成干擾。

1.3 部分電纜設(shè)計(jì)不規(guī)范

對(duì)于熱電阻信號(hào)電纜應(yīng)采用3芯多組總屏蔽+分屏蔽電纜為宜，而在磨煤就地端子盒中未發(fā)現(xiàn)用3芯多組信號(hào)電纜，而是采用的多芯電纜。

2 DCS接地原理

2.1 DCS接地的種類

2.1.1 保護(hù)接地

保護(hù)接地（也稱為安全接地）是為保護(hù)人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，若沒有很好的接地處理，金屬外殼與地之間會(huì)存在很高的電位差，對(duì)人身安全造成極大的危害。

2.1.2工作接地

工作接地的作用是使DCS和與之相連的儀表都能夠安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)保證測量和控制的精度。

2.2 DCS接地的形式

2.2.1 等電位接地

當(dāng)電廠周圍存在等電位接地網(wǎng)時(shí)，可以采用等電位接地。等電位接地要求將DCS裝置的金屬結(jié)構(gòu)、管道、進(jìn)線配電箱的PE母排等引下線形成等電位聯(lián)結(jié)，控制系統(tǒng)的保護(hù)接地和工作接地應(yīng)分類匯總到總接線板，與電氣設(shè)備共用接地裝置，接入大地。

2.2.2 單獨(dú)接地

如果獨(dú)立設(shè)置DCS接地系統(tǒng)，應(yīng)保證接地電阻小于4歐姆，單獨(dú)接地體與其他電氣專業(yè)接地體應(yīng)相距5米以上，與防雷地接入點(diǎn)須相距20米以上。系統(tǒng)的操作臺(tái)、外配柜等低壓電氣柜應(yīng)作為保護(hù)接地，接地線連接到保護(hù)接地的接地銅條；若外配柜中安裝有安全柵，則安全柵接地應(yīng)視為工作接地，接地線應(yīng)連接到工作接地的接地銅條。

3 處理措施及建議

3.1 DCS總接地系統(tǒng)的整改措施

當(dāng)進(jìn)入DCS系統(tǒng)的信號(hào)、供電電源或DCS系統(tǒng)設(shè)備本身出現(xiàn)問題時(shí)，規(guī)范的接地系統(tǒng)能承受過載電流并可以迅速將過載電流導(dǎo)入大地，并能夠?yàn)镈CS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個(gè)控制系統(tǒng)提供參考零電位。如果接地系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，就會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的損害，更會(huì)對(duì)工作人員的人身安全帶來極大的隱患。因此，規(guī)范可靠的接地系統(tǒng)，是DCS能夠安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

針對(duì)機(jī)組接地中線、地線在電源分配柜內(nèi)短接以及部分機(jī)柜接地連接電阻較大的情況，可通過電廠聯(lián)系DCS 廠家，對(duì)存在熱電阻信號(hào)波動(dòng)的機(jī)柜，其柜內(nèi)的交流接地排除采用柜體連接外，應(yīng)采用單獨(dú)的接地銅電纜進(jìn)行連接，連接電纜的截面積不小于4mm2。

3.2就地接線端子盒的整改措施

在部分接線端子盒接線屏蔽層裸露過長，都很容易引起信號(hào)的干擾。在這種情況下，建議電廠采用如下幾點(diǎn)措施：

1. 對(duì)就地接線盒進(jìn)行重新的接線整理，保證其符合相應(yīng)的接線規(guī)范。

2. 汽輪機(jī)軸承溫度就地接線盒中信號(hào)過多且較擁擠，應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾佣俗訑?shù)量保證其檢修間距。

3. 備用芯和屏蔽層在就地端應(yīng)采用絕緣膠帶包好避免引起多端接地和引起不必要的信號(hào)干擾。

4. 就地的端子盒的外殼也要進(jìn)行可靠的接地處理。

3.3 電纜問題

在電廠條件許可的情況下，可以通過更換重要信號(hào)的屏蔽電纜，并按照安裝規(guī)范施工，保證機(jī)組能夠安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

5 總結(jié)

DCS接地系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的可靠性和精確性有很大的影響，如果接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不僅會(huì)導(dǎo)致電廠控制系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的決策，還有可能導(dǎo)致電廠設(shè)備和工作人員的安全受到威脅。電廠在設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)時(shí)一定要嚴(yán)格遵循DCS廠家的接地要求，對(duì)施工過程嚴(yán)格監(jiān)督，并做好安裝完成后的測試工作，保證接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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作者簡介：趙榕，（1979.4），女，漢，黑龍江省齊齊哈爾市，本科，平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，工程師，從事工作：火力發(fā)電廠集控運(yùn)行。