論火電廠熱工自動化設(shè)備接地不良的危害

張維

【摘??要】發(fā)電廠熱工自動化設(shè)備包括電源控制柜、工控機(jī)、DPU柜、I/O接口柜、繼電器柜和各種終端傳感器等，是電廠自動化生產(chǎn)的核心設(shè)備，它與相應(yīng)的軟件程序一起構(gòu)建成工廠的中樞指揮系統(tǒng)，肩負(fù)著全廠各個子系統(tǒng)的控制、協(xié)調(diào)、監(jiān)控和信息記錄等功能，相當(dāng)于火電廠的“大腦”。為了確保自動化設(shè)備的正常運(yùn)行，熱工自動化設(shè)備一般設(shè)有獨(dú)立的接地網(wǎng)，確保其可靠接地。

【關(guān)鍵詞】火電廠;熱工自動化;接地不良

1?自動化設(shè)備接地不良導(dǎo)致的危害

1.1?導(dǎo)致人員和設(shè)備傷害

某電廠#1機(jī)組在運(yùn)行過程中，檢修人員發(fā)現(xiàn)某熱控就地控制箱柜體帶電，立即辦理手續(xù)進(jìn)行了消缺處理。停電后，檢查柜體，發(fā)現(xiàn)照明電源與盤門有搭接現(xiàn)象，采取措施將其可靠隔離。同時，緊固盤柜接地線，并對盤柜接地進(jìn)行了測試，確保其可靠接地。重新投運(yùn)后，設(shè)備運(yùn)行正常。該案例根本原因?yàn)楸P柜接地不良，照明電源與盤柜搭接導(dǎo)致漏電保護(hù)不能及時跳開，存在重大安全隱患。如果該盤柜接地良好，即使發(fā)生電源接地現(xiàn)象，漏電保護(hù)器也會自動跳開，進(jìn)而確保自動化設(shè)備和靠近人員不會受到傷害。

1.2?導(dǎo)致誤跳閘事故發(fā)生

某電廠在運(yùn)行過程中，發(fā)生#1輸煤皮帶電機(jī)高壓開關(guān)跳閘事件，導(dǎo)致輸煤皮帶停止運(yùn)行。檢修人員到就地控制站及電機(jī)本體檢查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)本體絕緣良好，相關(guān)保護(hù)無保護(hù)動作信號，接地控制箱右側(cè)端子排有燒損痕跡，柜體帶電，端子排上積灰嚴(yán)重，熱控插件的端子排對地均有220VAC電壓（正常情況下應(yīng)為24VDC），進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)自動化控制柜體接地不良。

處理方案：（1）停電后，將燒損端子排進(jìn)行更換處理;（2）檢查發(fā)現(xiàn)柜體附近有閥門盤漏氣現(xiàn)象且控制箱內(nèi)設(shè)備積灰嚴(yán)重，對漏氣閥門和積灰進(jìn)行了處理;（3）緊固盤柜接地線，并對盤柜接地進(jìn)行了測試，確保其可靠接地。

該案例根本原因同樣為盤柜接地不良，照明電源與盤柜搭接導(dǎo)致漏電保護(hù)不能及時跳開，進(jìn)而導(dǎo)致220VAC電經(jīng)積灰串入端子排導(dǎo)致自動化系統(tǒng)發(fā)生誤動事件。如果該盤柜接地良好，上述事件完全可以避免。

1.3?引起模擬量信號畸變和波動

某電廠#1鍋爐檢修后啟動運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)爐膛溫度出現(xiàn)大面積的壞點(diǎn)現(xiàn)象，對熱電偶及其補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行測試，采取更換熱電偶的方式進(jìn)行處理后，壞點(diǎn)照舊。停電檢查發(fā)現(xiàn)外接變送器或電氣設(shè)備反饋電纜有接地現(xiàn)象，導(dǎo)致插件模擬地的對地電壓+20VDC左右，正常為0VDC左右。

處理方式：消除接地后，溫度測點(diǎn)恢復(fù)正常。該事件是由于邏輯地與外接設(shè)備接地連同導(dǎo)致的事故，由此可見懸浮地與實(shí)際地直接相連也是錯誤的運(yùn)行方式。

1.4?導(dǎo)致自動化設(shè)備控制程序頻繁死機(jī)

某電廠運(yùn)行過程中綜合水泵房自動化設(shè)備遠(yuǎn)程I/O柜通信突然中斷，自動化設(shè)備畫面顯示異常和出現(xiàn)死機(jī)情況，進(jìn)而造成給水泵跳閘、陰陽床落床。檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)是由于臨近區(qū)域施工時把18站至綜合水泵房遠(yuǎn)程I/O柜地線挖斷，變頻器給定信號丟失導(dǎo)致的異常。連接好地線，測試合格后投入運(yùn)行，故障消除。

2?自動化設(shè)備接地的測試方法

為了確保熱工自動化設(shè)備的接地良好，需要定期對熱工自動化系統(tǒng)進(jìn)行接地電阻測試。不僅要測試自動化設(shè)備機(jī)柜的接地電阻滿足設(shè)計(jì)要求，還要確保自動化設(shè)備接地網(wǎng)的完整性。下面分別闡述其測試方法：

2.1?盤柜接地電阻測試

在熱工自動化設(shè)備帶電前或者機(jī)組檢修自動化設(shè)備停電時，將系統(tǒng)的接地電纜從機(jī)柜中拆下，用不小于1.5mm2的多芯銅導(dǎo)線一端接在接地電纜頭上，一端引至地面，以便于測量。

2.1.1?測量方式

將接地電阻測試儀放置在引線旁的平整的地面上，然后進(jìn)行接線。接線示意圖見圖1。

圖1?接線示意圖

（1）將從自動化設(shè)備來的引線接在C2和P2端子上。

（2）用一根連接線連接上儀表接線端子C1和離儀表100m遠(yuǎn)的接地棒電流極上。

（3）用一根連接線連接上儀表接線端子P1和離儀表60m遠(yuǎn)的接地棒電壓極上。

（4）接電流極的線和接電壓極的線要間距1?m以上，電流極和電壓極的兩個接地棒要分別插入地面400mm。應(yīng)盡量選擇土壤密實(shí)、潮濕、易插入的地方，不要選擇砂石多、難插入的土壤。接在接地棒上的線應(yīng)牢固接觸。

2.1.2?測量過程

根據(jù)被測接地體的接地電阻的大小，調(diào)節(jié)粗調(diào)旋鈕（上有三檔可調(diào)范圍），選擇合適的檔位。測量熱工自動化設(shè)備一般可以選擇0.1檔。以約120rad/min的速度均勻地?fù)u動搖表。當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)時，隨即調(diào)節(jié)微調(diào)撥盤，直至表針居中為止。以微調(diào)撥盤調(diào)定后的讀數(shù)乘以粗調(diào)定位倍數(shù)，即是被測接地體的接地電阻。如果發(fā)現(xiàn)儀表檢流計(jì)指針有抖動現(xiàn)象，可變化搖柄轉(zhuǎn)速，以消除抖動現(xiàn)象。為了保證所測接地電阻值的可靠，應(yīng)將電壓極在電壓線的方向上向回每次移動5m，分別測量三次，三次測量的結(jié)果誤差應(yīng)在5%以內(nèi)。取三次測得值的平均值作為自動化設(shè)備的接地電阻。

2.1.3?測試結(jié)束

測試完畢后，記錄三次測量值，并記錄環(huán)境溫度和濕度;收好儀器，將自動化設(shè)備接地電纜線恢復(fù)原狀;出具正式的試驗(yàn)報告。

2.2?自動化設(shè)備接地完整性測量

用接地引下線導(dǎo)通測試儀一端接在總接地機(jī)柜的接地排上，另一端分別接各個自動化設(shè)備的接地排，測量總接地點(diǎn)和其他所有機(jī)柜的連接電阻，其阻值不應(yīng)大于0.05Ω。最重要的一點(diǎn)是，總接地電纜恢復(fù)后，用接地引下線導(dǎo)通測試儀測量總接地點(diǎn)與熱工自動化設(shè)備室內(nèi)從主地網(wǎng)引出的測量端的導(dǎo)通電阻也要符合要求，這樣就保證并驗(yàn)證了總接地點(diǎn)與主地網(wǎng)連接的可靠性。試驗(yàn)完畢后出具試驗(yàn)報告。

3?自動化設(shè)備接地不良的應(yīng)對措施

（1）對接地體周邊土壤進(jìn)行導(dǎo)電性改良。將接地體周圍2～3m范圍內(nèi)的土壤摻入導(dǎo)電性能好且不容易水的物質(zhì)，如木炭、焦炭煤渣或礦渣等。該法可使土壤電阻性能提高5～10倍。

（2）換填周邊土壤時，每隔10～15cm鋪設(shè)厚度為2～3cm氯化鈉與木炭的混合物質(zhì)層，分層夯實(shí)，共6～10層。地面夯實(shí)后，將接地體錘擊到土壤里。此法可使電阻數(shù)值降至原來的20%～30%。由于NaCl會隨流水流失，一般每兩年就要補(bǔ)充一次。

（3）采取專用長效化學(xué)降阻劑的方法提高土壤的導(dǎo)電性能，該方法可以使導(dǎo)電性能提高一倍。

4?自動化設(shè)備接地維護(hù)注意事項(xiàng)

（1）根據(jù)季節(jié)變化情況，對外露部分每年至少進(jìn)行一次檢查。檢查內(nèi)容包括：接地線是否折斷和腐蝕損傷，是否連接牢固;接地線及接地網(wǎng)絡(luò)接觸情況是否良好，如有松動脫落現(xiàn)象應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)修。

（2）接地電阻應(yīng)定期進(jìn)行檢測，確保其可靠接地且阻值在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，否則應(yīng)采取措施對接地極進(jìn)行維護(hù);接地電阻測試時各個盤柜與大地和接地極與大地均應(yīng)分別測試。

（3）每個熱工自動化設(shè)備均應(yīng)從柜體下方的接地螺釘接至接地分干線，屏蔽地應(yīng)從接地匯流排接至公共連接板。

（4）接地螺釘因設(shè)備機(jī)柜本體與底座間有膠皮形成絕緣，故熱工自動化設(shè)備必須按規(guī)定做好接地處理，即分別接至接地匯流排上。

5?結(jié)語

熱工自動化設(shè)備是火電廠控制中心的核心設(shè)備，其平穩(wěn)運(yùn)行是全廠發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，為了保證熱工自動化設(shè)備的可靠運(yùn)行，消除電子噪聲干擾，并保證熱工自動化系統(tǒng)設(shè)備本身出現(xiàn)接地故障時將所承受過載電流迅速導(dǎo)入大地，就必須確保熱工自動設(shè)備持續(xù)、可靠接地。

參考文獻(xiàn)：

[1]易剛.火電廠熱工儀表自動化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2017，15（17）：41-42.

[2]陳磊.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用[J].科技傳播，2016，8（15）：164-165.

[3]王麗，白志剛.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用探究[J].價值工程，2018，37（25）：249-250.

[4]劉延文.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2017，12（16）：177-178.

[5]王晶.火電廠熱工自動化的可靠性分析及提升措施[J].中國科技投資，2017，11（28）：74-75.

（作者單位：國電內(nèi)蒙古東勝熱電有限公司）