【摘要】本文以某電廠脫硫系統(tǒng)跳閘停運(yùn)故障為例，對DCS信號干擾的原因進(jìn)行分析，并提出了抑制干擾的方法，取得了較好的效果，僅供參考。
1 前言
某電廠一期工程(5×600MW機(jī)組)鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組分別由上海鍋爐有限公司、上海汽輪機(jī)有限公司、上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司采用引進(jìn)技術(shù)制造。鍋爐為上海鍋爐有限公司制造的型號為SG-2028/17.5-M908，亞臨界、一次中間再熱、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、控制循環(huán)汽包爐。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的N600-16.7/538/538引進(jìn)型中間再熱凝汽式汽輪機(jī)組，額定功率600.243MW。發(fā)電機(jī)為上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司制造的QSFN 600-2水氫氫冷卻汽輪發(fā)電機(jī)組。
電廠六大風(fēng)機(jī)及脫硫增壓風(fēng)機(jī)振動信號采用頻率探頭輸入本特利3500卡件，經(jīng)過3500卡件的采集計(jì)算輸出4～20mA信號到DCS中的AI卡件。在5號機(jī)運(yùn)行期間，由于干擾引起增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)和風(fēng)機(jī)振動信號全部跳變，并且大于保護(hù)停風(fēng)機(jī)定值，增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)引起脫硫停運(yùn)，在檢查風(fēng)機(jī)振動信號時(shí)，發(fā)現(xiàn)在電子間振動信號采集卡FUM280卡件柜沒有接地。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電子間所有控制柜接地先全部引到DCS控制柜中的一個(gè)接地柜，再由DCS柜統(tǒng)一接地。經(jīng)過接地處理后信號正常，未發(fā)生信號跳變的情況。
2 干擾原因
為了理解接地的目的，我們先介紹應(yīng)用中所面臨的幾種干擾。干擾又叫噪聲，是竄入或疊加在電源、信號線上的與信號無關(guān)的電信號。干擾會造成測量的誤差、嚴(yán)重的干擾(如雷擊、大的串模干擾會造成設(shè)備損壞。
2.1 電阻耦合引入的干擾
當(dāng)幾種信號線在一起傳輸時(shí)，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。在一些用電能作為執(zhí)行手段的控制系統(tǒng)中(如電動執(zhí)行器等)信號傳感器漏電，接觸到帶電體，也會引入很大的干擾。由于接地不合理，例如在信號線的兩端接地，會因?yàn)榈仉娢徊疃尤胍惠^大的干擾。信號線的兩端同時(shí)接地，這樣，如果A、B兩點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，則可能會有較大的電位差，這個(gè)電位差可能會在A、B兩端之間的信號線上產(chǎn)生一個(gè)很大的環(huán)流。
2.2 電容電感耦合引入的干擾
因?yàn)樵诒豢噩F(xiàn)場往往有很多信號同時(shí)接入控制柜，而且這些信號線或者走電纜槽，或者走電纜管，但肯定是很多根信號在一起走線。這些信號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線上，同時(shí)，在交變信號線的周圍會產(chǎn)生一個(gè)交變的磁通，而這些交變磁通會在并行的導(dǎo)體之間產(chǎn)生電動勢，這也會造成線路上的干擾。
2.3 雷擊引入的干擾
雷擊可能在信號周圍產(chǎn)生很大的電磁干擾，也可能通過各種接地線引入干擾。
3 干擾抑制
以上列舉了產(chǎn)生干擾的幾種原因，這些干擾如果得不到很好的抑制和防止，輕則影響信號的測量技術(shù)精度，因而使正常的控制無法實(shí)現(xiàn)，重則會造成設(shè)備損壞，人們在長期的工程實(shí)踐中總結(jié)出了很多干擾抑制的方法。
3.1 隔離
(1)使所有的信號線很好地絕緣，使其不可能漏電，這樣，防止由于接觸引入的干擾;
(2)將不同種類的信號線隔離鋪設(shè)(在不同電纜槽中，或用隔板隔開)，我們可以根據(jù)信號不同類型將其按抗噪聲干擾的能力分成幾等。模擬量信號(輸入、輸出，特別是低電平的輸入信號如熱電偶信號，熱電阻信號等)對高頻的脈沖信號的抗干擾能力是很差的。建議用屏蔽雙絞線連接，且這些信號線必須單獨(dú)占用電線管或電纜槽，不可與其它信號在同一電纜管(或槽)中走線。以上說明，同一類信號可能放在一條電纜管或槽中，相近種類信號如果必須在同一電纜槽中走線，則一定要用金屬隔板將它們隔開。
(3)還有一種隔離是將信號源同控制柜在電氣上進(jìn)行隔離，這樣，會大大地減小共模干擾對控制柜卡件造成的危害。用隔離放大器將信號的輸入端子與控制柜部分完全隔離(有的系統(tǒng)中采用隔離變壓器，或繼電器等方式隔離，對開關(guān)量則可以采用光電器件，或繼電器進(jìn)行隔離)。這樣，由于C和D之間地電位不同所產(chǎn)生的干擾信號形不成回路，抑制了干擾的危害。
(4)第四種隔離是供電系統(tǒng)的隔離為了防止供電線路上引人共模高頻干擾信號，可以在供電線路上設(shè)隔離變壓器進(jìn)行干擾隔離為了達(dá)到好的干擾抑制效果，有兩點(diǎn)必須注意：變壓器的屏蔽層要很好地接地;變壓器的次級線圈一定要用雙絞線。
3.2 屏蔽
屏蔽就是用金屬導(dǎo)體，把被屏蔽的元件，組合件，信號線包圍起來。這種方法對電容性耦合噪聲抑制效果很好。最常見的就是用屏蔽雙絞線連接模擬信號。以上說的電氣屏蔽，但在很多場合下，信號除了受電噪聲干擾以外，主要還受到強(qiáng)交變磁場的影響，如電站，冶煉廠重型機(jī)械廠等，那么，我們除了要考慮電氣屏蔽以外;還要考慮磁屏蔽，即考慮用鐵、鎳等導(dǎo)磁性能好的導(dǎo)體進(jìn)行屏蔽。
3.3 絞線
用雙絞線代替兩根平行導(dǎo)線是抑制磁場干擾的有效辦法。每個(gè)小絞紐環(huán)中會通過交變的磁通，而這些變化磁通會在周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生電動勢，它由電磁通感應(yīng)定律決定?？梢钥闯?，相鄰絞紐環(huán)中在同一導(dǎo)體上產(chǎn)生的電動勢方向相反，相互抵消，這對電磁干擾起到較好的抑制作用。
3.4 雷擊保護(hù)
系統(tǒng)受雷擊干擾有兩種方式：架空電源線，信號線可能會遭受雷擊，另一種是信號電纜附近受到雷擊，通過分布電容和電感耦合到信號線，在信號線上產(chǎn)生一個(gè)很大的脈沖干擾，有時(shí)甚至?xí)龎脑O(shè)備，影響人員安全。針對不同的干擾原因，可以采用下面兩種措施防雷擊：(1)對于耦合干擾，我們可用金屬電纜管或槽鋪設(shè)信號線，電纜管或金屬槽有很好的接地。(2)對于架空信號線，則必須在控制柜輸入端子處采取防雷措施，如裝避雷器，加壓敏電阻、較強(qiáng)的濾波電路等來抑制其干擾。
4 結(jié)語
通過對故障進(jìn)行及時(shí)的處理，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)有信號跳變的情況出現(xiàn)。至此，對振動信號跳變的問題得到了徹底的解決。
（轉(zhuǎn)載）
