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摘 要:火电厂装置在运行过程中,常常会受到各种各样因素的干扰,其中电磁干扰对火电厂测速回路的危害最大,严重时还会对人们的生命财产安全构成威胁,因此对于电磁干扰采取相应的防范措施也是火电厂发电的必然要求。本文主要介绍了电磁干扰对火电厂控制系统的危害以及提高抗干扰能力的相关措施。
关键词:电磁干扰;屏蔽;耦合;电超速保护
目前,电磁干扰已经成了影响火电厂正常工作运行的重要因素,很多火电厂多次发生点超速保护误动事故,并且每个一段时间还会频繁发生,这对于火电厂的正常生产也构成了很大的影响,为了更好的避免电磁干扰对火电厂正常生产造成的影响,还需要采取相应的措施来加以预防和控制。在传感器安装、回路接线以及转速表参数的设置上都需要有效的进行防范,这样才能够最大限度的避免电磁干扰所产生的影响。
1 电磁干扰简介
汽轮机转轴在运行过程中会受到点超速的保护,而电涡流探头会将被测量尺转轴间的距离信号转化为电压信号,这样的情况下前置器的传输就会转到转速表上。而主轴和传感器之间的距离和齿与传感器间的距离存在着一定的差别,这样在进行转换时,所产生的电压也会有所不同,在齿转轴带动下,周期变化的电压脉冲信号会经过线路传输到转速表上,这样转速变中所记录的脉冲数就会转化为实际的转速,相比设定值,转速表的输出会相对较小。而回路中的信号通常会有三条,在结果选取时,无论采用何种摄取法,至少有两条都会进行转速表输出,这样电超速保护信号就会对动作信号形成保护,从而使汽轮机出现遮断。火电厂在进行生产时,如果电超速的保护停止动作,而在一段时间内又出现连续的东西,那么整个机组的正常运行就会受到影响。
2 产生电磁干扰的原因分析
按照目前火电厂中存在的干扰问题,技术人员根据相关的要求对设备进行了分析,其中引起电磁干扰的主要原因有多种,主要表现在以下几方面内容:
(1)汽轮机在运行时候,按照相应的指标来进行判定,可以看出汽轮机的各项指标都没有发生变化,这样就说明没有真实超速我现象发生,只有保护误动作的原因。对涡流传感器进行检查时可以发现,间隙也控制在一起的范围内,并且没有出现不正常运行的情况,传感器状态也良好。再对整个回路进行检查,可以看出前置器工作也处在正常的状态,并且转速表的各项参数也可以达到标准的要求,电缆的绝缘能力也没有发生变化。因此,造成电磁干扰的情况就应该是屏蔽线两端悬空,而且不符合屏蔽层的接线规范而引起的,这样也就会很大程度的产生电磁干扰现象。而除了电磁干扰还有其他的干扰模式,因此我们也需要对电磁干扰和其他干扰进行全面的分析,从而找出问题的所在。
第一、电磁干扰主要是在电器以及电子设备运行过程中产生的电磁波对其他周围的电器以及设备产生的干扰,电磁干扰是一种正常存在的电磁现象,而电磁干扰的存在会影响到电器或者电子设备出现故障,并且对于信号的传输也有着很大的影响。如果电磁干扰过度,还会造成电磁污染,不仅会影响到人们的身体健康,严重时还会给生态自然环境构成严重的威胁,因此对于电磁干扰的存在必须要合理的加以控制。
第二、电磁干扰传输方式有两种,一种是传导方式,另一种的辐射方式,其中传导方式主要是利用导电介质来对电网络上的信号耦合进行干扰,从而使其转到另外一个网络上。而辐射干扰实在干扰源进行传递的过程中,利用空间将干扰信号传输到另外的网络中,这样的传输方式相对较为特别,但本质上和传导方式并没有太大区别。而在针对工程所做的研究中也可以发现,不同设备之间发生的电磁干扰也有着不同的途径耦合,而也正因为有着不同途径耦合的存在,这样产生干扰的几率也就会大大增加,因此对电磁干扰进行控制的难度也会相应增加。
(2)通过对电磁干扰的研究并结合现场实际情况,确定了事故中电磁干扰源为周围发电机、磨煤机等电器设备,传导方式为辐射方式。经详细检查发现ETS柜内屏蔽不完整、存在断点,干扰信号无法引入大地;屏蔽线接入的转速表端子为21(PE),经对照德国BRAUN转速表的接线图纸,发现该接线方式不符合图纸要求。
火电厂汽轮机一般为60齿,即每转一周会产生60个脉冲,转速正常为3000r/min,所以一秒产生脉冲数n=60*3000/60=3000(个),而干扰信号不是固定存在,不易测量其具体数据。叠加到主信号后会使1s内脉冲数大于3000个。
火电厂ETS(汽轮机危机遮断系统)内的超速保护回路一般采用三取二信号摄取法,使保护达到很好效果,给保护误动和拒动寻找了很好的结合点。所以,测速回路有3条一起传送到ETS系统中。一般情况下,三条回路同时出现两条故障的情况很少见,但是信号干扰则不同,因为三条线路几乎平行布置、且间距小,干扰信号会几乎同时辐射耦合到这三条回路中,这样就增大了同时错误测量的几率。如果恰巧有至少两条线路1s测量脉冲数大于3300个,经ETS的PLC判断后,会发出电超速保护动作信号,造成汽轮机误跳机事故,经此分析后基本确定了事故原因。
3 解决问题及总结
(1)分析出原因后,我们将ETS柜内的屏蔽线接入转速表的19(屏蔽)端子,并将前置器端的屏蔽线用绝缘胶带包好,保证其悬空,同时将屏蔽层的断点续接好,如图3所示。改造后至今再未发生过电超速保护误动跳机的事故,同时也证实了电磁干扰确实是造成该事故的元凶。
(2)电磁干扰的危害无声无息,却又极其严重,不容忽视。电磁干扰无处不在,无法彻底消除,只能尽量降低其影响,使其在相互兼容的范畴内。那么有什么办法降低电磁干扰的危害,下面列举了几点:1)加装屏蔽层:务必做到屏蔽完整、单端接地、屏蔽网接入二次仪表屏蔽端子。2)提高阈值:在允许的情况下适当提高保护的阈值,可以降低保护误动率。3)逻辑判断加延时:写逻辑时保护动作出口加上1s(时间视工况定)左右的延时可大幅度减少瞬时干扰造成的误动,因为延时逻辑块的触发条件满足的时间大于设定时间的情况下才能使输出动作,中途条件不满足则不触发。因为电磁干扰往往是瞬间的,而加入短暂的延时恰好解决了这一问题。4)远离干扰源、合理布线、选用抗干扰性能强的设备。5)若是控制柜周围环境电磁干扰强,可以给柜体加装铝制罩子,会大大降低电磁干扰影响。
结束语
从该事故中我们可以深刻理解到电磁干扰是无形的、易被忽略,可的确是存在的,而且影响极大。所以我们应当重视电磁干扰所带来的影响,在设计、施工、检修时采取有效的措施降低其危害,为企业减少不必要的损失。
参考文献
[1]边立秀,周俊霞,赵劲松,杨建蒙.热工控制系统[M].北京:中国电力出版社,2001.
[2]曹丰文.电磁兼容设计与电磁干扰抑制技术[M].北京:中国电力出版社,2009.
关键词:电磁干扰;屏蔽;耦合;电超速保护
目前,电磁干扰已经成了影响火电厂正常工作运行的重要因素,很多火电厂多次发生点超速保护误动事故,并且每个一段时间还会频繁发生,这对于火电厂的正常生产也构成了很大的影响,为了更好的避免电磁干扰对火电厂正常生产造成的影响,还需要采取相应的措施来加以预防和控制。在传感器安装、回路接线以及转速表参数的设置上都需要有效的进行防范,这样才能够最大限度的避免电磁干扰所产生的影响。
1 电磁干扰简介
汽轮机转轴在运行过程中会受到点超速的保护,而电涡流探头会将被测量尺转轴间的距离信号转化为电压信号,这样的情况下前置器的传输就会转到转速表上。而主轴和传感器之间的距离和齿与传感器间的距离存在着一定的差别,这样在进行转换时,所产生的电压也会有所不同,在齿转轴带动下,周期变化的电压脉冲信号会经过线路传输到转速表上,这样转速变中所记录的脉冲数就会转化为实际的转速,相比设定值,转速表的输出会相对较小。而回路中的信号通常会有三条,在结果选取时,无论采用何种摄取法,至少有两条都会进行转速表输出,这样电超速保护信号就会对动作信号形成保护,从而使汽轮机出现遮断。火电厂在进行生产时,如果电超速的保护停止动作,而在一段时间内又出现连续的东西,那么整个机组的正常运行就会受到影响。
2 产生电磁干扰的原因分析
按照目前火电厂中存在的干扰问题,技术人员根据相关的要求对设备进行了分析,其中引起电磁干扰的主要原因有多种,主要表现在以下几方面内容:
(1)汽轮机在运行时候,按照相应的指标来进行判定,可以看出汽轮机的各项指标都没有发生变化,这样就说明没有真实超速我现象发生,只有保护误动作的原因。对涡流传感器进行检查时可以发现,间隙也控制在一起的范围内,并且没有出现不正常运行的情况,传感器状态也良好。再对整个回路进行检查,可以看出前置器工作也处在正常的状态,并且转速表的各项参数也可以达到标准的要求,电缆的绝缘能力也没有发生变化。因此,造成电磁干扰的情况就应该是屏蔽线两端悬空,而且不符合屏蔽层的接线规范而引起的,这样也就会很大程度的产生电磁干扰现象。而除了电磁干扰还有其他的干扰模式,因此我们也需要对电磁干扰和其他干扰进行全面的分析,从而找出问题的所在。
第一、电磁干扰主要是在电器以及电子设备运行过程中产生的电磁波对其他周围的电器以及设备产生的干扰,电磁干扰是一种正常存在的电磁现象,而电磁干扰的存在会影响到电器或者电子设备出现故障,并且对于信号的传输也有着很大的影响。如果电磁干扰过度,还会造成电磁污染,不仅会影响到人们的身体健康,严重时还会给生态自然环境构成严重的威胁,因此对于电磁干扰的存在必须要合理的加以控制。
第二、电磁干扰传输方式有两种,一种是传导方式,另一种的辐射方式,其中传导方式主要是利用导电介质来对电网络上的信号耦合进行干扰,从而使其转到另外一个网络上。而辐射干扰实在干扰源进行传递的过程中,利用空间将干扰信号传输到另外的网络中,这样的传输方式相对较为特别,但本质上和传导方式并没有太大区别。而在针对工程所做的研究中也可以发现,不同设备之间发生的电磁干扰也有着不同的途径耦合,而也正因为有着不同途径耦合的存在,这样产生干扰的几率也就会大大增加,因此对电磁干扰进行控制的难度也会相应增加。
(2)通过对电磁干扰的研究并结合现场实际情况,确定了事故中电磁干扰源为周围发电机、磨煤机等电器设备,传导方式为辐射方式。经详细检查发现ETS柜内屏蔽不完整、存在断点,干扰信号无法引入大地;屏蔽线接入的转速表端子为21(PE),经对照德国BRAUN转速表的接线图纸,发现该接线方式不符合图纸要求。
火电厂汽轮机一般为60齿,即每转一周会产生60个脉冲,转速正常为3000r/min,所以一秒产生脉冲数n=60*3000/60=3000(个),而干扰信号不是固定存在,不易测量其具体数据。叠加到主信号后会使1s内脉冲数大于3000个。
火电厂ETS(汽轮机危机遮断系统)内的超速保护回路一般采用三取二信号摄取法,使保护达到很好效果,给保护误动和拒动寻找了很好的结合点。所以,测速回路有3条一起传送到ETS系统中。一般情况下,三条回路同时出现两条故障的情况很少见,但是信号干扰则不同,因为三条线路几乎平行布置、且间距小,干扰信号会几乎同时辐射耦合到这三条回路中,这样就增大了同时错误测量的几率。如果恰巧有至少两条线路1s测量脉冲数大于3300个,经ETS的PLC判断后,会发出电超速保护动作信号,造成汽轮机误跳机事故,经此分析后基本确定了事故原因。
3 解决问题及总结
(1)分析出原因后,我们将ETS柜内的屏蔽线接入转速表的19(屏蔽)端子,并将前置器端的屏蔽线用绝缘胶带包好,保证其悬空,同时将屏蔽层的断点续接好,如图3所示。改造后至今再未发生过电超速保护误动跳机的事故,同时也证实了电磁干扰确实是造成该事故的元凶。
(2)电磁干扰的危害无声无息,却又极其严重,不容忽视。电磁干扰无处不在,无法彻底消除,只能尽量降低其影响,使其在相互兼容的范畴内。那么有什么办法降低电磁干扰的危害,下面列举了几点:1)加装屏蔽层:务必做到屏蔽完整、单端接地、屏蔽网接入二次仪表屏蔽端子。2)提高阈值:在允许的情况下适当提高保护的阈值,可以降低保护误动率。3)逻辑判断加延时:写逻辑时保护动作出口加上1s(时间视工况定)左右的延时可大幅度减少瞬时干扰造成的误动,因为延时逻辑块的触发条件满足的时间大于设定时间的情况下才能使输出动作,中途条件不满足则不触发。因为电磁干扰往往是瞬间的,而加入短暂的延时恰好解决了这一问题。4)远离干扰源、合理布线、选用抗干扰性能强的设备。5)若是控制柜周围环境电磁干扰强,可以给柜体加装铝制罩子,会大大降低电磁干扰影响。
结束语
从该事故中我们可以深刻理解到电磁干扰是无形的、易被忽略,可的确是存在的,而且影响极大。所以我们应当重视电磁干扰所带来的影响,在设计、施工、检修时采取有效的措施降低其危害,为企业减少不必要的损失。
参考文献
[1]边立秀,周俊霞,赵劲松,杨建蒙.热工控制系统[M].北京:中国电力出版社,2001.
[2]曹丰文.电磁兼容设计与电磁干扰抑制技术[M].北京:中国电力出版社,2009.