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摘要：本文介绍了变频器引起信号回路干扰的基本类型，分析了江苏省某一新建2×400MW级燃机热电联产工程中变频器引起信号回路干扰的原因，给出了具体的处理方法。现以‘江苏省某一新建2×400MW级燃机热电联产工程’为例。工程中采用变频技术运行的设备有很多，比如凝结水泵电机、高压给水泵电机、燃机变频启动装置和燃机罩壳冷却风机电机等。主电源电压等级分别为6kV和380V。在机组整套启动调试过程中就发生过变频器引起信号回路干扰的问题。
关键词：变频器;信号干扰;处理方法
前言
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，但随之也带来了一些干扰问题。
1、干扰的基本类型
现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。
2、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径
2.1主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
2.2电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为：①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。同样，电网内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。
2.2.1电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。
2.2.2传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
2.2.3感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
3、抗电磁干扰的措施
根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。為防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
3.1隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
3.2滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。
3.3屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。
3.4接地
实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。 单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地點。
4、抗干扰措施在施工现场的实际应用
江苏省某一新建2×400MW级燃机热电联产工程1号机组在进行整套启动调试时发现，当启动燃机罩壳冷却风机电机后，燃机伺服阀的反馈信号波动比较大，多次由于指令与反馈的偏差大而引起燃机跳机。
经燃机控制系统厂家、调试单位、施工单位及业主单位多方开会分析，初步认为是热控的信号电缆屏蔽层未可靠接地导致了信号受到干扰，从而造成了跳机。施工单位立即安排人员对电缆的屏蔽层进行了仔细的检查，发现屏蔽层均可靠接地，排除了由于电缆屏蔽层未可靠接地导致跳机的可能。
此后各方继续开会讨论，同时经查阅电缆清册及电缆敷设图，发现燃机罩壳冷却风机电机采用型号为NH-YJV-0.6/1kV-3*35的动力电缆，并且该动力电缆与伺服阀的反馈信号电缆在一段约6米高的电缆竖井内路径相同，决定将原信号电缆两端拆除不用，重新敷设一根不与任何电缆交叉的电缆，两端端接并可靠屏蔽接地。启机试验，信号干扰不再发生。
原因查找出来了，经各方讨论，决定将燃机罩壳冷却风机电机的动力电缆的电缆路径修改，与伺服阀的反馈信号电缆分开，不再经过电缆竖井，因此增加一路专用的电缆槽盒作为燃机罩壳冷却风机电机的动力电缆的通道。修改完毕后，经启机试验，信号干扰问题得以解决。
5、经验总结
5.1在设计阶段，对于变频电缆，应采用带屏蔽层的电缆。
5.2敷设电缆时，严禁和动力电缆混放，信号电缆与动力电缆要分层敷设，进变频器柜时，应采用金属软管或保护管对信号电缆进行保护。
6、结束语
变频器在电厂的应用越来越广泛，而且变频器本身也是信号干扰源之一，更何况电厂的干扰源范围广且成因复杂。因此，在抗干扰时应当考虑效果和成本等因素并根据现场情况确定适当的措施。
参考文献
[1]吴卫荣.变频器的选用及故障干扰处理[J].工业控制计算机，2006，12（4）：16-19
[2]李琦，赵欣.变频器产生的干扰及解决方案[J].科技信息（科学.研究），2008（19）：344
关键词：变频器;信号干扰;处理方法
前言
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动，可以减少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，但随之也带来了一些干扰问题。
1、干扰的基本类型
现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。
2、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径
2.1主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
2.2电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为：①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。同样，电网内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。
2.2.1电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。
2.2.2传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
2.2.3感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。
3、抗电磁干扰的措施
根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。為防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
3.1隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
3.2滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。
3.3屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。
3.4接地
实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。 单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地點。
4、抗干扰措施在施工现场的实际应用
江苏省某一新建2×400MW级燃机热电联产工程1号机组在进行整套启动调试时发现，当启动燃机罩壳冷却风机电机后，燃机伺服阀的反馈信号波动比较大，多次由于指令与反馈的偏差大而引起燃机跳机。
经燃机控制系统厂家、调试单位、施工单位及业主单位多方开会分析，初步认为是热控的信号电缆屏蔽层未可靠接地导致了信号受到干扰，从而造成了跳机。施工单位立即安排人员对电缆的屏蔽层进行了仔细的检查，发现屏蔽层均可靠接地，排除了由于电缆屏蔽层未可靠接地导致跳机的可能。
此后各方继续开会讨论，同时经查阅电缆清册及电缆敷设图，发现燃机罩壳冷却风机电机采用型号为NH-YJV-0.6/1kV-3*35的动力电缆，并且该动力电缆与伺服阀的反馈信号电缆在一段约6米高的电缆竖井内路径相同，决定将原信号电缆两端拆除不用，重新敷设一根不与任何电缆交叉的电缆，两端端接并可靠屏蔽接地。启机试验，信号干扰不再发生。
原因查找出来了，经各方讨论，决定将燃机罩壳冷却风机电机的动力电缆的电缆路径修改，与伺服阀的反馈信号电缆分开，不再经过电缆竖井，因此增加一路专用的电缆槽盒作为燃机罩壳冷却风机电机的动力电缆的通道。修改完毕后，经启机试验，信号干扰问题得以解决。
5、经验总结
5.1在设计阶段，对于变频电缆，应采用带屏蔽层的电缆。
5.2敷设电缆时，严禁和动力电缆混放，信号电缆与动力电缆要分层敷设，进变频器柜时，应采用金属软管或保护管对信号电缆进行保护。
6、结束语
变频器在电厂的应用越来越广泛，而且变频器本身也是信号干扰源之一，更何况电厂的干扰源范围广且成因复杂。因此，在抗干扰时应当考虑效果和成本等因素并根据现场情况确定适当的措施。
参考文献
[1]吴卫荣.变频器的选用及故障干扰处理[J].工业控制计算机，2006，12（4）：16-19
[2]李琦，赵欣.变频器产生的干扰及解决方案[J].科技信息（科学.研究），2008（19）：344