火力发电厂热控信号干扰问题解决方案

【摘要】解决热控信号的干扰问题是关系到热控信号测量、调节、保护是否能安全可靠经济运行的一项重要工作，本文从干扰来源、电缆敷设、如何正确接地等热控工程中的常见的问题，较详细进行阐述分析，实际工作中也解决了诸多由于干扰引起热控信号测量、调节、保护等的故障问题。

【关键词】干扰信号；正确接地；电缆敷设

1 热控干扰信号的来源

信号干扰问题一直是影响热工控制系统正常工作的一个重要问题。电厂热工自动化水平越高其对就地采集信号的准确性，快速性和稳定性的要求也越高。由于热工控制信号大部分均为mA、mV、频率等微电信号，被干扰会导致信号发生畸变、晃动、甚至消失，使DCS控制系统接收的运行工况参数失真而严重影响机组安全经济稳定运行。为了解决信号干扰问题，首先必须了解干扰信号是怎么产生的，干扰信号一般分为差模干扰和共模干扰两种，直接叠加到信号上的干扰电压称为差模干扰，也有的称为纵向干扰，两根信号线对地所共有的电压称共模干扰，也有的称为横向干扰，实际共模干扰电压值应小于输入模件抗共模电压能力的60%，实际差模干扰电压所引起的通道误差应满足UN（%）/10NMR/20≤0.05%的要求。UN（%）为变送器回路中的交流分量（峰峰值）与变送器量程之比，%。NMR称为差模抑制比。干扰信号的来源主要有：a）信号电缆和动力电缆间距太近。b）信号电缆和动力电缆未分层施放、电缆桥架接地不好。c）信号电缆附近有大功率用电器如电焊机。d）信号电缆附近的大功率用电器接地不正确。e）控制柜及柜内接地排接地方式错误。f）信号电缆屏蔽线接地方法错误。g）信号电缆附近有无线通信设备等。以上情况均会在信号回路中产生干扰电压。在了解了干扰产生的原因后，努力做好以下所述内容，一般的信号干扰问题应该可以迎韧而解。

2 热控信号电缆与其他电缆分层敷设

钢制电缆桥架也是产生强磁的设备和易被干扰的设备。要有效解决这个问题，必须遵循以下原则：a）钢制电缆桥架的设计、制作和施工必须符合CECS 31标准的有关规定。b）金属电缆桥架系统，在安装时应采用主桥架封闭并接地 的方法来阻断动力电缆产生的电磁干扰和信号电缆的被干扰。 通过对电缆主桥架封闭并接地的方法，使主通道的桥架做到连续封闭，同时主通道的每节桥架用铜芯电缆连接，使用玻璃钢桥架，应沿桥架全长另敷设专用接地线。c）电缆桥架安装时必须采取分层安装的原则，合理优化电缆排列层，将动力、控制、信号电缆分层敷设，根据电缆数量及走向合理优化桥架设计安装。d）信号电缆与电力电缆交叉敷设时，宜成直角；当平行敷设时，其相互间的距离应符合设计文件规定。e）在信号电缆和动力电缆无分层布置 的老旧机组中，电缆槽内的交流电源线路和控制信号线路，应用金属隔板隔开敷设。f）综合控制系统和数字通信线路的电缆敷设应符合设计文件和产品技术文件要求。g）电缆桥架的接地线最终必须接入电厂电气接地网。努力做好热控信号电缆与其他电缆分层敷设，在电缆敷设环节上消除热工信号被干扰的隐患。

3 电子间控制柜防干扰措施

电子间环境及控制柜的接地系统不符合要求同样是引起信号干扰的重要因素，因此，对于电子间环境及控制柜的接地系统，必须做好以下工作：a）电子设备间应配备有温度计和湿度计，温度应控制在15℃～30℃之间，湿度应控制在45%～80%之间，不结露。b）电子设备间应设计屏蔽网或其他屏蔽设施，正常运行时柜门应关闭，并有防静电措施。c）电子设备间禁止使用无线通信设备。d）除非制造厂有明确说明，否则计算机控制系统的机柜不允许与建筑物钢筋直接连接。e）各控制柜内应分别设有独立的交流接地铜排、逻辑接地铜排、屏蔽接地铜排及机柜接地点，各不同作用的接地铜排在控制柜内必须相互绝缘。f） 计算机系统的各种接地线应采用有绝缘护套的导线或电缆牢固地连接到地线汇集板上或专用的接地柜内，地线汇集板和地网接地极之间宜采用两根截面积不小于25mm2带绝缘护套的铜导线或电缆牢固连接，严格保证计算机系统一点接地。

4 正确选择信号电缆及屏蔽层规范接地

如何将控制电缆的屏蔽层正确连接至接地点，必须遵循以下原则：a）信号源在测量现场接地的测点屏蔽线的屏蔽层应按下列方法接地：①信号线选用对绞屏蔽的单根屏蔽线的测点屏蔽层在测点就近的现场接地，②多个单根对绞屏蔽线的测点在现场改由对绞多芯总屏蔽电缆传送信号（利用就地接线盒）时每个对绞屏蔽的单根屏蔽线的屏蔽层和多芯电缆的总屏蔽层接在一起后在现场附近接地，③屏蔽线中间有接线端子（现场接線盒）的测点中间端子处屏蔽线的屏蔽层应可靠地连接在一起。b）信号源在现场不接地的测点屏蔽线的屏蔽层应按下列方法接地：①对绞屏蔽的单根屏蔽线的测点其屏蔽层应在计算机侧接地，②多个单根对绞屏蔽线的侧点在现场改由对绞多芯总屏蔽电缆传送信号时每个单根屏蔽线的屏蔽层和多芯电缆的屏蔽层接在一起后在计算机侧接地，③屏蔽线中间有接线端子的测点中间端子处屏蔽线的屏蔽层应可靠地连接在一起后在计算机侧接地。c）模拟仪表和计算机共用传感器时引向模拟仪表的信号线和引向计算机的信号线均应选用屏蔽线其屏蔽层应按下列方法接地：①当信号源在现场接地时引向计算机的屏蔽线的屏蔽层和引向模拟仪表的屏蔽线的屏蔽层接在一起后在信号源侧接地，②当信号源在现场不接地时引向计算机的屏蔽线的屏蔽层和引向模拟仪表的屏蔽线的屏蔽层接在一起后在计算机侧接地。d）现场接地的信号和现场不接地的信号应分别用不同的多芯电缆传送。e）当设抗静电地板时抗静电地板必须可靠接地。信号电缆屏蔽层的规范接地是将干扰信号尽可能降低的最关键步骤。

5 遵循标准，灵活解决各种实际干扰问题

机组正常运行中，当干扰信号小于系统所能承受的值时，控制系统将能安全稳定运行，反之，当干扰信号大于系统所能承受的值时，相关受干扰信号开始波动，控制系统将不能安全稳定运行。解决干扰问题举例：a）杨树浦发电厂35号锅炉某日，蒸汽流量信号、汽包水位信号、主蒸汽温度信号、二级减温水温度信号同时出现无规则晃动，35号机组是采用模拟量控制系统的50MW老旧机组，已运行三十多年（目前已停役），信号电缆不是屏蔽电缆，电缆设备已无更换可能，在找不出信号干扰源的情况下（大多数情况下很难确定信号干扰源），我们试用高通、低通等各类阻容性滤波器，测试其抗干扰性能，最终，在各受干扰信号线与地线之间，接入高通滤波器，干扰信号基本消除，控制系统处于稳定运行状态。b）杨树浦发电厂2号汽轮发电机组某日，几道轴承温度突然随机晃动，2号机组为新安装机组，各项热控信号抗干扰措施均比较规范，全面检查热控接地系统均没有发现问题，后在汽轮发电机组的0米层，发现有工作人员在用电焊机，而且，焊机一用，轴承温度信号就晃动，焊机一停，轴承温度信号就稳定，后将电焊机的接地线移至电厂电气公共接地网，信号干扰的故障即消失。终上所述，虽然信号干扰是个复杂的问题，但只要遵循规范和标准，认真分析和查找，热控信号的干扰问题一定会迎韧而解。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准.DL/T774-2004.

[2]工业计算机监控系统抗干扰技术规范. CECS81∶96.

[3]中华人民共和国电力行业标准.DL/T 5190.5-2004.

作者简介：史佳妮 （1986-），女，助工，本科，主要从事电站热控工作。