嘉兴电厂热控系统接地问题分析与改进措施探讨.pdf
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1、嘉兴电厂热控系统接地问题分析与改进措施探讨 俞 刚 1 陈 波2 (1浙江浙能嘉兴发电有限公司 浙江 嘉兴 314201 2浙江省电力试验研究院 浙江 杭州 310014) 【摘 要】接地系统是确保机组安全、可靠运行的重要环节,是机组在设计、安装、调试和运行维护中不可忽 视的重要系统。然而在实际工作中往往对接地系统没有给予足够的重视,导致了大量因为接地系统异常而引发的热 控系统故障事件。本文就实际工作中出现的接地异常事件进行分析,并提出相应的解决和预防措施,希望对提高机 组热控系统运行的可靠性有所帮助。 【关键词】热控系统 DCS 接地 干扰 1 概述 热工系统最重要的问题之一就是如何有效地抑
2、制干扰,提高所采集信号的可靠性1。接地是是 抑制干扰,提高 DCS 可靠性,确保机组安全、可靠运行的一个重要环节,但同时也是在机组设计、 安装、调试和运行维护过程中容易被忽视的环节。在电站的设计和安装过程中,对接地系统均有相 关标准,对于热控系统中 DCS 设备、各种仪表的接地也有严格的要求。但这些要求却往往容易被忽 视,从而带来安全隐患。本文主要以嘉兴电厂为例,就热控系统的接地问题进行讨论和分析,提出 相应的解决方法和预防措施,供同行参考。 2 DCS 系统的接地问题及改进措施 对 DCS 系统而言,其接地系统的主要作用如下: 保护接地:防止故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电
3、火线与外壳等导电金 属部件短路时,外壳等导电金属部件带电,对人员和设备造成伤害。 机械逻辑接地:也叫主机电源地,是计算机内部的逻辑电平负端公共地,也是+24V 等电源的输 出地。 信号回路接地:如各变送器的负端接地,开关量信号的负端接地等,用以抑制干扰信号。 屏蔽接地:模拟量信号的屏蔽层的接地,用以抑制干扰信号。 综上所述,DCS 系统接地大致有两种作用,一是保护人员和设备不受伤害;二是抑制干扰。前 者称之为交流接地(保护接地),后者称之为直流接地(机器逻辑地、信号回路接地和屏蔽接地)。两种 接地的作用不同, 地线中流过的电流等级不同, 对接地的要求也不相同, 在 DCS 系统中应区别对待。
4、带格式的带格式的: 项目符号和编号 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 否则会发生一些意想不到的问题发生,如: 1)在嘉兴二期三号机组的调试过程中,二期循泵控制系统均采用 ABB 远程 I/O 系统,在就地 设计一个 I/O 机柜。 在循泵试运行期间突然发生运行 I/O 柜所有的通讯中断, 信号无法采样也无法通 过 DCS 进行操作。在对循泵控制系统所有的 BRC 控制器、远程 I/O 模件、电源、I/O 子模件等均确 认没有问题后,最后发现远程 I/O 机柜的信号地和交流地公用一个地,可能是交流地中地电流通过 直流地干扰到了信号的传输,从而造成了通讯中断。后通
5、过从接地系统重新敷设接地线至机柜即解 决了问题。 2) 在 ABB Bailey Symphony 控制系统中将交流地和直流地公用同一接地点时容易造成相互之间 的干扰,可能导致 ABB DCS 系统 HUC 机柜发生通讯中断或故障。针对上述问题,应对所有包括远 程 I/O 站在内的所有 DCS 系统的接地进行检查,避免出现交流地和直流地公用同一接地点的情况。 因此,为确保 DCS 系统运行可靠,在热工系统的安装、检修运行和维护中,应注意 1)通常情况下,交流地与信号地不宜共用,由于在一段电源地线的两点间会有数毫伏、甚至几 伏电压,对低电平信号电路来说,会产生较严重的干扰,因此应加以隔截和防止,
6、以免引起设备运 行发生异常。 2)DCS 系统信号电缆的选择、敷设与接地,应严格按照有关规定执行。为了提高 DCS 系统的 抗干扰能力,DCS 系统开关量输入/输出信号,以选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机电缆为宜。 3)确保 DCS 控制系统的模拟信号及控制电缆屏蔽层接地方式符合规定,如多数测量信号屏蔽 层应在 DCS 机柜侧接地,但对于进口铠装热电偶,要注意其测量端是接地的,此时 DCS 侧屏蔽电 缆宜不接地为好。 4)应保证电缆屏蔽层接地的全程连续性。 5)机组检修时,应断开电缆屏幕线与接地线的连接,测量其与地线间的电阻应大于大于 1M 3.热控电源系统接地问题及改进措施 在干扰的传播途径中有
7、一种干扰叫做电源干扰,它是指:由于供电取自于电网,而电网覆盖范 围广,极易受到空间电磁干扰而在电路上产生感应电压从而对周边的电子设备造成干扰。 对于热控系统而言,当热控设备的供电线路上引入的干扰超过容许范围时,将会影响热控设备 的正常工作,甚至对设备造成损坏。例如:在有些场合大型电气设备启动频繁,大的开关装置动作 也较频繁,这些电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场,这些交变 磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰,也可能通过电源线上产生高频干扰。安装隔离变、保障 系统接地的可靠性是抑止电源干扰的有效方法。 二期工程中,主机 DCS 系统电源通过机组 UPS 系统进行冗余
8、供电,而燃油泵控制系统的远程 I/O 站由于距离较远采用了就地电源供电。为提高该系统抑止电源干扰的能力,采用了安装隔离变压 器的方法来保障该系统接地的可靠性。至目前为止燃油泵远程 I/O 系统运行可靠稳定。 #2 机组暖通器 B 单相接地信号发讯,经检查是空气处理器 C 有单相接地故障。 单相接地故障消 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 除前,曾引起#2 机组屏台上 6kV A/B 段上所有表计(电源、负荷和电流表)均大幅度摆动。但在 DCS 输入端子侧用导线短接电流信号输入端子,或加隔离器隔离,或单相接地故障消除后,所有表计指 示正常。经分析 DCS 监控系
9、统的接地网在与电厂主接地网连通前,已由于某种原因(电缆、构架等) 存在二点接地现象。因暖通器设备在运行监控层上方,空气处理器 C 单相接地后,引起接地电位变 化。该接地电位差通过共模干扰对这部分测量回路产生干扰,从而引起指针晃动2。 #3 机组 ETS 的输入信号,原设计有六个端子板,其电源直接从 FU3N、FU3P 引出,且中间没 有经过任何熔丝和空气开关环节,这样当现场信号只要有一点接地,就会造成整个 ETS 柜的电源接 地。该机组投产运行不久,“主变快速压力释放“保护动作,零功率切机动作,机组跳闸,锅炉 MFT。 经查发现直流 110VA、B 段母线供给的用户中,汽机热控直流电源配电柜即
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