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發電廠控制系統幾種抗干擾問題研究

2013-12-05 15:01:39 北極星電力信息化網  點擊量: 評論 (0)
1 概述隨著發電廠控制技術的不斷發展,目前分散控制系統(DCS)、可編程控制系統(PLC)、現場 總線(FCS)技術在發電廠生產過程控制中得到廣泛的應用。控制系統的可靠性直接影響到發電企業的安全生產和經濟運行,系

干擾處理,進一步提高系統的可靠性。常用的一些措施:數字濾波和工頻整形采樣,可有效消除周期性干擾;定時校正參考點電位,并采用動態零點,可有效防止電位漂移;采用信息冗余技術,設計相應的軟件標志位;采用間接跳轉,設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。

4 正確選擇接地點,完善接地系統

發電廠控制系統的接地對控制系統抗干擾尤為重要,接地方式的好壞將直接影響控制系統的性能。接地的目的通常有兩個,其一為了安全,其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。系統接地方式有:浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。

4.1 PLC 控制系統接地:

PLC 控制系統它屬高速低電平控制裝置,應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響,裝置之間的信號交換頻率一般都低于 1MHz,所以 PLC 控制系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。集中布置的 PLC 系統適于并聯一點接地方式,各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大,應采用串聯一點接地方式。

用一根大截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點,然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于 22mm2 的銅導線,總母線使用截面大于 60mm2 的銅排。接地極的接地電阻小于 2Ω,接地極最好埋在距建筑物 10 ~ 15m 遠處,且 PLC 系統接地點必須與強電設備接地點相距 10m 以上。信號源接地時,屏蔽層應在信號側接地;不接地時,應在PLC側接地;信號線中間有接頭時,屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理,一定要避免多點接地;多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時,各屏蔽層應相互連接好,并經絕緣處理。選擇適當的接地處單點接點。在 PLC 控制系統中,具有多種形式的“地”,主要有:


信號地:是輸入端信號元件-傳感器的地

交流地:交流供電電源地 N 線,通常是產生主要噪聲的地方

屏蔽地:一般為防止靜電、磁場感應而設置的外殼或金屬絲網,通過專門的銅導線將其與地相連。

保護地:一般將機器設備外殼或設備內獨立器件的外殼接地,用以保護人身安全和防護設備漏電。

以上幾種情況現場沒有解決好可以選適合自己使用的隔離器產品解決共地干擾問題。

4.2 DCS 系統的接地:計算機控制系統中的“地”有兩類。其一是設備的外殼及屏蔽層,通常與大地相連。接地的目的一是避免機殼帶電而影響人員及設備的安全,二是保持機殼及屏蔽層與大地等電位,起到屏蔽外部電磁場干擾的作用。另一類是電源或信號的參考地位。在微機控制系統中,即有模擬量信號,又有數字量信號,還有電源(直流)電壓的地端。這些信號的地最終就是直流電源的地。為防止公共阻抗產生的干擾,采用“匯流條分別走線”進行處理,即在電路中把模擬地與數字地分開,采用匯流條分別走線,最終在一點把兩個地接在一起。信號的屏蔽層采用單點接地原則,可以防止不同接地點之間的電位差(Ucm)通過屏蔽層形成電流回路,產生干擾。

不同型式的 DCS 系統對接地要求不同,但歸根結底是滿足“一點接地”的要求。整個接地系統最終只有一點接到接地網上,并滿足接地電阻的要求。DCS 系統的接地要求應該是確定的、完整周全的,不能為迎合用戶的不同要求而改變。

電廠環境下,要求 DCS 有較強的抗干擾能力,用戶希望接地方式及接地電阻的要求寬松一些。 但只有嚴格按廠家要求實施系統接地,才可保證系統穩定運行,也方便在某些故障情況下盡早排除不良接地因素。


下面以XX電廠控制系統(Symphony)接地特點為例進行分析:

本工程不設置單獨的 DCS 接地系統,Symphony 系統的過程控制柜之間通過接地電纜串聯,最終點由電源機柜處單點接到電氣接地網,接地點半徑 5 米內無大電流、電壓啟停設備的接地點,要求整個接地線纜至接地點的電阻小于 5Ω。從電源至分配盤及從分配盤至模件柜的供電電纜應使用3芯電纜,分別作為火線、中線和地線,中線與地線在電源出口處短接,并將此短接點使用扁平接地銅纜連接到最近的可靠的建筑接地系統上(見注 2),除此以外中線和地線在其他任何地方都不應再短接。使用雙路電源時,兩個電源最好在同一點接地。控制機柜接地見下圖:

 

4.2.1 Symphony 系統中,無論是單元機組的

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責任編輯:何健

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