變頻器對測量儀表的干擾及現場解決措施

摘 要 利用變頻器參與過程控制實現溫度、液位、流量等的調節已被原穩現運行裝置所廣泛使用。但是一些潛在的問題也隨之發生了，如：數據參數在應用變頻器進行控制調節時，參數數據出現顯示異常造成較大的測量值偏差，甚至還有一些儀表不能正常工作。文章針對此問題進行了研究分析，并列舉實例提出解決措施。

關鍵詞 變頻器；測量儀表；安全柵

中圖分類號：TM930 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0128-01

1 測量儀表受變頻器干擾的問題分析

儀表在原穩裝置各點所使用的方法不一。某一設備或者某一條工藝管線上所使用的儀表通常是被轉換成4 mA～20 mA的微電壓信號，通過一定距離的傳輸引入控制柜中或者ME系統中。因此除了儀表內在原因外，還會存在一些與儀表本身無關的電壓或者電流。為了能夠讓儀表正常的工作，這些干擾我們必須避免。

圖1

影響儀表顯示的干擾源有很多，儀表自身及外在都可能存在。外部原因主要是一些大功率的運行設備以及低高壓配電，而在儀表自身的供電，繼電器、開關及模塊等元件也均可能成為干擾源。

南八原穩站現在儀表的現狀有以下幾個問題：1）空冷器變頻運轉會導致原穩ME部分參數數據傳輸不準確；2）超過220 V的動力電纜與控制電纜未分開鋪設；3）控制電纜本體帶有阻值；4）控制柜內部分儀表未作接地。

原穩裝置現存在的干擾源主要為變頻器干擾。變頻器在變頻調節運行時，產生的電磁感應超出無變頻調節時的強電磁場干擾，因此會導致參數數據波動。

2 典型案例分析

對于上述問題，我們從儀表方面著手，分析并總結出有效的解決方法，能夠避免變頻造成的數據干擾。以下列舉實例加以說明。

2.1 案例一

3000 m3儲罐液位遠傳表為一臺ASD型壓力變送器，3000 m3液位是由帶有變頻器的外輸泵控制，在ME中設定PID值，通過變頻器調整泵的轉速，調節機泵排量，從而實現液位穩定和節電的目的。

每當變頻器投用時，ME中3000 m3液位顯示明顯降低。檢查現場儀表和控制柜內儀表接線均未發現異常，將變頻器停止運行，液位值顯示恢復正常。用萬用表測量液位變送器輸出電流，變送器運行時比停用時低2 mA。因此判斷3000 m3儲罐液位波動是因為變頻器運行時產生的強電磁場干擾所致。

解決的方法：1）儀表的控制電纜更換為帶有屏蔽層的屏蔽電纜；2）屏蔽層單點接地。

通過以上兩種方法，現問題已解決，3000 m3儲罐液位顯示恢復正常。

2.2 案例二

原穩裝置空冷器配有9臺風機，其中6臺電機配有變頻器，根據空冷器冷卻后的溫度設定值自動調節，從而達到工藝要求。當空冷器變頻任意一臺啟動時，ME盤面上的部分參數出現來回跳動并顯示數據偏大的現象。

解決的方法：被干擾參數均為熱電阻傳輸，熱電阻從現場到控制柜內接線如圖2。

圖2

原穩控制柜內熱電阻傳輸均未安裝安全柵，現場儀表進入接口柜內的端子以后直接進入模塊輸出至ME系統。安裝安全柵可以將電流或電壓限制在一定的安全范圍內，形成本安回路。我們將控制柜內TI-115的回路（未加安全柵）改線至TT-104（帶有安全柵）。加裝前后對比溫度由106.5℃變為70.6℃，避免了由于變頻器干擾而產生的數據波動。

通過以上實驗，得出兩點建議：1）現在控制系統內熱電阻輸入模塊為AIRTD模（阻值模塊），現場表直接進模塊相對的穩定性較差，較容易受到外界干擾。在進模塊前加裝安全柵，將現場三線制熱電阻信號轉換成對應溫度值線性的4 mA～20 mA。這樣更改使整個回路更加穩定。2）將現場表熱電阻更換為溫度變送器。現分為三種情況每一分鐘進行數據采集：①原始狀態—未加安全柵的熱電阻回路；②在熱電阻的回路中加裝安全柵，使它在進入ME系統中得到保護；③將儀表更型，熱電阻更換為溫度變送器。

在投用變頻的狀態下，熱電阻回路加裝安全柵可以避免變頻器的干擾，但也有小幅度波動。而更換溫變后，數據相對較穩定。所以在距離較遠或者有特殊需要的場合，溫度變送器為更加適合的儀表。

3 解決變頻器干擾的措施

通過以上原穩裝置所遇的問題可以看出，現場針對變頻器影響測量儀表運行所采取的措施主要有：1）儀表的控制電纜應使用帶有屏蔽層的電纜，并且將屏蔽層單點接地；2）在儀表的回路中加裝安全柵等保護元件或選用較好保護性能的儀表，可以有效地消除干擾。

4 結束語

根據以上實例，我們了解了變頻器對現場儀表的干擾是顯而易見，同時也是較難克服的。由于儀表的種類，使用特性及應用到現場的具體情況的不同，儀表受到變頻器干擾而顯現的現象也不同。但是，本文根據實例分析發現，它們具有一個共同點，如果變頻器對儀表具有干擾性，一旦其運行就會暴露出異常，變頻器停止即恢復正常，所以這也是是否受變頻器干擾的最有效、最直觀也是唯一方法。通過實踐分析、總結得出好的解決措施，靈活的應用到生產實踐中去。

參考文獻

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作者簡介

張娜（1983-），女，河北景縣人，助理工程師，2007年畢業于佳木斯大學經濟系，現就職于天然氣分公司油氣加工七大隊南八原穩站。endprint