選煤廠變頻器抗干擾問題及其應對策略

（中國神華神東煤炭集團洗選中心，陜西 神木 719315）

摘要：通過調查研究表明，在應用變頻器的過程中往往會出現嚴重的干擾問題，對自動化系統的正常運行造成了較大的影響，需要引起人們足夠的重視，進行綜合研究，采取一系列有針對性的應對措施，以解決干擾問題。文章簡要分析了選煤廠變頻器抗干擾問題和應對策略，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：選煤廠；變頻器；抗干擾；隔離；濾波；接地；屏蔽

中圖分類號：TD948文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0063-02隨著時代的發展和社會經濟的進步，特別是電子技術的日趨成熟，變頻器被廣泛應用到選煤廠中。在具體的實踐過程中出現了較大的干擾問題，如果不及時采取有針對性的應對策略，將會有失真問題出現于PLC檢測的模擬量以及開關量等弱點信號中，甚至設備誤動作還會出現，甚至整個選煤廠自動化系統的正常運行都無法得到保證。

1變頻器產生干擾的原因

具體來講，變頻器的工作原理指的是經過整流和濾波，用穩定的直流電壓來替代工頻交流電壓，而這些直流電壓在變頻器內部集成微處理器的作用下，通過可控硅電路，又會轉換為交流電壓。在這個過程中，就會有高次諧波產生于二極管、可控硅等開關元件有規律的開通和關斷環節中。因為有很多高次諧波成分存在于變頻器的輸入側和輸出側，因此，相對于系統內的其他電子設備和通訊設備，非常大的一個電磁干擾源就是變頻器，它會通過各種方式來傳播自身能量，干擾到自身運行和其他的設備。

2變頻器產生的干擾及其抑制措施

通常情況下，可以用電子設備的干擾和通信設備的干擾兩種情況來劃分變頻器產生的干擾。為了防止干擾，可以將硬件抗干擾措施和軟件抗干擾措施給應用過來；指導仿真是對干擾源進行抑制和消除，將干擾對系統的耦合通道給切斷，促使系統對干擾信號的敏感性得到降低。具體來講，包括以下方面的內容：

2.1隔離

隔離指的是隔離干擾源和容易受到干擾的部分，促使它們不會發生電的聯系。電子設備和通訊設備的供電通常由隔離變壓器來完成，還可以將信號隔離器應用到其他的一些弱點信號中。

2.2濾波

濾波是為了對變頻器通過電源線產生干擾進行抑制。具體有這些方法，在電源并驅動電動機中接入變頻器，會有高次諧波產生于工作過程中，影響到電源側和電網上的其他設備。針對這種情況，就可以將交流電抗器接入到輸入側，因為交流電抗器的平滑高頻擾動性能較強，可以對諧波電流進行有效的抑制。為了促使變頻器干擾得到降低，可以將交流過濾電容器應用在輸入側，以便對無線電干擾進行降低；需要注意的是，不能夠在變頻器的輸出側連接電容器。另外，可以將無線電干擾抑制零相電抗器應用到輸入側和輸出側，那么就可以得到較好的抑制效果。如果變頻器和電機之間有著較長的主回路電纜，那么就會有較大的高頻電流產生于電線間的分布電容中，可能會導致變頻器過電流跳閘問題的出現，增加漏電流，影響到電流顯示精度。針對這種情況，就需要對電動機連線長度嚴格控制，保證其在50m以下，如果是3.7kW以上，那么就需要保證在100m以下。有著過長的連線，將電路濾波器應用過來，可以對電纜長度適當延長，保證在400m以下。通過電路濾波器的應用，可以避免電機絕緣受到變頻器浪涌電壓的損傷。可以促使多臺電動機并列運行和長距離配線時的漏電得到降低。如果有著過長的配線，可以對干擾進行有效的抑制。如果條件允許，需要對變頻器和電動機之間的連接線長度進行最大限度的減短。直流電抗器也是非常有效的措施，在直流電抗器連接端子串聯，可以對輸入高次諧波電流進行有效的降低，對輸入側功率因數進行改進。

2.3屏蔽和接地

通過相關的試驗表明，線路傳導是變頻器干擾現場儀表和通訊設備的主要途徑。需要穿鋼管鋪設變頻器到電機之間的動力電纜，也可以將鎧裝電纜應用過來。如果應用鎧裝電纜，那么就需要在變頻器和電機接地分別連接電纜兩端的屏蔽層，采用鋼管鋪設的方式，也需要保證接地的可靠性。一般將屏蔽電纜作為控制變頻器的信號電纜，因為外部噪聲會影響到這個信號，那么就需要盡量縮短布線距離。通常情況下，靠近變頻器的電纜屏蔽層都會連接接地極，但是如果有較大的外部感應干擾，就需要連接模擬量輸入公共端子。需要懸空遠離變頻器的電纜屏蔽層。此外，還需要充分重視電纜備用芯線接地，它可以在較大程度上降低高次諧波電壓干擾。通常將屏蔽電纜或者屏蔽鎧裝電纜作為傳感器、接近開關等弱電流、弱電壓信號用的控制電纜，電纜屏蔽層的接地可以劃分為單端接地和雙端接地兩種形式，一般情況下，雙端接地可以對變頻器的干擾產生有效的抑制作用。四線制傳感器往往會較大程度上受到干擾的影響，那么就可以連接傳感器的負極、PLC模擬量輸入模塊的負極以及模擬量模塊，并且在接地極連接。因為有專用的接地端子存在于變頻器本身，那么為了保證安全，對噪聲進行減少，就需要保證變頻器接地端子能夠良好接地。選擇較粗和較短的接地線。

2.4正確安裝

不能在同一個配線管或者行線槽內放置主電纜和控制電纜，要嚴格控制控制電纜和動力電纜的間距，保證其不小于20cm，如果控制電纜需要交叉動力電力，那么布線角度應該保持在90°。如果在某些區域無法分離主電纜和控制電纜，或者只有較小的距離，那么就需要屏蔽控制電纜。屏蔽措施是在接地的金屬管內封入電纜；在接地的金屬通道內放置電纜，將屏蔽電纜應用過來等。電纜長度會直接影響到電磁感應干擾的大小，那么就需要選擇最短的路線來對控制電纜進行鋪設。同時，鋪設的路線也需要與大容量變壓器和電機等盡量遠離。在排列布置配電柜時，需要盡可能遠離變頻器控制柜和PLC控制柜。

還有其他的一些軟件措施，比如利用延時來將信號抖動消除掉，在研究中發現，在電磁干擾和振動環境中，因為抖動，會有錯誤信號存在于壓力傳感器和接近開關中，那么就可以延時輸入的模擬信號和數字信號，比如輸入信號持續1s以上，再讀入PLC中作為數據。如果信號持續在1s以下，那么就可以將其認為是干擾，那么誤動作就不會出現。

3結語

通過上文的分析可以得知，許多因素都會導致變頻器出現干擾問題，嚴重影響自動化系統的正常運用。針對這種情況，需要相關的技術工作人員結合現場情況找出干擾產生的原因，采取有針對性的應對策略，徹底解決干擾問題，促使選煤廠自動化系統能夠正常穩定的運行，提高生產效率。

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作者簡介：韓喜龍（1985—），河北石家莊人，供職于中國神華神東煤炭集團洗選中心，研究方向：調度。

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