關于燃氣發電機信號干擾故障分析

2015-03-16 01:27:53程美林王興珠塔里木油田公司新疆庫爾勒841000

山東工業技術 2015年1期

程美林,姜　偉,王興珠,楊　偉（塔里木油田公司,新疆　庫爾勒　841000）

關于燃氣發電機信號干擾故障分析

程美林,姜偉,王興珠,楊偉
（塔里木油田公司,新疆庫爾勒841000）

摘要：本文針對索拉燃氣輪發電機組在輪南電站的運行情況，關于控制信號的干擾引起機組的跳機事故做了較詳細的描述，該現象及處理過程具有一定的代表性，對于排除燃機存在信號干擾方面有一定的借鑒意義。

關鍵詞：信號干擾；接地電磁輻射；故障分析

1　概述

輪南電站現有索拉燃氣輪機機組6臺，均采用AB公司的PLC控制器進行信號處理，其傳感器主要為愛默生公司旗下的各傳感器，各傳感器質量優良，不過在電廠調試、運行的幾年中，出現過不同程度的信號干擾問題，影響機組的穩定運行。

企業中的用電安全一直是人們關注的問題，如果發電機等設備出現了信號干擾會威脅到設備的正常運行和安全程度，而PLC能夠對企業整體用電系統進行控制，其運行方式和效果能夠深刻影響到機組的安全，通過各項調查顯示，PLC在引發系統故障方面占有較大比重。

2　存在問題

鑒于系統設計方面存在的差異，并受環境等外界因素的影響，電力系統中的電纜與信號的控制線要能夠緊密結合在一起，有很多的電纜都會和信號控制線存在于一個電纜槽中。這樣一來，如果電纜線中出現了強度非常大的電流或者是電壓，就會直接反映在的信號線上面，一旦信號線產生了感應電流或者是感應電壓就會嚴重干擾到數據測量時的精準度，嚴重的甚至會使PLC出現錯誤反映。影響到系統安全。

控制系統及其回路受到干擾，可能出現如下現象：

（1）機組停機狀態仍然可能發生振動高報警或者其他報警。

（2）機組的受干擾的參數可能出現的頻次很低，不過一旦出現機組很可能出現停車。

（3）機組的反饋參數明顯不對，參數時好時壞，可能引起機組控制系統的狀態發生變化（如英買的機組停機后潤滑不能備用）。

（4）PLC在信息采集過程中會經常出現信息與實際系統數值不符的情況，并且，這種情況的出現沒有特定的規律。

3　控制系統干擾的原因分析

3.1信號線出現干擾的原因

控制系統中的信號干擾都要經過設備儀表，儀表中的電源線路的接入應用的是信號線。在一些發電站中，很多系統因為故障出現的突然斷電現象或者是跳閘都是因為控制接線信號受到干擾引起的。并且PLC控制系統中的各種連接線大都是信號線，這些信號線能夠有效接收到各類信息，但是同時也會受到一些外部信號的干擾。這種條件下造成的干擾原因為以下幾種：首先是信號線受電磁輻射的干擾強；其次是信號傳輸的空間受到了電磁感應波的干擾，這種干擾是外部干擾的一種類型。

3.2電磁輻射干擾

外部空間中電磁場主要存在以下幾個方面：電力系統網絡、電氣設備故障、無線電路、雷達設備以及各種高頻率設備在受高溫出現的電磁場。由于存在高頻電路中的電感、電容、電阻等因素不可以忽略，當這些元件中流過電流其周圍就會產生磁場，這就是電磁輻射源的形成。電磁輻射是將能量以電磁波形式由源發射到空間并以電磁波形式在空間傳播，通常稱為輻射干擾，它可能引起裝置、設備或系統性能降低或對物質產生損害作用，電磁干擾其分布極為復雜。解決電磁干擾的三種對策就是1.濾波，2.接地，3.屏蔽。

3.3電源的干擾問題

在一些自動化控制系統中，因為電源信號受到干擾而出現的系統故障也是非常常見的。目前發電隊PLC的電源均由蓄電池組穩定向PLC供應的24V直流電源，在PLC的控制柜內其他儀表及傳感器等元件主要有5V，24V和120V直流電源，相對上面兩種干擾來說，電源的干擾的影響在電站控制系統中很小。

3.4不規范接地系統的干擾

很多接地系統都存在接地不規范現象，由此會增加系統受信號干擾的幾率，并會致使PLC因為信號干擾不能夠正常運行。PLC主要控制的接地線有系統用地、交流用地以及各類保護用地等。如果PLC中的接線出現了不同程度錯亂，信號干擾就會以不同的電位存在不同的誤差，誤差主要表現在電位差的不同方面。電位差出現了差異，就會使電流出現環路，使系統無法正常工作。

還有一方面，系統中的電流屏蔽層或者是線路的接地會突然出現閉合，一旦形成了閉合形式的環路，磁場就會發生相應的改變，極易導致屏蔽層中出現過多的感應電流，并且，受過多電流的侵入，屏蔽層和系統線路出現了結合，使系統回路受到干擾。如果系統中的線路出現了接地混亂，在接線的地面上就會形成不等的電位，最終使PLC邏輯出現干擾，無法正常工作。

4　防信號干擾的手段

4.1防止電力/信號電纜敷設在一起

信號線與系統動力電源線要避免出現平行走線或者是交叉形式的走線。如果線路配線鑒于空間的原因過長，電壓產生的感應會非常明顯，也會非常大，在這種情況下，為了降低過大的電壓，可以應用繼電器進行轉換；也可以接入涌浪吸收器；在條件允許的狀況下也可以適當的改變輸入方式，將交流電的輸入改成直接輸入。

4.2禁止信號電纜雜亂布設

在進行信號的輸入過程中需要應用一定數量的電纜，但是需要注意的是交流信號的輸入或者是輸出不能應用同一根電纜；在進行長距離的信號輸入或者是配電過程中，輸入或者是輸出的信號線要應用不同的電纜；此外，高壓電或者是大電流的動力線也要分開進行配線；長距離進行配線時，信號線中的輸出線與各種高壓線路或者是電流大的線路要分開布設；如果距離超過了200米，配線時則應使用繼電器進行一下中轉；對于集成電路或者是一些晶體結構的線路，則應使用屏蔽電纜，接地部位為控制器。

4.3規范接地

接地要確保規范主要是為了做好以下幾方面工作：首先是確保電氣設備的安全，為了減少干擾的出現，要做好傳感器的保護。將保護接地與信號接地完全分開，在以前出現的信號干擾的現象中，發現部分儀表接線的接地端與電氣接地端混淆連接在一起，當電氣接地瞬間帶電時，與儀表接地形成回路，造成信號干擾，因此規范接地也是防止控制信號干擾的一個重要的方面。