淺析燃機控制系統抑制干擾影響的基本方法

周立峰

（杭州華電半山發電有限公司，浙江 杭州310015）

2018 年7 月7 日，#7 機潤滑油箱油位顯示跳變，就地檢查元件傳輸正常，8 日重新將該電纜在電子室柜內的屏蔽線重新連接，數據恢復正常（475mm 穩定）。而燃機控制系統內各類抑制干擾影響的方法有很多。

圖1

（1）盡可能地抑制干擾源，削弱其強度輸出，如遠離、屏蔽等；但有的干擾源無法抑制，如雷擊、無線電、發電機等。

（2）通過隔離和濾波等，攔截或減小干擾信號各種耦合路徑的傳輸量。屏蔽來自導線的輻射噪聲，削弱干擾的影響。

（3）提高感受體（控制及弱電流電路、控制系統）的抗擾度，增加泄放通路。

目前多數DCS 星形連接方式匯接引入電纜隔層接地箱銅牌，再絕緣銅纜引入接地網（焊接或冷接），連接方式三種：

（1）專用接地網(焊接或冷接)：優點是地電位較穩定，不易受廠網地電位影響。問題需要純凈專用地，電纜難保證單點接地，加上與安全地不同地，設備過電壓時二個地間會有電位差，放電損壞設備。

（2）共用廠接地網：優點是可以避免多點接地，簡單易行。缺點易受動力設備接地附近地電位波動影響，安裝有具體要求。

（3）通過專用接地網連接電氣地網：不但可避免多點接地，又減小了動力設備接地點地電位波動的影響。連接有兩種方式：銅板永久性連接與避雷器相連（暫態連接）。

二點接地主要問題：當接地網上流過暫態電流時導致地電位暫態波動。圖2 如A、B 間距離較遠，弱信號電纜屏蔽層兩端存在較大的地電位差eN，則其可能在A-B 間信號線上產生較大的低頻環流。這對屏蔽層還兼信號返回回路的電纜，不但破壞正常的信號傳輸，甚至可能燒損屏蔽層；并會對信號產生干擾。由于模擬信號的穩定性和抗干擾性較弱。這就要求eN 不能大于某值（否則屏蔽層流過的電流將對芯線信號產生干擾，易構成各種地回路造成低頻地回路干擾）。

圖2 兩點接地間的干擾

對電氣自動裝置和繼電保護回路來說，由于輸入、輸出回路，會有一端處于電場的高壓環境，暫態過電壓，電磁感應干擾是主要矛盾，且電纜芯所在回路為強電回路，因而屏蔽層電流產生的低頻干擾信號影響較小，故電氣專業規程規定：

對受高頻干擾信號較多的繼電保護和自動裝置，“當采用靜態保護和屏蔽電纜時，屏蔽層宜在兩端接地”。

通常干擾信號大于1MHz 時,將屏蔽體兩端接地。

熱工專業設備分散，就地電纜屏蔽層都接到全廠公用地難度大，且儀表及控制系統信號絕大多數為低頻信號，弱電回路，面臨更多的是低頻干擾，電磁感應干擾比較而言矛盾不突出（也有），而廠房內熱工系統范圍內通常沒有設置等電位接地帶，當不能實現等電位接地時，兩點接地產生的屏蔽層電流對芯線產生干擾的程度要大于電磁感應干擾。為保證熱工信號不受地電位不一致導致的干擾電壓的影響，故熱工規程規定：

進入DCS 的熱工信號必須采用單點接地的方式并在控制柜集中接地，這樣屏蔽層電壓為零，減少靜電感應；有效消除低頻干擾。DCS 控制系統電纜選用帶銅網屏蔽層的控制電纜，在干擾嚴重的環境中采用帶銅網屏蔽層的雙絞線。重要信號電纜采用總屏帶分屏的專用電纜。

金屬導體，電纜屏蔽層及金屬線槽（架）等，由露天場地（循環水泵房等）進入電纜隔層的金屬電纜橋架（線槽）及電纜屏蔽層等，應安裝防浪涌保護器要求或采用等電位連接。

當經過電磁干擾嚴重區域的電纜或露天安裝的控制設備信號和電源電纜屏蔽，宜采用復合式總屏蔽（內屏蔽層為一點接地，外層蔽層為兩點接地）。

電纜敷設必須使得信號電纜與動力電纜分開，保持規定距離，或加隔離，是提高熱控系統整體抗干擾能力最重要環節。

在實際施工現場，不允許將信號線與交流電源線放在同一根電纜橋架里。下圖現場總線電纜(紫色)未與執行器電源、信號電纜隔離敷設；理圖現場正確的總線電纜敷設方法,總線電纜與其它電纜使用金屬盒隔離。

圖3

對于前置器浮空這一類情況，屏蔽層應該全部連通，不得有斷層，屏蔽電纜的二頭分別連接到前置器和TSI 儀表端子排的公共接地端，防止與大地相連，這樣可以較好地解決現場共模和串模干擾產生的影響。

信號干擾時，如能沿途電纜移位，很有可能干擾信號消失。但對于受電纜頒電容影響較大的信號回路, 運行中電纜不能輕易挪動,如VM的振動傳感器電纜。

裝有PLC 的柜，為了防止受到其他電氣設備漏電流的影響，在電氣上需要和其他設備絕緣設置。

導體的接地，如圖3 所示，將屏蔽導體連接到外殼接地端。但切不可將輸入COM端和輸出COM端相接在一起。破割電纜外皮時，應防止損傷芯線絕緣層。

電纜的備用芯應可靠接入統一接地排。

控制系統電子室、工程師站內不宜使用手機。機組運行中，定期檢查與自動、保護相關的測量信號歷史曲線，若有信號波動現象，應引起高度重視，及時檢查系統中設備各相應連接點是否松動或接觸不良，一旦出現信號異變，熱控人員應及時檢查原因并保存異常現象曲線，注明相關參數后歸檔。I/O 柜電源地與UPS 電源地必須同地。獨立熱控系統，應結合其所在環境確保接地系統可靠。煙囪接地系統具有防雷擊功能，不能用作儀表接地，接地系統的電阻必須進行測試。

圖4

電力生產中不可避免的會遇到各種各樣的信號干擾，很多令人費解的設備異常、故障、甚至導致機組跳閘的事件，往往都與系統接地不好有關。可能會因干擾引起保護聯鎖系統誤動的設備、測量探頭或元件的防干擾措施完善、可靠。

因此需要儀控檢修人員在在檢修維護過程中，綜合考慮各方面的因素，去探討如何提高接地的合理性與可靠性，制定有效的抗干擾措施，去減小和消除干擾的影響。