火力发电厂热电阻信号异常波动分析及处理

摘 要：某电厂300MW亚临界机组在运行期间热电阻信号频繁出现波动，严重影响到机组的安全运行。通过对机组DCS的接地系统和波动信号的配置安装情况进行全面的检查和测试，发现DCS系统中存在不规范的接地问题。本文分析了该机组DCS接地系统中存在的不规范情况，并给出了一系列的整改措施和方案。

关键词：热电阻；信号波动；接地系统；整改措施

引言

某电厂300MW机组热控分散控制系统DCS采用ABB公司的Symphony分散控制系统。在机组发电投入运行以来，部分热电阻信号（汽轮机轴承温度、回油温度、磨煤机轴承温度等）经常出现信号波动，严重影响到机组的安全稳定运行。

1 DCS热电阻信号异常波动问题检查

通过对机组接地系统、现场热电阻信号接线端子、电缆屏蔽、电缆桥架、DCS卡件跳线、DCS组态、电源系统等环节进行了检查，发现以下可能引起热电阻信号波动的因素如下：

1.1 DCS总接地系统

根据ABB公司技术规定要求，中线和地线不允许在电源分配柜内短接，而应在电源出口处短接，并将此短接点使用扁平短接铜缆，连接到最近的可靠的建筑接地体上，并保证接地电阻满足接地要求。然而实际检查中却发现中线和地线在电源分配柜内短接，并且某些机柜的交流接地排对柜体电阻较大，当屏蔽层有干扰电流时，较大的电阻将影响到电缆的屏蔽效果，从而引起信号的干扰波动。

1.2 就地接线端子盒接线不规范

在对信号波动较大的汽轮机轴承温度、磨煤机轴承温度就地接线盒检查中发现，存在就地接线盒接线不规范的情况，尤其是屏蔽层裸露过长，很容易对信号形成干扰。

1.3 部分电缆设计不规范

对于热电阻信号电缆应采用3芯多组总屏蔽+分屏蔽电缆为宜，而在磨煤就地端子盒中未发现用3芯多组信号电缆，而是采用的多芯电缆。

2 DCS接地原理

2.1 DCS接地的种类

2.1.1 保护接地

保护接地（也称为安全接地）是为保护人身安全和电气设备安全而设置的接地。当故障发生时，若没有很好的接地处理，金属外壳与地之间会存在很高的电位差，对人身安全造成极大的危害。

2.1.2工作接地

工作接地的作用是使DCS和与之相连的仪表都能够安全可靠的运行，同时保证测量和控制的精度。

2.2 DCS接地的形式

2.2.1 等电位接地

当电厂周围存在等电位接地网时，可以采用等电位接地。等电位接地要求将DCS装置的金属结构、管道、进线配电箱的PE母排等引下线形成等电位联结，控制系统的保护接地和工作接地应分类汇总到总接线板，与电气设备共用接地装置，接入大地。

2.2.2 单独接地

如果独立设置DCS接地系統，应保证接地电阻小于4欧姆，单独接地体与其他电气专业接地体应相距5米以上，与防雷地接入点须相距20米以上。系统的操作台、外配柜等低压电气柜应作为保护接地，接地线连接到保护接地的接地铜条；若外配柜中安装有安全栅，则安全栅接地应视为工作接地，接地线应连接到工作接地的接地铜条。

3 处理措施及建议

3.1 DCS总接地系统的整改措施

当进入DCS系统的信号、供电电源或DCS系统设备本身出现问题时，规范的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地，并能够为DCS提供屏蔽层，消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供参考零电位。如果接地系统出现问题时，就会对设备产生严重的损害，更会对工作人员的人身安全带来极大的隐患。因此，规范可靠的接地系统，是DCS能够安全可靠运行的关键。

针对机组接地中线、地线在电源分配柜内短接以及部分机柜接地连接电阻较大的情况，可通过电厂联系DCS 厂家，对存在热电阻信号波动的机柜，其柜内的交流接地排除采用柜体连接外，应采用单独的接地铜电缆进行连接，连接电缆的截面积不小于4mm2。

3.2就地接线端子盒的整改措施

在部分接线端子盒接线屏蔽层裸露过长，都很容易引起信号的干扰。在这种情况下，建议电厂采用如下几点措施：

1. 对就地接线盒进行重新的接线整理，保证其符合相应的接线规范。

2. 汽轮机轴承温度就地接线盒中信号过多且较拥挤，应适当的增加端子数量保证其检修间距。

3. 备用芯和屏蔽层在就地端应采用绝缘胶带包好避免引起多端接地和引起不必要的信号干扰。

4. 就地的端子盒的外壳也要进行可靠的接地处理。

3.3 电缆问题

在电厂条件许可的情况下，可以通过更换重要信号的屏蔽电缆，并按照安装规范施工，保证机组能够安全可靠稳定运行。

5 总结

DCS接地系统对信号的可靠性和精确性有很大的影响，如果接地系统出现故障，不仅会导致电厂控制系统做出错误的决策，还有可能导致电厂设备和工作人员的安全受到威胁。电厂在设计接地系统时一定要严格遵循DCS厂家的接地要求，对施工过程严格监督，并做好安装完成后的测试工作，保证接地系统的安全性和可靠性。

参考文献

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作者简介：赵榕，（1979.4），女，汉，黑龙江省齐齐哈尔市，本科，平顶山姚孟发电有限责任公司，工程师，从事工作：火力发电厂集控运行。