浅析燃机控制系统抑制干扰影响的基本方法

周立峰

（杭州华电半山发电有限公司，浙江 杭州310015）

2018 年7 月7 日，#7 机润滑油箱油位显示跳变，就地检查元件传输正常，8 日重新将该电缆在电子室柜内的屏蔽线重新连接，数据恢复正常（475mm 稳定）。而燃机控制系统内各类抑制干扰影响的方法有很多。

图1

（1）尽可能地抑制干扰源，削弱其强度输出，如远离、屏蔽等；但有的干扰源无法抑制，如雷击、无线电、发电机等。

（2）通过隔离和滤波等，拦截或减小干扰信号各种耦合路径的传输量。屏蔽来自导线的辐射噪声，削弱干扰的影响。

（3）提高感受体（控制及弱电流电路、控制系统）的抗扰度，增加泄放通路。

目前多数DCS 星形连接方式汇接引入电缆隔层接地箱铜牌，再绝缘铜缆引入接地网（焊接或冷接），连接方式三种：

（1）专用接地网(焊接或冷接)：优点是地电位较稳定，不易受厂网地电位影响。问题需要纯净专用地，电缆难保证单点接地，加上与安全地不同地，设备过电压时二个地间会有电位差，放电损坏设备。

（2）共用厂接地网：优点是可以避免多点接地，简单易行。缺点易受动力设备接地附近地电位波动影响，安装有具体要求。

（3）通过专用接地网连接电气地网：不但可避免多点接地，又减小了动力设备接地点地电位波动的影响。连接有两种方式：铜板永久性连接与避雷器相连（暂态连接）。

二点接地主要问题：当接地网上流过暂态电流时导致地电位暂态波动。图2 如A、B 间距离较远，弱信号电缆屏蔽层两端存在较大的地电位差eN，则其可能在A-B 间信号线上产生较大的低频环流。这对屏蔽层还兼信号返回回路的电缆，不但破坏正常的信号传输，甚至可能烧损屏蔽层；并会对信号产生干扰。由于模拟信号的稳定性和抗干扰性较弱。这就要求eN 不能大于某值（否则屏蔽层流过的电流将对芯线信号产生干扰，易构成各种地回路造成低频地回路干扰）。

图2 两点接地间的干扰

对电气自动装置和继电保护回路来说，由于输入、输出回路，会有一端处于电场的高压环境，暂态过电压，电磁感应干扰是主要矛盾，且电缆芯所在回路为强电回路，因而屏蔽层电流产生的低频干扰信号影响较小，故电气专业规程规定：

对受高频干扰信号较多的继电保护和自动装置，“当采用静态保护和屏蔽电缆时，屏蔽层宜在两端接地”。

通常干扰信号大于1MHz 时,将屏蔽体两端接地。

热工专业设备分散，就地电缆屏蔽层都接到全厂公用地难度大，且仪表及控制系统信号绝大多数为低频信号，弱电回路，面临更多的是低频干扰，电磁感应干扰比较而言矛盾不突出（也有），而厂房内热工系统范围内通常没有设置等电位接地带，当不能实现等电位接地时，两点接地产生的屏蔽层电流对芯线产生干扰的程度要大于电磁感应干扰。为保证热工信号不受地电位不一致导致的干扰电压的影响，故热工规程规定：

进入DCS 的热工信号必须采用单点接地的方式并在控制柜集中接地，这样屏蔽层电压为零，减少静电感应；有效消除低频干扰。DCS 控制系统电缆选用带铜网屏蔽层的控制电缆，在干扰严重的环境中采用带铜网屏蔽层的双绞线。重要信号电缆采用总屏带分屏的专用电缆。

金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等，由露天场地（循环水泵房等）进入电缆隔层的金属电缆桥架（线槽）及电缆屏蔽层等，应安装防浪涌保护器要求或采用等电位连接。

当经过电磁干扰严重区域的电缆或露天安装的控制设备信号和电源电缆屏蔽，宜采用复合式总屏蔽（内屏蔽层为一点接地，外层蔽层为两点接地）。

电缆敷设必须使得信号电缆与动力电缆分开，保持规定距离，或加隔离，是提高热控系统整体抗干扰能力最重要环节。

在实际施工现场，不允许将信号线与交流电源线放在同一根电缆桥架里。下图现场总线电缆(紫色)未与执行器电源、信号电缆隔离敷设；理图现场正确的总线电缆敷设方法,总线电缆与其它电缆使用金属盒隔离。

图3

对于前置器浮空这一类情况，屏蔽层应该全部连通，不得有断层，屏蔽电缆的二头分别连接到前置器和TSI 仪表端子排的公共接地端，防止与大地相连，这样可以较好地解决现场共模和串模干扰产生的影响。

信号干扰时，如能沿途电缆移位，很有可能干扰信号消失。但对于受电缆颁电容影响较大的信号回路, 运行中电缆不能轻易挪动,如VM的振动传感器电缆。

装有PLC 的柜，为了防止受到其他电气设备漏电流的影响，在电气上需要和其他设备绝缘设置。

导体的接地，如图3 所示，将屏蔽导体连接到外壳接地端。但切不可将输入COM端和输出COM端相接在一起。破割电缆外皮时，应防止损伤芯线绝缘层。

电缆的备用芯应可靠接入统一接地排。

控制系统电子室、工程师站内不宜使用手机。机组运行中，定期检查与自动、保护相关的测量信号历史曲线，若有信号波动现象，应引起高度重视，及时检查系统中设备各相应连接点是否松动或接触不良，一旦出现信号异变，热控人员应及时检查原因并保存异常现象曲线，注明相关参数后归档。I/O 柜电源地与UPS 电源地必须同地。独立热控系统，应结合其所在环境确保接地系统可靠。烟囱接地系统具有防雷击功能，不能用作仪表接地，接地系统的电阻必须进行测试。

图4

电力生产中不可避免的会遇到各种各样的信号干扰，很多令人费解的设备异常、故障、甚至导致机组跳闸的事件，往往都与系统接地不好有关。可能会因干扰引起保护联锁系统误动的设备、测量探头或元件的防干扰措施完善、可靠。

因此需要仪控检修人员在在检修维护过程中，综合考虑各方面的因素，去探讨如何提高接地的合理性与可靠性，制定有效的抗干扰措施，去减小和消除干扰的影响。