火力發電廠熱電阻信號異常波動分析及處理

摘 要：某電廠300MW亞臨界機組在運行期間熱電阻信號頻繁出現波動，嚴重影響到機組的安全運行。通過對機組DCS的接地系統和波動信號的配置安裝情況進行全面的檢查和測試，發現DCS系統中存在不規范的接地問題。本文分析了該機組DCS接地系統中存在的不規范情況，并給出了一系列的整改措施和方案。

關鍵詞：熱電阻；信號波動；接地系統；整改措施

引言

某電廠300MW機組熱控分散控制系統DCS采用ABB公司的Symphony分散控制系統。在機組發電投入運行以來，部分熱電阻信號（汽輪機軸承溫度、回油溫度、磨煤機軸承溫度等）經常出現信號波動，嚴重影響到機組的安全穩定運行。

1 DCS熱電阻信號異常波動問題檢查

通過對機組接地系統、現場熱電阻信號接線端子、電纜屏蔽、電纜橋架、DCS卡件跳線、DCS組態、電源系統等環節進行了檢查，發現以下可能引起熱電阻信號波動的因素如下：

1.1 DCS總接地系統

根據ABB公司技術規定要求，中線和地線不允許在電源分配柜內短接，而應在電源出口處短接，并將此短接點使用扁平短接銅纜，連接到最近的可靠的建筑接地體上，并保證接地電阻滿足接地要求。然而實際檢查中卻發現中線和地線在電源分配柜內短接，并且某些機柜的交流接地排對柜體電阻較大，當屏蔽層有干擾電流時，較大的電阻將影響到電纜的屏蔽效果，從而引起信號的干擾波動。

1.2 就地接線端子盒接線不規范

在對信號波動較大的汽輪機軸承溫度、磨煤機軸承溫度就地接線盒檢查中發現，存在就地接線盒接線不規范的情況，尤其是屏蔽層裸露過長，很容易對信號形成干擾。

1.3 部分電纜設計不規范

對于熱電阻信號電纜應采用3芯多組總屏蔽+分屏蔽電纜為宜，而在磨煤就地端子盒中未發現用3芯多組信號電纜，而是采用的多芯電纜。

2 DCS接地原理

2.1 DCS接地的種類

2.1.1 保護接地

保護接地（也稱為安全接地）是為保護人身安全和電氣設備安全而設置的接地。當故障發生時，若沒有很好的接地處理，金屬外殼與地之間會存在很高的電位差，對人身安全造成極大的危害。

2.1.2工作接地

工作接地的作用是使DCS和與之相連的儀表都能夠安全可靠的運行，同時保證測量和控制的精度。

2.2 DCS接地的形式

2.2.1 等電位接地

當電廠周圍存在等電位接地網時，可以采用等電位接地。等電位接地要求將DCS裝置的金屬結構、管道、進線配電箱的PE母排等引下線形成等電位聯結，控制系統的保護接地和工作接地應分類匯總到總接線板，與電氣設備共用接地裝置，接入大地。

2.2.2 單獨接地

如果獨立設置DCS接地系統，應保證接地電阻小于4歐姆，單獨接地體與其他電氣專業接地體應相距5米以上，與防雷地接入點須相距20米以上。系統的操作臺、外配柜等低壓電氣柜應作為保護接地，接地線連接到保護接地的接地銅條；若外配柜中安裝有安全柵，則安全柵接地應視為工作接地，接地線應連接到工作接地的接地銅條。

3 處理措施及建議

3.1 DCS總接地系統的整改措施

當進入DCS系統的信號、供電電源或DCS系統設備本身出現問題時，規范的接地系統能承受過載電流并可以迅速將過載電流導入大地，并能夠為DCS提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，并為整個控制系統提供參考零電位。如果接地系統出現問題時，就會對設備產生嚴重的損害，更會對工作人員的人身安全帶來極大的隱患。因此，規范可靠的接地系統，是DCS能夠安全可靠運行的關鍵。

針對機組接地中線、地線在電源分配柜內短接以及部分機柜接地連接電阻較大的情況，可通過電廠聯系DCS 廠家，對存在熱電阻信號波動的機柜，其柜內的交流接地排除采用柜體連接外，應采用單獨的接地銅電纜進行連接，連接電纜的截面積不小于4mm2。

3.2就地接線端子盒的整改措施

在部分接線端子盒接線屏蔽層裸露過長，都很容易引起信號的干擾。在這種情況下，建議電廠采用如下幾點措施：

1. 對就地接線盒進行重新的接線整理，保證其符合相應的接線規范。

2. 汽輪機軸承溫度就地接線盒中信號過多且較擁擠，應適當的增加端子數量保證其檢修間距。

3. 備用芯和屏蔽層在就地端應采用絕緣膠帶包好避免引起多端接地和引起不必要的信號干擾。

4. 就地的端子盒的外殼也要進行可靠的接地處理。

3.3 電纜問題

在電廠條件許可的情況下，可以通過更換重要信號的屏蔽電纜，并按照安裝規范施工，保證機組能夠安全可靠穩定運行。

5 總結

DCS接地系統對信號的可靠性和精確性有很大的影響，如果接地系統出現故障，不僅會導致電廠控制系統做出錯誤的決策，還有可能導致電廠設備和工作人員的安全受到威脅。電廠在設計接地系統時一定要嚴格遵循DCS廠家的接地要求，對施工過程嚴格監督，并做好安裝完成后的測試工作，保證接地系統的安全性和可靠性。

參考文獻

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作者簡介：趙榕，（1979.4），女，漢，黑龍江省齊齊哈爾市，本科，平頂山姚孟發電有限責任公司，工程師，從事工作：火力發電廠集控運行。