關(guān)于燃氣發(fā)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(yè)技術(shù) 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）

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(fā)電機組在輪南電站的運行情況，關(guān)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(xiàn)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(guān)鍵詞：信號干擾；接地電磁輻射；故障分析

1　概述

輪南電站現(xiàn)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(zhì)量優(yōu)良，不過在電廠調(diào)試、運行的幾年中，出現(xiàn)過不同程度的信號干擾問題，影響機組的穩(wěn)定運行。

企業(yè)中的用電安全一直是人們關(guān)注的問題，如果發(fā)電機等設(shè)備出現(xiàn)了信號干擾會威脅到設(shè)備的正常運行和安全程度，而PLC能夠?qū)ζ髽I(yè)整體用電系統(tǒng)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(diào)查顯示，PLC在引發(fā)系統(tǒng)故障方面占有較大比重。

2　存在問題

鑒于系統(tǒng)設(shè)計方面存在的差異，并受環(huán)境等外界因素的影響，電力系統(tǒng)中的電纜與信號的控制線要能夠緊密結(jié)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(xiàn)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(chǎn)生了感應(yīng)電流或者是感應(yīng)電壓就會嚴重干擾到數(shù)據(jù)測量時的精準(zhǔn)度，嚴重的甚至?xí)筆LC出現(xiàn)錯誤反映。影響到系統(tǒng)安全。

控制系統(tǒng)及其回路受到干擾，可能出現(xiàn)如下現(xiàn)象：

（1）機組停機狀態(tài)仍然可能發(fā)生振動高報警或者其他報警。

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

（3）機組的反饋參數(shù)明顯不對，參數(shù)時好時壞，可能引起機組控制系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)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(jīng)常出現(xiàn)信息與實際系統(tǒng)數(shù)值不符的情況，并且，這種情況的出現(xiàn)沒有特定的規(guī)律。

3　控制系統(tǒng)干擾的原因分析

3.1信號線出現(xiàn)干擾的原因

控制系統(tǒng)中的信號干擾都要經(jīng)過設(shè)備儀表，儀表中的電源線路的接入應(yīng)用的是信號線。在一些發(fā)電站中，很多系統(tǒng)因為故障出現(xiàn)的突然斷電現(xiàn)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(tǒng)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?shù)目臻g受到了電磁感應(yīng)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(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備故障、無線電路、雷達設(shè)備以及各種高頻率設(shè)備在受高溫出現(xiàn)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(dāng)這些元件中流過電流其周圍就會產(chǎn)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(fā)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(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)ξ镔|(zhì)產(chǎn)生損害作用，電磁干擾其分布極為復(fù)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(tǒng)中，因為電源信號受到干擾而出現(xiàn)的系統(tǒng)故障也是非常常見的。目前發(fā)電隊PLC的電源均由蓄電池組穩(wěn)定向PLC供應(yīng)的24V直流電源，在PLC的控制柜內(nèi)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(tǒng)中很小。

3.4不規(guī)范接地系統(tǒng)的干擾

很多接地系統(tǒng)都存在接地不規(guī)范現(xiàn)象，由此會增加系統(tǒng)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(tǒng)用地、交流用地以及各類保護用地等。如果PLC中的接線出現(xiàn)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(xiàn)在電位差的不同方面。電位差出現(xiàn)了差異，就會使電流出現(xiàn)環(huán)路，使系統(tǒng)無法正常工作。

還有一方面，系統(tǒng)中的電流屏蔽層或者是線路的接地會突然出現(xiàn)閉合，一旦形成了閉合形式的環(huán)路，磁場就會發(fā)生相應(yīng)的改變，極易導(dǎo)致屏蔽層中出現(xiàn)過多的感應(yīng)電流，并且，受過多電流的侵入，屏蔽層和系統(tǒng)線路出現(xiàn)了結(jié)合，使系統(tǒng)回路受到干擾。如果系統(tǒng)中的線路出現(xiàn)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(xiàn)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(shè)在一起

信號線與系統(tǒng)動力電源線要避免出現(xiàn)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(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)用繼電器進行轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)母淖冚斎敕绞剑瑢⒔涣麟姷妮斎敫某芍苯虞斎搿?/p>

4.2禁止信號電纜雜亂布設(shè)

在進行信號的輸入過程中需要應(yīng)用一定數(shù)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(yīng)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(yīng)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(shè)；如果距離超過了200米，配線時則應(yīng)使用繼電器進行一下中轉(zhuǎn)；對于集成電路或者是一些晶體結(jié)構(gòu)的線路，則應(yīng)使用屏蔽電纜，接地部位為控制器。

4.3規(guī)范接地

接地要確保規(guī)范主要是為了做好以下幾方面工作：首先是確保電氣設(shè)備的安全，為了減少干擾的出現(xiàn)，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(xiàn)的信號干擾的現(xiàn)象中，發(fā)現(xiàn)部分儀表接線的接地端與電氣接地端混淆連接在一起，當(dāng)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(guī)范接地也是防止控制信號干擾的一個重要的方面。