水泥廠(chǎng)電氣接地系統與信號干擾 分析
摘要:隨著(zhù)水泥生產(chǎn)規模的擴大和自動(dòng)化水平的提高,為了減少對信號的干擾、保證控制系統的穩定運行和生產(chǎn)用電安全,電氣設備接地的重要性益突出。本文對水泥廠(chǎng)電氣接地系統以及信號干擾問(wèn)題進(jìn)行了初步探討。
關(guān)鍵詞:電氣接地 信號干擾
Abstract: With the expansion and increased automation of cement production scale, in order to reduce interference on the signal, ensure the stable operation and production of electrical safety control system, the importance of electrical equipment grounding outstanding benefits. In this paper, cement and electrical grounding system, signal interference issues were discussed.
Keywords: electrical grounding signal interference
在水泥廠(chǎng)中,電氣接地是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題,凡是電氣設計和施工的工程都要涉及到“接地”這個(gè)問(wèn)題,忽視這個(gè)問(wèn)題很可能給工程和安全帶來(lái)隱患。由于工程環(huán)境的多樣性和復雜性,水泥廠(chǎng)的信號干擾問(wèn)題長(cháng)期困擾著(zhù)大家,處理此類(lèi)問(wèn)題耗時(shí)且困難。水泥廠(chǎng)的電氣接地可以起到保護設備和人員安全、抑制信息干擾等作用,為信號電壓或系統電壓提供一個(gè)穩定的電位參考點(diǎn)。本文將對水泥廠(chǎng)電氣接地系統與信號干擾問(wèn)題做一闡述,以期對設計、施工、安裝有所裨益。
1、水泥廠(chǎng)的電氣接地系統
1.1 電氣接地的幾個(gè)方面
(1)防雷接地:水泥廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統的接地與防雷裝置的設計關(guān)系到整個(gè)供配電系統和自動(dòng)化系統的安全,在設計電氣自動(dòng)化系統時(shí), 就應全面綜合考慮供配電系統和自動(dòng)化系統的安全, 保證安全生產(chǎn)的接地系統和防雷系統。
(2)工作接地:主要包括110kV系統中性點(diǎn)接地和380V系統的中性點(diǎn)接地。
(3)保護接地:各類(lèi)設備的外殼接地。
(4)DCS系統接地:DCS系統的接地主要是為各種信號提供一個(gè)等電位的接地點(diǎn)。相對電氣系統而言DCS系統的電子器件大多屬于弱電設備,抗雷電能力有限,同時(shí)為了減少大電流接地系統對模擬量信號的干擾,在水泥廠(chǎng)設計中DCS系統一般采用單獨接地系統。
1.2 對接地電阻的要求
接地系統好壞一般是用接地電阻值的大小來(lái)衡量的。接地電阻分沖擊接地電阻和工頻接地電阻,一般防雷接地要求的電阻值是沖擊接地電阻;其它的接地系統要求的電阻值是工頻接地電阻。同樣的接地網(wǎng)工頻接地電阻一般是沖擊接地電阻的1～3倍,所以工頻接地電阻滿(mǎn)足要求的情況下沖擊接地電阻肯定能夠滿(mǎn)足。水泥廠(chǎng)的接地系統的接地電阻要求如下:
防雷接地:<10Ω。
工作接地:110kV系統中性點(diǎn)接地一般<0.5Ω;380V系統的中性點(diǎn)接地電阻<4Ω;電收塵器的接地電阻一般要求<1Ω;
保護接地:<10Ω;
DCS系統接地:<4Ω。
對于高土壤電阻率地區,要達到上述規定值,技術(shù)經(jīng)濟不合理時(shí),接地阻值可以適當提高。
1.3 廠(chǎng)區總降壓站的接地
廠(chǎng)區的接地系統中比較復雜的接地系統是110kV變電站的接地系統,該接地系統除了考慮接地電阻之外,還要考慮跨步電壓等,確保人身安全。所以110kV變電站內,還需要考慮布置均壓帶,基礎平面的均壓帶應作為變電站接地系統一部分。
1.4 接地裝置與全廠(chǎng)接地網(wǎng)
水泥廠(chǎng)內總降壓站,窯頭、窯尾、生料磨等電氣室、配電室和中央控制樓等都應設獨立的接地裝置。這些建筑物內的用電設施、控制柜、配電柜、電纜溝支架等等都應接至接地裝置,互為等電位聯(lián)接。接地裝置的接地電阻必須按規程規定執行,不得大于1～4Ω。其他的重要建筑物,如窯尾塔架、高層鋼筋混凝土庫等,在條件允許情況下也應設獨立的防雷接地裝置,其接地電阻也應嚴格按規程規定之值執行,不得大于20Ω。這些各自獨立的接地裝置之間和接地裝置與全廠(chǎng)建筑物、金屬構筑物等之間,采用金屬扁鋼互相聯(lián)成一體形成全廠(chǎng)接地網(wǎng)。接地網(wǎng)的接地盡量利用金屬管道、金屬構件、設備基礎等自然接地體,但嚴禁與煤粉管道聯(lián)結。獨立的接地裝置與全廠(chǎng)接地網(wǎng)聯(lián)接處,需設“斷接卡”,用以測量獨立的接地裝置的接地阻值。接地網(wǎng)的形成便于分布于廠(chǎng)內的電纜橋架接地,更便于廠(chǎng)內10 kV電動(dòng)機外殼和10 kV用電設施接地。
2、信號干擾及處理方法
如今隨著(zhù)大功率變頻器的應用越來(lái)越廣泛,同時(shí)PA儀表和智能通訊設備的普及,干擾問(wèn)題成為水泥廠(chǎng)生產(chǎn)調試中必須面對的問(wèn)題。在DCS系統接地良好的情況下,部分模擬量信號及通訊仍然受到干擾,這種情況的干擾主要是通過(guò)電纜的耦合傳導到DCS系統中,電纜的干擾都是由于近場(chǎng)(電磁場(chǎng))的耦合對DCS系統的信號產(chǎn)生干擾,這種耦合主要分為下面幾種,我們簡(jiǎn)單就下面幾種耦合進(jìn)行分析,并提出解決的方案:
(1)電容性耦合。電容性耦合起源于線(xiàn)路間電場(chǎng)的相互作用,可以通過(guò)增加控制電纜和電力電纜之間的距離,減少電纜間的分布電容來(lái)減少電容性耦合。另外在低頻干擾時(shí)(小于1MHZ的干擾源),電纜的屏蔽層采用在控制室單端接地來(lái)減少電容性耦合。
(2)電感性耦合。電感性耦合起源于線(xiàn)路間磁場(chǎng)的相互作用。對于電感性耦合,我們可以采用電纜的雙層屏蔽:兩個(gè)屏蔽層的層與層之間是絕緣的,內層單端接地,抑制電容性耦合;外層兩端或多端接地,抑制電感性耦合,噪聲電流只能在外屏蔽層上流動(dòng)。當然我們考慮投資成本,一般控制電纜只采用單層屏蔽,再利用金屬線(xiàn)槽或穿金屬管作為外屏蔽層,從而實(shí)現雙層屏蔽的抑制。
(3)電磁場(chǎng)耦合。它是電場(chǎng)和磁場(chǎng)相結合的混合作用的耦合。在實(shí)際的電纜敷設中由于采用了電纜溝或電纜橋架,空間比較狹窄,高壓電纜、大電流電纜和控制電纜,信號電纜平行敷設的情形很多,所以實(shí)際中的干擾既有電容性耦合,也有電感性耦合。結合上面的分析,我們實(shí)際處理中的方法主要有下面幾種:a.檢查控制系統的接地和受干擾電纜的屏蔽接地情況;b.將受干擾電纜的備用芯進(jìn)行兩段接地;c.對于受干擾的信號增加信號隔離器;d.對于很多根控制電纜都受到干擾的情況,我們可以找出干擾源,對于水泥廠(chǎng)中的干擾源大都情況是變頻器和變頻器到電機的變頻電纜產(chǎn)生的干擾,特別是大功率變頻器和其供電的電機距離遠,>100m時(shí),這種干擾情況特別嚴重。我們可以通過(guò)更改該電纜的敷設路徑或者將該電纜進(jìn)行穿管。將變頻器放置在電機附近,變頻電纜遠離其他電纜從而隔離干擾源,這種方式是比較徹底的解決方案。
當然,DCS系統的等電位接地很重要,這個(gè)是我們處理各種干擾的基礎。在實(shí)際的施工中很難將DCS系統的等電位接地和其他接地系統完成分開(kāi),所以在設計中我們需要盡量縮短變頻電纜的長(cháng)度,使控制電纜和通訊電纜遠離高壓電纜和大電流電纜,而對于信號更弱的DP和PA通訊電纜全程穿管敷設。在現場(chǎng)除了電纜會(huì )受到干擾,儀表也會(huì )受到干擾,所以在安裝儀表時(shí),應使儀表遠離高壓電纜和大電流電纜,特別是變頻電纜,至少離開(kāi)1m以上的距離。
總之,接地系統是水泥廠(chǎng)電氣設備可靠運行、確保工作人員人身安全的重要一環(huán),對水泥廠(chǎng)長(cháng)期可靠運行起到了很大作用。在設計時(shí)需要足夠重視接地工程,施工過(guò)程按照規范要求實(shí)施,保證接地系統規范可靠。同時(shí)施工過(guò)程中還要注重控制高壓電纜、動(dòng)力電纜及控制電纜敷設工作,盡量避免信號干擾,確保電氣系統穩定運行。
參考文獻
[1]馮惠蘭.水泥廠(chǎng)電氣自動(dòng)化系統的接地與防雷.新世紀水泥導報,2006(5).
[2]唐敏,楊超權.水呢廠(chǎng)的電氣接地.新世紀水泥導報,2009(2).
[3]趙書(shū)興.水泥廠(chǎng)電控系統故障與排除.中國水呢,2010(10).
【水泥廠(chǎng)電氣接地系統與信號干擾 分析】相關(guān)文章：
電子電路干擾問(wèn)題分析論文03-09
有線(xiàn)電視信號傳輸中的干擾問(wèn)題論文02-19
信號分析與處理課程的教學(xué)探索03-30
高速鐵路場(chǎng)景中LTE系統干擾消除技術(shù)的研究分析02-28
電氣儀表安裝與調試技術(shù)分析論文06-11
電氣工程自動(dòng)化分析12-03
配電房電氣故障分析探討的論文03-09
智能高層建筑接地系統研究03-28
- 相關(guān)推薦