接地技术在发电厂DCS控制系统上的应用

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1、接地技术在发电厂DCS控制系统上的应用文章来源:时间:2011-02-2613:45:17关键字:电力论文，电力职称论文，电力毕　　【课题背景】：随着火电机组容量不断攀升，各厂家DCS控制系统也是日新月异，如何做好系统接地便成了DCS稳定运行的前提。本文阐述怎样才能使DCS接地更加可靠，以经受机组安全稳定运行的考验。　　【课题内容】：1DCS及控制系统接地概述　　2DCS系统接地方式　　3DCS系统的接地原则4DCS接地容易出现的问题及应对措施　　【正文】：　　一、DCS（TotalDistributedControlSystem分散控制系统)接地概述　　1．1DCS系统接地的重要性　　D

2、CS系统的可靠接地,是保证电厂DCS安全,可靠运行的首要条件。合理准确的接地是保证集散控制系统运行安全可靠、系统网络通信畅通的重要前提。控制系统的接地是为了给整个系统提供一个统一的、公共的、以大地为零的基准电压参考点。当供电或设备出现故障时，通过有效地接地系统承受过载电流，并迅速传至大地。还可以为DCS设备提供屏蔽、消除干扰。因此，正确的接地是保证控制系统能够稳定、安全运行的关键之一。　　1．2DCS系统接地分类　　在一般情况下，DCS控制系统需要两种接地：保护地和工作地（逻辑地、屏蔽地等）。对于装有安全栅防爆措施的系统如化工行业所用的系统，还要求有本安地。　　（1）保护地（CG，Cabi

3、netGrounding）是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施。仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等均应接保护地。保护地应接至厂区电气专业接地网，接地电阻小于4Ω。　　（2）逻辑地：也叫机器逻辑地、主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等的电源输出地。如CPU的正负5伏、正负12伏的负端。需要接入公共接地极。　　（3）屏蔽地（AG，AnalogGrounding）也叫模拟地，它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。DCS系统中信号电

4、缆的屏蔽层应做屏蔽接地。线缆屏蔽层必须一端接地，除信号源本身接地者外，屏蔽接地应在控制室侧实施，防止形成闭合回路干扰。铠装电缆的金属铠不应作为屏蔽保护接地，必须是铜丝网或镀铝屏蔽层接地,屏蔽地应接入公共接地极。　　（4）本安地应独立设置接地系统，接地电阻小于4Ω。本安地的接地系统应保持独立，与厂区电气地网或其它仪表系统接地网的距离应在5m以上。　　二、DCS系统接地方式　　2．1利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地；　　要求是无本安地接入电气接地网的对地分布电阻小于4Ω，有本安地的小于1Ω，接地总干线的线路阻抗小于0.1Ω；接地极周围15米内无避雷地的接入点，无30KW以上的

5、高低压用电设备外壳的接入点。当现场无法满足该条件时，防雷保护地通过避雷器/冲击波抑制器与公共接地极的主干线相连。电焊地切勿与公共接地极及其接地网搭接在一起，二者应距离10米以上。　　2．2设DCS系统专用独立的接地网；　　2．3设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网；　　由于第三种接地方式与第二种接地方式有较多相同处，根据统计，以往计算机或DCS系统曾经较多的采用过专用的接地网，但这种接地方式存在的缺点是：占地面积太大，投资高，电缆及接地网钢材耗量大，距厂房有相当的距离(因不易在厂房内找到合适的位置)，管理、维护、测量及查找接地极和接地线不方便，且效果不甚良好。　　2．4远程I/O

6、柜接地方式　　分散布置DCS系统现场控制站分散到现场，而操作员站位于不同的控制室，分散直径在500米的范围内，各站点间使用多模光纤或5类双绞线或DP屏蔽双绞线等连接。使用光纤连接的站点，各站点内的接地方法同集中布置的DCS设备；使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线连接的站点：控制室的各类地线先连接到公共连接板，公共连接板通过接地总干线与公共接地极相连。从公共接地极看过去，整个接地网络是一个星型结构。使用5类双绞线或DP屏蔽双绞线两头通过网络浪涌保护设备（信号避雷器、通流量不小于5KA）与DCS的SWITCH、HUB、REPEAT、或其他网络设备相连。两边的站点有各自的公共接地极，二者不必有金属连

7、接，各站点的接地方法同集中布置的DCS设备。5类双绞线或DP屏蔽双绞线必须穿镀锌钢管或金属桥架敷设，钢管或桥架必须可靠接地。当雷击，或者电气事故造成两边地电位差过大时，信号避雷器可以保护两边的设备。　　三、DCS系统的接地原则　　3．1DCS系统设备应设置的接地装置　　（1）操作台、打印台、服务器柜：设有保护地螺钉。　　（2）继电器柜、UPS柜、配电柜：设有保护地螺钉。　　（3）DCS的I/O机柜：设有屏蔽接地汇流排，保