热电联产装置DCS系统抗电磁干扰措施的探讨和分析

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1、热电联产装置DCS系统抗电磁干扰措施的探讨和分析【摘要】结合热电联产装置DCS系统的现场情况，对产生电磁干扰的原因和抗电磁干扰的措施进行分析，详细介绍了提高DCS系统抗电磁干扰的具体措施。【关键词】　热电联产装置DCS系统电磁干扰　电磁兼容　热电联产装置是为满足的供电、供热需求，规划建设的自备热电厂。其DCS系统所采用的抗电磁干扰措施，是一个很重要的综合性问题，它不仅涉及到DCS系统本身的安全运行，而且对整个热电联产装置电力系统、通讯安全运行有重要影响。采用哪一种抗电磁干扰措施更能够适合热电联产装置DCS系统，是热电联产装置DCS系统设计和施工所面临

2、的一个重要问题。DCS系统具有功能强、自动化水平高、节约占地面积、减轻值班员操作及监视的工作量、缩短维修周期以及可实现无人值班等优越性。但它的工作环境是在电磁干扰极其严重的强电环境中，如果不采取必要的抗电磁干扰措施，DCS系统在强电磁场干扰下本身的安全运行不但得不到保证而且会对热电联产装置的安全运行产生负面的影响。一.现场电磁干扰源分析热电联产装置内的高压设备操作、低压交直流回路内电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围的静电场、电磁波辐射和输电线路或设备短路故障所引起的瞬变过程等都会产生电磁干扰。这些电磁干扰进入热电联产装置内的DCS系统，

3、就可能引起DCS系统工作不正常，甚至损坏DCS系统。因此，要对DCS系统采取合理的抗电磁干扰措施,分析现场的电磁干扰源是非常必要的。按照电磁兼容性要求,DCS系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能，它们本身所发射的电磁能量不影响其他设备或系统的正常工作，从而达到互不干扰，在共同的电磁环境下执行各自功能的共存状态。电磁兼容性具体体现在抗干扰(设备和系统抵抗电磁干扰的能力)和电磁发射控制(设备和系统发射的电磁能量的控制)两方面。要正确分析现场的电磁干扰源,首先必须讨论产生电磁干扰的关键因素：干扰源、传播途径和电磁敏感设备。与DCS系统有关的

4、电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两方面:外部干扰源与DCS系统的结构无关，而是由DCS使用条件和热电联产装置外部环境因素决定的干扰源。对DCS系统来说，外部干扰源主要有交直流回路开关操作、扰动性负荷(非线性负荷、波动性负荷)、短路故障、大气过电压(雷电)、静电、无线电干扰和核电磁脉冲等。内部干扰源是由DCS系统结构、元件布置和装配工艺等决定。主要有杂散电感电容引起的不同信号感应，基准电位偏移引起的干扰，长距离线传输造成的波的反射，寄生振荡和尖峰信号引起的干扰等。从电磁学的角度分析，外部干扰和内部干扰具有同一物理性质。因而消除和抑制的方法大同小异。二、D

5、CS系统抗电磁干扰的措施针对产生电磁干扰的关键因素，一般情况下采用以下方法抗电磁干扰：1、抑制干扰源产生的电磁干扰(滤波、屏蔽和接地)；2、切断干扰的传播途径；3、提高敏感设备抗电磁干扰的能力(降低对干扰的敏感度)。电磁干扰源的能量通过各种途径以传导或辐射方式耦合至热电联产装置的一次系统和二次回路。因此，在热电联产装置电气系统和热工控制系统设计及施工中，电磁兼容是至关重要的问题。按电磁兼容标准进行电磁兼容设计是预防出现电磁干扰的一个基本要求。但现场的电磁环境是千变万化的，要真正达到经济上和技术上的电磁兼容，保证一、二次设备运行的可靠性，必须根据具体情

6、况，灵活运用各种技术和措施。下面根据热电联产装置实际情况，介绍几种常用的电磁兼容技术，同时讨论应该采取的抗电磁干扰措施：(一)屏蔽措施(1)电气一次设备与DCS系统输入、输出的电缆均采用带有金属屏蔽层的电缆，电缆的屏蔽层两端接地，对电场耦合和磁耦合有显著的削弱作用。当屏蔽层一点接地时屏蔽层电压为零，可明显减少静电感应(电容耦合)电压；当两点接地时，干扰磁场在屏蔽层中感应电流，该电流产生的磁通与干扰磁通方向相反，互相抵消，因而显著降低磁场耦合感应电压。(2)电气系统的二次设备、DCS系统中的测量、微机保护或综合自动化装置所采用的各类中间互感器的一、二次

7、绕组之间加设屏蔽层，这样可起电场屏蔽作用，防止高频干扰信号通过分布电容进入DCS系统的相应部件；(3)机箱或机柜的输入端子上对地接一滤波电容，可抑制外部高频干扰。由于干扰都是通过端子串入的，当高频干扰到达端子时，通过滤波电容对地短路，避免了高频干扰进入DCS系统内部；(4)DCS系统的机柜和机箱所采用的铁质材料，本身就是一种电磁屏蔽。(二)减少强电回路的感应耦合为了减少由DCS系统以外一次设备带来的感应耦合，一般采用以下方法减少强电回路的感应耦合：(1)控制电缆尽可能离开高压母线和暂态电流的入地点，并尽可能减少两者的平行长度。高压母线往往是强烈的干扰

8、源，因此，增加控制电缆和高压母线间的距离，是减少电磁耦合的有效措施。避雷器和避雷针的接地点、电容式电压互感器