摘 要：介紹了某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)控制設(shè)備無(wú)法遠(yuǎn)程控制的故障現(xiàn)象，從葉輪給煤機(jī)載波控制系統(tǒng)到ABB變頻器方面分析了無(wú)法遠(yuǎn)程控制的原因，提出了針對(duì)性的應(yīng)對(duì)策略，徹底解決了葉輪給煤機(jī)無(wú)法遠(yuǎn)程控制的問(wèn)題，提高了葉輪給煤機(jī)的運(yùn)行可靠性。

關(guān)鍵詞：葉輪給煤機(jī)；載波控制系統(tǒng)；ABB變頻器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.148

0 引言

火力發(fā)電廠設(shè)備在自動(dòng)控制、通信、傳感、儀控系統(tǒng)等采用的集成化電力電子設(shè)備越來(lái)越多，也越來(lái)越普遍，但同時(shí)該設(shè)備之間各種干擾源的電磁輻射也變的復(fù)雜，要完全消除干擾十分困難。雖然很難完全消電磁干擾，但我們可以采取許多控制技術(shù)減小干擾，如采取屏蔽、濾波、隔離、合理接地、合理布線等方法抑制電磁干擾。

1 葉輪給煤機(jī)載波控制系統(tǒng)及通信方式

牡丹江市鴻鑫電力設(shè)備有限公司制造的葉輪給煤機(jī)的載波控制系統(tǒng)采用由主機(jī)部分、載波遠(yuǎn)程站、就地控制站組成（如圖1）。主機(jī)部分設(shè)在主控室，載波遠(yuǎn)程站安裝在卸煤溝端部，就地控制站及反射式車位定位系統(tǒng)安裝在葉輪給煤機(jī)本體上。主機(jī)部分通過(guò)載波遠(yuǎn)程站，利用葉輪給煤機(jī)的動(dòng)力電源線，即使用安全滑觸線連接，采用電力載波的通訊方式，與就地控制站組成主從式通訊控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在輸煤程控室內(nèi)，運(yùn)行人員通過(guò)操作計(jì)算機(jī)來(lái)控制與監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的葉輪給煤機(jī)的運(yùn)行工況等信息。

2 葉輪給煤機(jī)啟動(dòng)及運(yùn)行中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

某發(fā)電廠一期輸煤#2、#4葉輪給煤機(jī)遠(yuǎn)程啟動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)有時(shí)能啟動(dòng)運(yùn)行，有時(shí)無(wú)法啟動(dòng)，有時(shí)啟動(dòng)指令發(fā)送10分鐘左右，葉輪給煤機(jī)才啟動(dòng)運(yùn)行起來(lái)，但在集控電腦畫(huà)面上顯示#2、#4葉輪給煤機(jī)重疊在一起，且停留在4-5區(qū)間位置現(xiàn)象見(jiàn)圖2所示?，F(xiàn)場(chǎng)檢查葉輪給煤機(jī)，發(fā)現(xiàn)#2葉輪給煤機(jī)實(shí)際停止的位置是25-26區(qū)間，#4葉輪給煤機(jī)停止的位置是2-3區(qū)間。手動(dòng)就地操作#2、4葉輪給煤機(jī)，均能正常啟動(dòng)行走，兩葉輪給煤機(jī)防碰撞限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作正常，能實(shí)現(xiàn)#2、4葉輪給煤機(jī)向反方運(yùn)行，并不會(huì)出現(xiàn)連在一起運(yùn)行狀況。對(duì)就地控制電路斷電重新復(fù)位，主控電腦重新啟動(dòng)，兩臺(tái)葉輪給煤機(jī)在電腦畫(huà)面顯示還是重疊在一起，且無(wú)故障報(bào)警顯示，無(wú)法遠(yuǎn)方啟動(dòng)。對(duì)載波遠(yuǎn)程站的電力線數(shù)據(jù)傳輸裝置用筆記本電腦串口連接接受信號(hào)，發(fā)現(xiàn)主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)信號(hào)正常，但從2、4葉輪給煤機(jī)就地控制站發(fā)送過(guò)來(lái)數(shù)字信號(hào)發(fā)生亂碼。同樣用筆記本電腦在#2、4葉輪給煤機(jī)就地控制站的電力線數(shù)據(jù)傳輸裝置接受信號(hào)，也出現(xiàn)數(shù)字信號(hào)亂碼情況。

3 葉輪給煤機(jī)無(wú)法遠(yuǎn)程控制原因分析

3.1 就地控制站電力線數(shù)據(jù)傳輸裝置接收的信號(hào)和傳輸?shù)男盘?hào)被干擾

通過(guò)對(duì)#2、#4葉輪給煤機(jī)就地控制箱手動(dòng)控制，設(shè)備正常運(yùn)行，SIEMENS s7-200PLC程序運(yùn)行正常，檢查就地控制回路各元器件動(dòng)作正常、防碰撞限位開(kāi)關(guān)能良好實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。在SIEMENS s7-200PLC的實(shí)行命令程序中，有當(dāng)兩葉輪給煤機(jī)相向行駛即將靠近時(shí)，將先觸碰防撞限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，便發(fā)出信號(hào)給SIEMENS s7-200PLC，使#2、#4葉輪給煤機(jī)向相反的方向行駛。#2、4葉輪給煤機(jī)是在同一直線皮帶上行駛，不會(huì)出現(xiàn)兩葉輪重疊在一起的狀況。因此#2、#4葉輪給煤機(jī)電腦畫(huà)面重疊在一起，為錯(cuò)誤信號(hào)。就地控制站用筆記本接受通信信號(hào)，檢查發(fā)現(xiàn)#2、4葉輪給煤機(jī)就地控制站接受和傳輸信號(hào)發(fā)生了數(shù)據(jù)亂碼現(xiàn)象，其次就地控制方式無(wú)需通過(guò)電力線數(shù)據(jù)傳輸裝置去實(shí)現(xiàn)控制，而是簡(jiǎn)單的繼電器邏輯控制線路，所以可以實(shí)現(xiàn)正?？刂迫~輪給煤機(jī)。由此可以判斷該故障是#2、4葉輪給煤在通訊信號(hào)上被干擾。

3.2 信號(hào)干擾來(lái)源于變頻器產(chǎn)生的諧波電流

#2、4葉輪給煤機(jī)改造之前的控制方式是以中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，以專用多股銅芯控制電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制?，F(xiàn)改造后的控制方式為：（ACS550-01-045A-4）變頻器進(jìn)行葉輪調(diào)速，SIEMENS s7-200代替中間繼電器對(duì)葉輪給煤機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，以電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置通過(guò)電源電纜進(jìn)行遠(yuǎn)方通訊。由于是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，便出現(xiàn)變頻器、PLC、電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置在同一控制柜內(nèi)，共用一根電源線電纜，并且#2、4葉輪給煤機(jī)就地控制柜的動(dòng)力線與信號(hào)線分布距離較近，此種配合方式很容易給設(shè)備之間帶來(lái)電磁干擾。其次，當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器中的整流器從三相電源的每一相中依次引入電流，引入的電流在整流器換相過(guò)程中易產(chǎn)生諧波，形成非正弦波電流，也意味著使電源電流波形中包含了許多諧波電流。該電源中的諧波電流將會(huì)沿著電源線進(jìn)行傳導(dǎo)和輻射，而電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置是利用電源電力線通過(guò)載波方式高速傳輸數(shù)字信號(hào)，在諧波電流的干擾的作用下，對(duì)信號(hào)進(jìn)行高消減，引起電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置設(shè)備傳輸通道性能下降，造成主機(jī)很久才能接受到型號(hào)，或者信號(hào)錯(cuò)誤，或者接收不到信號(hào)現(xiàn)象，便產(chǎn)生了上述#2、4葉輪給煤機(jī)的故障現(xiàn)象。

4 消除信號(hào)干擾的處理方法

（1）變頻器產(chǎn)出的諧波是主要干擾源，對(duì)諧波抑制的主要方法是進(jìn)行濾波或諧波補(bǔ)償。在ABB變頻器（型號(hào)：ACS550-01-045A-4、額定電壓：380V、額定電流：45A、額定功率：22/18.5）的進(jìn)線端加裝輸入電抗器，此電抗器串聯(lián)在電源開(kāi)關(guān)與ABB變頻器之間。輸入電抗器抑制諧波干擾作用原理是起增加了電源阻抗，降低了由變頻器產(chǎn)生的諧波分量，并且能吸收浪涌電壓和主電壓的電壓尖峰。因此，輸入電抗器既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流器產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。通過(guò)電抗器補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，然后產(chǎn)生一個(gè)與諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流，來(lái)有效的抑制諧波，解決ABB變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)載波器發(fā)送信號(hào)干擾的問(wèn)題，而且還能提高輸出高頻阻抗，改善功率因數(shù)，減少低高頻漏電流，起到保護(hù)變頻器的作用。對(duì)于PLC和電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置供電電源，已經(jīng)設(shè)有隔離變壓器，因此無(wú)需在添加電源隔離措施。endprint

（2）加裝電抗器只是單純的抑制諧波干擾，我們還應(yīng)在控制干擾策略上采取主動(dòng)預(yù)防，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行隔離、“疏導(dǎo)”的方法。首先將葉輪給煤機(jī)控制柜內(nèi)輸入/輸出動(dòng)力力線、信號(hào)線進(jìn)線分開(kāi)布置，保證變頻器輸入/輸出線、電源線與信號(hào)線的布線距離30cm以上，模擬信號(hào)線和數(shù)字信號(hào)線分別屏蔽和走線，電源電纜平行走線遠(yuǎn)離變頻器20cm，并安裝一公共接地母排接地。其次HX-08系列電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置（載波頻率：20khz - 500khz）、PLC、變頻器屬于低頻電路。低頻電路的接地，應(yīng)堅(jiān)持一點(diǎn)接地原則，而在一點(diǎn)接地的原則中，并聯(lián)單點(diǎn)接地最為簡(jiǎn)單實(shí)用，即將電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置接地線、PLC接地線、電力載波數(shù)據(jù)傳輸裝置與PLC通信電纜的屏蔽線的一端共同接在公共接地母排上。再次將PLC至ABB變頻器控制電纜的屏蔽層的一端繞成小辮裝接至ABB變頻器傳動(dòng)端子X(jué)1-1上，屏蔽層繞成的小辮子長(zhǎng)度不超過(guò)直徑的五倍。ABB變頻器主回路PE接地點(diǎn)與弱電設(shè)備的接地點(diǎn)（公共接地母排）分開(kāi)單獨(dú)接地。

5 處理后的效果

在對(duì)變頻器進(jìn)線端安裝電抗器，及對(duì)信號(hào)線與動(dòng)力線分離、設(shè)備接地線重新布置處理后，葉輪給煤機(jī)再也沒(méi)有出現(xiàn)遠(yuǎn)方控制通信故障和#2、4葉輪給煤機(jī)在主控畫(huà)面重疊的現(xiàn)象，并且#2、4葉輪運(yùn)行十分穩(wěn)定，信號(hào)速度傳輸達(dá)到要求，變頻器速度調(diào)整穩(wěn)定準(zhǔn)確，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行與主控畫(huà)面達(dá)到一致，設(shè)備工作的使用效率也得到了提高，運(yùn)行人員也無(wú)需在就地進(jìn)行手動(dòng)操作，減少了運(yùn)行人員的工作量，改善工人的工作環(huán)境，使操作人員遠(yuǎn)離堆煤場(chǎng)的地下坑道。

6 結(jié)束語(yǔ)

電與磁總是雙存在、不可分割、相互共存的。電氣、電子設(shè)備不可避免地要在電磁環(huán)境中工作，因此，相互之間容易產(chǎn)生干擾，工程技術(shù)人員在改造設(shè)備時(shí)應(yīng)該對(duì)設(shè)備性能特點(diǎn)多方面考慮、思想不能集中在怎樣改善設(shè)備某一處問(wèn)題，就事論事地給予解決問(wèn)題，而應(yīng)全方面考慮設(shè)備改造后的環(huán)境是否適用、各個(gè)元器件之間性能是否兼容、相匹配，多采取整體規(guī)劃、全方面因素的考慮方法去處理問(wèn)題，才更能達(dá)到最佳的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉輪給煤機(jī)智能載波控制系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)[Z].牡丹江市鴻鑫電力設(shè)備有限公司，2010（07）.

[2]王仁祥.通用變頻器選型與維修技術(shù)[M].北京.2004（04）：174-175，186-191.

[3]ACS550-01 ABB變頻器用戶手冊(cè)[S].北京.2004（04）：14，20-21.

作者簡(jiǎn)介：黃軍（1985-），男，江西宜春人，大專，助理工程師，副總工程師，從事提高電氣設(shè)備檢修質(zhì)量方向研究。endprint