选煤厂电气干扰分析及处理研究论文_吕湘武

选煤厂电气干扰分析及处理研究论文_吕湘武

中煤科工集团北京华宇工程有限公司 河南平顶山 467099

摘要:社会发展需要大量的能源,虽然当前大量新型能源相继被开发出来,但是煤炭资源仍将占据中国能源结构的重要板块。随着当前国家对煤炭入洗越来越重视,选煤厂规模逐渐增大,很多重型设备开始广泛应用于选煤厂中,但是随着这些大功率设备的应用,选煤厂电气干扰问题也越来越突出,严重影响了控制系统、调度通信系统及电视系统的应用,甚至对选煤厂的正常工作造成了不利影响,因此有必要针对选煤厂电气干扰问题展开分析和研究。

关键词:选煤厂;电气干扰分析;处理

引言

伴随着煤矿经济的不断发展,对选煤厂电气控制系统的控制效果与精度要求越来越高,其中电气干扰问题变得异常突出,一旦出现此类问题,定会对选煤厂生产的安全性,可靠性造成影响。可见,提升电气控制系统的抗干扰能力,解决电气干扰问题很是重要。电气设备抗干扰能力与系统的稳定性息息相关,只有增强整个选煤厂电网系统运行的安全性与可靠性,才可提升控制设备的运行效果,为此,在工程设计、安装、施工与维护等各个环节中,我们都应该掌握科学的电气设备抗干扰处理方式,从切断干扰传播和抑制干扰源两个方面着手,切实做好电气设备抗干扰的工作。

1选煤厂电气干扰的主要类型

1.1电源干扰

在选煤厂中,泵类设备、振动给煤机,长距离输煤皮带启动等都可能用到变频调速装置,再加上开展设备维修工作会使用大功率的电焊机,这些设备都可能会对整个电源系统产生很大的干扰。变频装置与电焊机在运作时,常常会滋生不同波段的高次谐波,此类高次谐波会对整个电网系统产生很大的威胁。尽管在变频装置中会配置滤波器与进出线电抗器,在规定范围内能及时将部分的谐波予以过滤,但是,这不可消除谐波对整个电源设备所造成的干扰。产生谐波的设备与PLC控制系统、调度通讯系统等电源都来自于同一个电网系统,而PLC控制系统、调度通讯系统等的信号相对较弱,对电源的质量与性能要求较高,若电源存在污染,定会引发PLC的信号出现不稳定的情况,进而会使得集中控制系统、通讯系统、视频监控系统等都无法进行正常的运行。

1.2射频干扰

大功率的电焊机与变频装置不仅会对电源产生很大的干扰,还有可能产生一定的射频干扰。此类干扰主要是大功率电焊机、变频器等的动力电缆所产生的。将集控系统、调度通讯、仪器仪表的电缆与动力性电缆进行混合性的敷设,极易导致信号丢失、噪音过大与通讯丢失等多种问题。使用大功率的电焊机,会对电气设备产生一定的射频干扰,极易引发PLC信号发生中断现象,且执行机构还会产生无序性的动作等。

1.3机械设备产生的干扰

对于选煤厂而言,导致电气干扰问题的另一个重要原因为机械设备所产生的干扰,例如,机械设备的噪音过大、设备震动等问题突出,在特定的环境下,使得整个选煤厂的运行效果会受到大大威胁,且还会导致通讯设备与仪器仪表运行不正常的情况。

2选煤厂电气干扰的处理方法

2.1将干扰源传播途径切断

(1)接地线分开。干扰传播主要以共用接地线传播为主要传播方式,因此将控制系统接地和动力系统接地分开,就可以有效切断干扰源传播途径,分别将动力装置与控制装置接地系统安装在不同接地极,将接地极分开来做,制作成独立的接地装置,就可以完成干扰源途径切断。

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(2)系统分离布线。设置双层或多层桥架,将通讯系统、集中控制系统及工业电视系统,与动力系统布线分离对消除射频干扰的效果是非常明显的。在实际工作中动力电缆、高压电缆及仪表电缆等可以分开敷设,分别走各自的桥架,控制电缆桥架与动力电缆桥架最小距离不小于200mm。除了要采用以上电缆敷设方式,还可以针对仪表信号电缆、PLC通讯系统等采用全线钢管措施,这样可以更好的将高次谐波对电缆造成的影响消除。

(3)采用屏蔽电缆。控制电缆采用屏蔽电缆,当干扰较强时可以考虑直接采用分屏电缆(DJYPVP系列电缆),这样也可以降低射频干扰。

(4)可以将控制电缆的一根备用芯在控制室侧一端接地,从而降低电气干扰。

(5)利用光纤通讯方式。对于电磁通讯来说,光纤通讯存在信号强、速度快及干扰少等特点,因此工业电视系统、PLC通讯系统应该尽量选用光线通讯的方式,这样可以有效降低射频干扰对以上系统造成的不利影响。

2.2抑制干扰源。

抑制干扰源的方法有很多,可以根据现场的实际情况不同及各种方法的优缺点采用不同的一种或多种方法。

(1)将线路电抗器安装到泵类变频器前端,这样能有效的抑制电源侧的电压,同时对泵类变频器产生的电流畸变也有一定的效果,从而将主电源受到干扰降到最低。该处理办法的优点是实施价格便宜,缺点是对谐波的功率的限制效果不佳,如果将电抗器的电抗系统调的很大,势必会造成电压下降,使得设备无法运转,容易造成设备故障。

(2)将LC无源滤波器安装到泵类变频器前端,可以有效的将设备产生的高次谐波滤掉。LC无源滤波器为多级滤波,通过设置可使高次谐波在对应的级上被滤掉,一般情况才将级数设为七次和五次。这种方法也具有一定的缺陷,不具备灵活性,滤波效果对负载和电源的依赖性较大。

(3)将有源补偿器安装到与电源和负载的并联电路上,目的是将正向谐波电流消除。有源补偿器自身可以产生一种反方向的电流,从而达到抑制负载和电源中正向谐波的目的。

(4)将抗射频干扰滤波器安装到电气设备周围具有电磁干扰的环境中,可以有效的将主电源传导发射降低,该方法配备屏蔽电缆效果更佳。

(5)若变频装置的动力电缆长度高于80.0m,当然是在非屏蔽的状态下,为了大大降低射频干扰效果,可在电机与变频装置间安装一定的电抗器。

结束语

综上所述,通过大量实际工作我们可以了解到,以上几种抗干扰措施在实际应用中都是行之有效的,可以从根源上抑制产生电气干扰,从传播途径上将电气干扰对电气设备造成的影响消除,有效的保证了电气设备动力系统、控制系统的正常运行,为选煤厂的正常工作提供了保障,达到了设计及生产的要求。

参考文献

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[4]孔忠伟,曾庆刚,刘明.田庄选煤厂千万吨级产业升级改造综述[J].选煤技术,2013,02:87-92.

论文作者:吕湘武

论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/9

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