关键词：火检风机；控制电缆；中间继电器；感应电压；电容
Generation and Elimination of Inductive Voltage of Auxiliary Relay
SUN Chuan
(Huadian Qingdao Power Generation Company Limited,Qingdao 266000,China.)
Absrtact: Since this year, the flame detection fan of the company often fails to start remotely when switching on a regular basis. After checking to confirm that the auxiliary relay of the control loop has induced voltage. Through the transformation of components the equipment defects are eliminated, to ensure the safe and stable operation of the unit.
Key words: flame detection fan; control cable; auxiliary relay; inductive voltage; capacitance
1 引言
火检风机作为火力发电厂的重要设备，对机组的安全运行起着非常重要的作用。因此，保证火检风机就地控制箱的运行稳定，是我们电气低压专业一项十分重要的工作。缺陷发生后，我们对此高度重视，分析一切可能造成的原因，结合图纸对现场的控制回路进行详细排查，最终确定是中间继电器的问题。
2 感应电压的产生
2.1 中间继电器的工作原理
中间继电器是自动控制系统的主要元件，用于在控制电路中传递中间信号。继电器主要由铁芯、线圈、触点、弹簧等部分组成。当线圈通电时，铁芯在电磁力的作用下吸合，带动触点动作，使常开接点闭合，常闭接点打开；当线圈失电时，铁芯在弹簧力的作用下释放，带动触点复位，使常开接点打开，常闭接点闭合，即中间继电器完成从动作到返回的过程。
如图1所示，当远方停止指令发出后，中间继电器KA4、KA6的线圈通电，常闭接点KA4、KA6打开，远方启动回路断开，设备正常停止。而指令结束后，中间继电器KA4、KA6的线圈失电，常闭接点KA4、KA6返回，为下次启动做好准备。当远方启动指令发出后，设备可以正常启动。
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图1 火检风机的控制原理图
2.2 感应电压产生的原因
经过分析得知，火检风机能够启动的必要条件是远方启动回路必须保持闭合。而我们测量发现，当设备停止后，启动回路中串联的常闭接点KA4、KA6仍处于打开状态没有返回，从而造成下次启动时回路不通，导致设备不能正常启动。进一步检查原因发现，中间继电器KA4、KA6动作，而此时远方停止指令已经结束，即中间继电器KA4、KA6的线圈应该处于失电状态，但是我们实际测量发现线圈两端确实有电压存在。这个电压就是感应电压，它比正常电压小，但由于超过了继电器的释放电压值，因此造成中间继电器误动作，导致设备不能正常启动。
感应电压是由于存在电容和电感而产生的。由于两条平行电缆之间相互靠近就会出现电容，如果线路的长度较短，那么电容值也相对较小，一般可以忽略不计。但是如果电缆的长度很长，那么其产生的电容值就相对较大。由于新型的继电器具有较小的自身功率消耗和较高的线圈阻抗，因此在使用时很容易受到电缆电容产生的感应电压的影响。在通过中间继电器的接点来控制设备运行时，就地控制箱和远方控制室之间需要很长的电缆进行连接。当线缆达到一定的程度时，电缆芯线之间就会产生一定的电容，进而产生感应电压，一旦继电器线圈两端的电压大于继电器的返回电压，就会使中间继电器难以返回，并一直保持动作的状态，而常闭接点保持打开，启动回路就会一直处于断开的状态，造成设备启动失败。
3 感应电压的消除
3.1 电缆屏蔽接地的意义
电缆是系统中导致电磁感应问题的主要因素。电缆中的导线是平行传输的，因此导线之间存在较大的分部电容和互感，这会导致导线之间发生干扰。双绞线在减小磁场干扰方面有很好的效果。双绞线的每两个相邻的回路上感应出的电流具有相反的方向，因此相互抵消。而解决电缆问题的主要方法是对电缆进行屏蔽。屏蔽是为了保证在有电磁干扰环境下系统的传输性能。这里的抗干扰性应包括两个方面，即抵御外来电磁干扰的能力以及系统本身向外辐射电磁干扰的能力。在线缆和连接件外表包上一层金属材料屏蔽层，可以有效地滤除不必要的电磁波，但更重要的是必须将屏蔽层完全良好的接地，这样才能把干扰电流有效地导入大地。屏蔽接地主要分为单端接地和双端接地。单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地，另一端不接地。双端接地是在屏蔽电缆的两端分别将金属屏蔽层直接接地。双端接地时如果两个接地点之间存在电位差，就会造成屏蔽层有电流形成，反而对信号造成干扰。因此，控制电缆通常采用单端接地，降低感应电压对系统的影响。
3.2 感应电压消除的方法
交流控制回路中产生的感应电压会对设备的正常运行造成严重的影响，为了解决这个问题，我们从理论方面进行分析，总结出以下几条措施：
一、为了使继电器线圈两端的感应电压减小，可以在继电器线圈两端并联电容或电阻，利用并联回路电容或电阻的分流作用，减小继电器线圈上的电流，从而降低感应电压。
二、可以使用具有较高释放电压的继电器，使继电器的释放电压大于继电器线圈两端的感应电压，避免继电器误动作。
三、可以使用具有较小阻抗的继电器，利用串联回路的分压作用，提高电缆两端的电压，从而降低继电器线圈两端的感应电压。
四、如无必要，不要使用过长的控制电缆。由于电缆的电容和长度成正比，电缆越长，电缆的电容越大，继电器线圈的电流就越大，继电器线圈两端的感应电压就越大，因此，要对电缆长度进行控制。
4 火检风机的改造措施
我们公司在火检风机实际改造过程中，采用的是更换中间继电器的方案。通过使用较小阻抗和较高释放电压的继电器来降低感应电压，而且避免继电器误动作。
#1炉火检风机控制箱原设计为欧姆龙MY3NJ新型中间继电器，如图2所示。该继电器抗干扰能力弱，线圈的阻抗较大，测量直阻为12千欧，释放电压较低，校验电压值为额定电压的30%。理论分析，当感应电压高于66伏时，继电器就不会返回。实际运行中测量感应电压为100多伏，因此设备无法正常启动。
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图2 欧姆龙中间继电器
2017年9月，利用#1机组停机检修的机会，我们对#1炉火检风机控制箱进行了改造。将原来的中间继电器KA4、KA6更换为施耐德CAD32M7C中间继电器，如图3所示。该继电器抗干扰能力强，线圈的阻抗较小，测量直阻为2千欧，释放电压较高，校验电压值为额定电压的50%。理论分析，当感应电压低于110伏时，继电器就会返回。而实际运行中测量感应电压只有10几伏，因此设备启动正常。
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图3 施耐德中间继电器
5 结束语
改造后，火检风机控制箱中间继电器的感应电压大幅度降低，由原来的100多伏降为现在的10几伏，已经不影响设备的正常启动。火检风机的缺陷彻底消除，保证了机组的安全稳定运行。
参考文献
[1]刘宏伟.交流控制回路中感应电压的产生及消除方法[J].中小企业管理与科技,2015,(21):254-255.
[2]安江波,袁志强,翟晓铭.消除交流控制线路中感应电压影响的方法[J].机电工程技术,2009,38(2):103-104.
作者简介：
孙川（1984-），男，山东省青岛市，助理工程师，工学学士，从事电气低压检修的工作
(Email:308375117@qq.com)。
论文作者:孙川,杨学桀,王斌,丁磊
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：继电器论文; 电压论文; 感应论文; 线圈论文; 电缆论文; 回路论文; 风机论文; 《当代电力文化》2019年 19期论文;