（呼伦贝尔驰宏矿业有限公司 内蒙古呼伦贝尔 021000）
摘要：呼伦贝尔驰宏矿业有限公司给水净化站自2011年投用以来，生产消防水泵变频启动后多个DCS模拟输入量数值波动严重，生产人员无法对现场数据进行监测及远程控制，严重影响生产运行并存在火灾安全隐患，被迫使用工频控制，本文详细介绍了场站设备设施敷设、配置情况、分析过程及最优处理方法，解决了变频器对DCS信号干扰问题，为现场问题处理积累了实践经验。
关键词：DCS；干扰器；IGBT；头脑风暴法；EMC；磁环
1.引言
给水净化站生产消防水泵变频启动后，生活水泵出口总管压力、生产消防水池液位、生产水泵出口总管流量（2台）、生活水泵出口总管流量、生产水泵出口总管压力（2台）波动明显，无稳定数值，生产人员无法进行监控，只能根据用水量调整回流阀门，保证供水流量、压力，操作及时性不能得到保证的同时造成能源浪费、增加岗位人员工作量，生产、消防保证性较差，滞后严重，厂内尝试多种方法进行处理，由于给水净化站工况特殊，不适合长时间停机检修，2016年经仔细分析查找，找到根本原因，选择最短周期、最低成本解决方法，2017年2月整改完成后运行至今，效果良好。
2.背景介绍
2.1场站布局
变频器置于配电室内，动力电缆从变频器配电柜出线至现场生产消防水泵，经层高1.5m至-5.5m通过电缆桥架进入地坑，控制电缆从现场仪表经电缆桥架进入I/O柜AI模块进行远程通讯。现场5台生产消防水泵，型号：YVF280M-4 P=90kw，1台变频控制（变频柜一备一用，变频器使用丹弗斯FC-302系列产品），4台工频控制，3台生活水泵，2台灭火水泵，双层电缆桥架，电缆经镀锌钢管、PE穿线管进入电机。
2.2 DCS系统配置及布局
DCS控制系统选用艾默生过程控制公司（Emerson Process Management）推出的DeltaV系统，运行稳定，具有冗余功能，安全可靠，给水净化站I/O站配有3个AI模块，1个AO模块，2个DI模块，1个DO模块。
3.原因分析
变频器运行时犹如一台功率强劲的干扰器，6个输出模块的IGBT是干扰源头，电源线及电机线相当于天线，线路越长干扰范围越大﹝4﹞，鉴于模拟量信号抗干扰能力不如数字量信号强的特性，在控制系统中，使用DCS的模拟量控制较大功率变频器的场所，布线、接地等方面需要采取更加严密的措施，运用头脑风暴法对可能存在的原因进行分析。
3.1 接地
交流地与信号地不能共用﹝5﹞，DCS控制回路与变频器接地应该单独接地，不能保证单独接地情况下，控制回路接地可以悬空，变频器接地必须可靠，接线距离越长应减小载波频率。通过对现场检查，DCS控制回路单独接地，变频器接地线径50mm²且可靠，鉴于当载波频率过低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高等缺点未对载波频率进行调整，暂且认为接地系统正常可靠。
3.2 电缆
丹弗斯建议使用屏蔽、铠装电缆，以优化控制电缆的EMC（Electro Magnetic Compatibility）安全性并减少电动机电缆的EMC辐射﹝2﹞，通过现场查看，电机动力线型号NHYJV-0.6/1kV 3*95+1*50，全长70m，为耐火交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆﹝3﹞，非屏蔽、铠装电缆；使用的AI信号线型号DJYVP 2*2*1.0 mm²，为聚乙烯绝缘对绞铜丝编织总屏蔽聚氯乙烯护套电子计算机控制电缆屏双绞线，屏蔽层使用绝缘胶布进行包裹处理，满足要求。
3.3 安装
根据《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2006要求，电力电缆和控制电缆不应配置在同一层桥架上，且无设计要求时桥架层间距离不应小于两倍电缆外径加10mm或10kV及以下（除6-10kV交联聚乙烯绝缘外）电力电缆桥架层间允许最小距离为250mm，控制电缆为200mm﹝1﹞，通过现场查看，电力电缆和控制电缆混在同一层桥架内，层间距离约为160mm，由于电缆过多，无法安装盖板，电缆与另一层桥架最近处净距离约为50mm，电缆敷设和施工不符合规范设计要求。
综上所述，问题原因为：
a）电缆桥架安装不符合要求；
b）电缆敷设施工不规范；
c）电力电缆选型不能满足现场实际需要。
4.解决方法及措施
4.1 制定整改方案
4.1.1消除干扰
注：上述比较假定原有电缆、桥架提高后长度符合要求且一次施工能够解决问题，所有价格均为参考价格。
综合考虑，采用加装抗干扰屏蔽磁环为最优方案。
5.结论
整改后生活水泵出口总管压力、生产消防水池液位、生产水泵出口总管流量（2台）、生活水泵出口总管流量波动误差范围极小，完全满足生产要求，生产水泵出口总管压力（2台）波动误差范围在±0.05Mpa，基本满足生产要求，试运行期间信号传输稳定，达到远程变频调速控制，降低了岗位劳动强度，提高了生产稳定性，实现了超低成本解决变频器对DCS信号干扰问题，节约了人力、物力、财力。
6.结束语
DCS与附属设备的可靠运行对保证设备稳定运行及连续有效生产具有至关重要的意义，设计选型、施工质量严重影响日后设备运转状况，企业建设施工期间应做到全方位、全过程管理，避免日后重复施工、技改耗财、耗力，设备管理、技术人员分析、解决问题过程中应本着企业利益最大化的原则，持续优化解决方案，不断提高设备管理、维护水平。
参考文献：
[1] 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》.GB50168-2006
[2] Danfoss操作手册（90kW-315kW，D机架）VLT AutomationDrive FC 300.2012
[3] 李正吾 赵文瑜 《新电工手册》 第二版下册.安徽科学技术出版社
[4] 王鹏飞 《变频器的谐波干扰及防止对策》.《电气时代》.2005.5
[5] 乐嘉谦 《仪表工手册》第二版.化学工业出版社.2003
论文作者:李国滨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：电缆论文; 水泵论文; 变频器论文; 总管论文; 桥架论文; 干扰论文; 现场论文; 《电力设备》2017年第35期论文;