許敏

摘要：針對9FB機組燃機變頻啟動過程中，引起超濾反滲透堿加藥計量泵電機變頻器控制信號干擾的原因及處理方法。

關(guān)鍵詞：變頻啟動? 干擾? 控制信號? 電磁干擾

引言

電磁干擾源電磁干擾源分為自然界和人為兩種。自然界的電磁干擾主要是雷擊產(chǎn)生的大氣噪聲。人為電磁干擾源分為有意和無意兩種，前者是指那些必須發(fā)射電磁波的電子設(shè)備，如調(diào)頻波、調(diào)幅波、電視、廣播發(fā)射機以及雷達和移動無線通訊機等;后者是指那些工作時產(chǎn)生無用的電磁干擾信號的電子設(shè)備，如計算機設(shè)備、繼電器、開關(guān)、熒光照明燈、電弧焊機以及點火裝置等。容易受到電磁干擾影響的電子裝置有通訊接收機（收音機、電視機等） 、雷達、導(dǎo)航設(shè)備、計算機等，特別是這些電子裝置中的電源，對電磁干擾更是十分敏感。

一、燃機變頻啟動概述

燃機發(fā)電機組為高壓變頻裝置（簡稱LCI）啟動方式。燃機啟動時發(fā)電機作為同步電動機形式，高壓變頻裝置LCI為發(fā)電機定子輸入電流，啟動勵磁變對轉(zhuǎn)子輸入電流是發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電動機的方式進行變頻啟動，發(fā)電機帶動同軸的燃機轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達84%額定轉(zhuǎn)速時，高壓變頻啟動裝置自動解列退出運行。高壓變頻啟動裝置及啟動勵磁變電源均取自6kV 廠用段。以第二套機組近期啟動數(shù)據(jù)為例，高壓變頻啟動裝置啟動時6.23kV電源降低到6.053kV，降低177V。電流增大，第二套機組6kV IIB段電流由91A增到117A，增加26A。PC段及MCC電壓電流變化趨勢與6kV配電段相同。

二、受到干擾設(shè)備情況

酸堿區(qū)域兩臺超濾反滲透堿加藥計量泵電機采用變頻控制方式（啟動控制回路如下圖2），其在燃機變頻啟動過程中無啟動命令信號自啟動，并且化水DCS遠方停止命令發(fā)出后，仍處于運行狀態(tài)。又據(jù)歷次統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出：第二套機組9次啟動中，兩臺超濾反滲透堿加藥計量泵必自啟，同等頻次下，第一套機組燃機變頻啟動過程中，兩臺超濾反滲透堿加藥計量泵電機僅有2次自啟。而且三個區(qū)域從西到東排列順序是酸堿區(qū)域、第一套機組區(qū)域和第二套機組區(qū)域。為找到根源，專業(yè)人員進行以下排查：

（1）遠方控制電纜直接接至變頻器啟動端子。

（2）化水DCS未無誤發(fā)啟動命令，停止命令已送達。

（3）超濾反滲透堿加藥計量泵電機控制回路無異常，變頻器經(jīng)檢測無異常。

（4）在LCI啟動過程中超濾反滲透堿加藥計量泵電機自啟動的情況下，拆除化水DCS柜至電機控制柜控制電纜與控制柜端子排接線端后，電機停運。

（5）在LCI啟動過程中超濾反滲透堿加藥計量泵電機自啟動的情況下，拆除化水DCS柜至電機控制柜控制電纜與化水DCS柜端子排接線端后，控制柜端子仍能測量最高46mV電壓值，電流值為5mA左右。

（6）檢查化水DCS柜內(nèi)此控制電纜接地良好，除LCI啟動情況外，超濾反滲透堿加藥計量泵電機未出現(xiàn)自啟情況。

由此，鎖定此次故障原因是超濾反滲透堿加藥計量泵電機控制柜遠方控制電纜受到干擾，而且干擾源與LCI有關(guān)。

三、原因分析

此現(xiàn)象涉及兩個方面：

1、同樣是變頻啟動方式，距離較近的電機未自啟，而距離較遠的自啟動且接收到停止命令未停止。

原因為：第二套機組燃機變頻啟動時，距其400m處的超濾反滲透堿加藥計量泵電機無故自啟，而同為變頻控制方式且距其10m的第二套機組燃機透平間冷卻風(fēng)機電機未自啟。究其原因為超濾反滲透堿加藥計量泵電機功率為550W，冷卻風(fēng)機電機為45kW。電機容量不同所配變頻器容量不同，進而控制板件上的繼電器啟動電流亦不同。所以，小容量電機所配變頻器控制板件上繼電器相對較小，進而mA級干擾電流可以滿足堿加藥計量泵電機變頻器啟動而無法驅(qū)動A級電流驅(qū)動冷卻風(fēng)機變頻器啟動。又因堿加藥計量泵電機變頻器受到停止控制信號是脈沖信號和干擾導(dǎo)致的啟動信號是持續(xù)信號雙重影響，使變頻器雖接收停止信號，執(zhí)行停止信號過程中，停止信號消失，而啟動信號未斷。因此變頻器又執(zhí)行啟動信號繼續(xù)運行，這從感官上使人感覺變頻器驅(qū)動的電機未停止。

2、距超濾反滲透堿加藥計量泵為136m的第一套機組燃機變頻啟動裝置較第二套機組燃機變頻啟動裝置影響較小。原因為：

由圖3可以得出，超濾反滲透堿加藥計量泵電機電源取自第二套機組6kV IIB段，與此同時，燃機變頻啟動裝置亦取自該段，按照大功率設(shè)備直接啟動將拉低配電段電壓，提高配電系統(tǒng)電流的原理。電機電源電纜電流將增加，這強化電纜附近的磁場，進而使同槽盒控制電纜電流增大至驅(qū)動該電機變頻器所需電流值，變頻器及電機啟動。

四、解決方案的選擇

1、在電機變頻器啟動控制線加裝屏蔽環(huán)，過濾干擾信號。

優(yōu)點：操作簡單直接卡在線上即可，無需拆線。

缺點：屏蔽環(huán)由于磁鐵尺寸限制，磁場小，可消除的干擾信號有限。

2、在變頻器啟動控制線纏繞銅屏蔽絲并接地。

優(yōu)點：操作解答，無需外購元件，可回收利用舊電纜。

缺點：此方法受到包繞人員工藝的影響較大，而且針對電流量信號，如接地點與化水DCS機柜非等電位接地，極易由于接觸不良產(chǎn)生電壓差，產(chǎn)生新的干擾源。

3、化水DCS啟動干節(jié)點接入220V控制繼電器線圈回路，該啟動回路電源從控制總電源220V取電，繼電器常開觸點替代原控制回路中化水DCS干節(jié)點位置（如下圖4）。

優(yōu)點：抗干擾能力強，接線簡單。

缺點：需將現(xiàn)有化水DCS卡件更換為配備承載220V電壓繼電器的卡件，投資較高。

4、化水DCS啟動干節(jié)點接入24V控制繼電器線圈回路，該啟動回路電源從24V電源模塊取電，24V電源模塊電源取自控制柜220V電源，繼電器常開觸點替代原控制回路中化水DCS干節(jié)點位置。（如下圖5）

優(yōu)點：無需更換現(xiàn)有化水DCS卡件，接線簡單，抗干擾能力較強。

缺點：需購置24電源模塊，并安裝。

據(jù)此發(fā)現(xiàn)，從節(jié)約成本及抗干擾能力兩方面考慮方案4最優(yōu)，而且結(jié)合原因1的分析，最終確定使用方案4。經(jīng)過改線后，運行6個月經(jīng)歷數(shù)次第二套機組啟停，再未發(fā)生過超濾反滲透堿加藥計量泵自啟的情況。

五、結(jié)論

通過對燃機變頻啟動過程中干擾的來源和引起其它設(shè)備自啟的分析，提出了解決這些問題的實際對策，隨著新技術(shù)和新理論不斷在變頻器上的應(yīng)用，重視變頻器的抗干擾要求，已成為變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)設(shè)計、應(yīng)用必須面對的問題，也是變頻器應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵之一。變頻器存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補償來解決。工業(yè)現(xiàn)場和社會環(huán)境對變頻器的要求不斷提高，滿足實際需要的真正“綠色”變頻器也會不久面世。

參考文獻：

（1）變頻器應(yīng)用手冊吳忠智吳加林編著機械工業(yè)出版社

（2）變頻器調(diào)速應(yīng)用實踐張燕賓著機械工業(yè)出版社

（3）電磁兼容性原理與設(shè)計王定華著電子科技大學(xué)出版社