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新华MEH-ⅢA控制系统接地问题探讨

作者: 来源: 发布时间:2006/2/2 12:04:24  点击数:6091

【论文摘要】本文论述了菏泽电厂MEH-ⅢA控制系统接地问题,包括机柜浮空、专用接地网,成功地解决了干扰问题,消除了通讯中断现象


1 接地系统

MEH-ⅢA系统接地分信号地(SG)、机柜及电源地(CG)。每个DPU柜均有SG和CG,分别接在机柜下面的铜排,每个端子柜只有CG。整个系统内的SG、CG分别汇总到1DPU柜,由安装公司将SG接到信号地接地网(专用地或大地网)、CG接到建筑地。根据情况也可将CG接到热工地,主要看现场哪种干扰小。信号地接地电阻必须小于2Ω。

接地前的检查:每个机柜的接地线已经在公司内连接完毕,机柜铜排之间的汇总线,在发货时拆除,须现场恢复。用普通万用表测量,该连接部分的电阻应<0.5Ω。检查SG、CG之间的绝缘,电阻应>2MΩ。

系统接地与检测:用>30mm2 的接地线,将1DPU柜的SG铜排接到信号地接地网,将02柜的CG铜排接地建筑地。接地线应牢固连接,检测接地前SG与接地网绝缘,接地线电阻<0.2Ω,接地电阻< 2Ω。

新华公司与电厂热工人员一起进行检查了3号机组系统接地检查情况,认为目前DEH、MEH系统的接地线偏细一些,系统的CG是接在电缆槽架上,在一般情况下电缆槽架是不能做CG的接地点的,该点并不能代表真正的接地点。处理方案:考虑重新放两根更粗的接地电缆,以改善现在的接地情况,对于CG接地点建议重新找一个类似于SG的接地点,并遵循单点接地原则。

在新华公司的电源系统配置中,24V电源是与5V、15V电源分开的,24V电源的GND与5V、15V电源的GND是分开的,也即与系统地SG和安全地CG是分开的。

经查阅图纸(37-F1902S-D1301), 接地方式是山东电力咨询院根据ABB公司的DCS系统的接地要求而设计,并特别说明DCS系统不设独立的接地网。DCS的接地系统由ABB设计,并提供一个“主清洁接地棒”,机柜内的所有接地汇总到主清洁接地棒上,主清洁接地棒经150mm2接地线接在集控室下10米电缆夹层暗敷于地面的均压带及二次接地线的连接点上,均压带及二次接地线又与“接地极及接地干线”连接而接地,符合设计图纸的要求。4号(3号)机组DEH、MEH的系统接地(逻辑地)由30 mm2的接地线接在DCS系统的主清洁接地棒上,信号屏蔽与安全接地(安全地)由30 mm2的接地线接在电缆桥架上,电缆桥架每隔20米有一点与“接地极及接地干线”连接,我们认为,二期的接地系统每个接地点的接地电阻应经过了严格的测量,并经各级人员验收合格,系统接地与安全接地是没有问题的。

2 关于设计DEH/MEH系统的单独接地网问题

根据新华公司说明书关于接地的描述,可以看出:DEH/MEH系统并没有要求单独的接地网,并且信号地(SG)、机柜及电源地(CG)两个接地是分开连接的,目前的接地方式也是这种情况,符合设计要求。

新华公司的设备,用在汽轮机控制上叫做DEH或MEH,用在主控制系统上,也叫DCS,也能达到DCS系统所要求的一般指标,并且在电力系统也有不少的业绩,它的接地与其它DCS系统没有多少特殊和区别。

关于设计DEH/MEH系统的单独接地网问题:如果热控主控制系统仅仅由某一种DCS设备,即包括DEH/MEH、ETS、各种程控PLC系统都由一套系统设备完成,并且整个系统内没有不同接地要求的系统设备,设计DEH/MEH系统的单独接地网是可行的。但目前的情况是:DEH/MEH系统不是独立的,它与ETS系统有“硬接线”连接,与DCS系统有软通讯的“电”的连接,如果DEH/MEH设置单独接地网,以后运行中或维护时稍有不慎,就有可能造成真正的“两点接地”的情况,这违背了前面热控专业有关规程、标准 “一点接地” 的要求。

3 接地系统要求标准

根据现场实际问题,我们查找了有关接地标准资料,摘要如下:

3.1《中国国电集团公司重大事故预防措施》第14条款“防止分散控制系统失灵、热工保护拒动事故”中对控制系统接地要求:
1)DCS的系统接地必须严格遵守厂家技术要求,所有进入DCS系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆,在DCS侧有良好的单端接地,2)DCS系统与电气系统共用一个接地网时,控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点,且接地电阻应<0.5Ω。3=重点处理好两种接地:保护接地和屏蔽接地。保护接地接至电气专业接地网,接地电阻<2Ω。屏蔽接地接至电气专业接地网,接地电阻≤0.5Ω。不满足要求时,应独立设置接地系统,接地电阻≤2Ω。屏蔽接地的接地网接地点应远离电厂大电流设备10m以上。4=模拟量信号最好采用屏蔽双绞电缆连接且有良好的单端接地。

3.2原国家电力公司《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》(DL/T744-2001)第3.2条款“分散控制系统电源及接地”中对控制系统接地要求:
1) DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至接地极(体)。电缆铜芯截面应满足制造厂的规定。2) 应保证DCS系统满足“一点接地”的要求,整个接地系统最终只有一点接到接地地网上;并满足接地电阻的要求。3)DCS输入输出信号屏蔽线要求单端接地,信号端不接地,屏蔽线应直接接在机柜地线上;信号端接地,屏蔽线应在信号端接地。4)DCS单独设置接地网时,专用接地网周围不允许有大型电力设备的接地极;DCS不设置专用接地网而利用全厂公用接地网时,DCS的接地极(体)也应远离大型电力设备的接地极(体)。

3.3 《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》(DL/T659—1998)对控制系统的接地要求:
分散控制系统的接地应符合制造厂的技术条件和有关标准的规定。屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地。分散控制系统采用独立接地网时,若制造厂无特殊要求, 则其接地极与电厂电气接地网之间应保持10m以上的距离,且接地电阻不得超过2Ω。当分散控制系统与电厂电力系统共用一个接地网时,控制系统地线与电气接地网只允许有一个连接点,且接地电阻应小于0.5Ω。

3.4《电力建设施工及验收技术规范》(热工仪表及控制装置篇SDJ 279-90)中对接地的要求:
1)仪表盘、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电、但有可能接触到危险电压的裸露金属部件,应做保护接地。2)保护接地应牢固可靠,可接到电气的保护接地网上,但不应串联接地。保护接地的电阻值应符合设计规定。3)利用各种金属构件、金属管道等作为接地线时,应保证其全长为完好的电气通路。利用串联的金属构件、金属管道作接地线时,应在其串接部位焊接金属跨接线。4)若制造厂要求控制装置及计算机的机柜不与电气接地网连接时,其外壳应与底座绝缘。5)仪表及控制装置的接地,应按设计或制造厂要求进行。计算机或组装仪表控制系统的接地,应集中一点引入接地网。6)计算机或控制装置设有专用接地网时,接地网与保护接地网的连接方式及接地电阻值均应符合设计规定。接地电阻值应包括接地引线电阻。 7)屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的屏蔽层均应接地,并遵守下列规定:(1)总屏蔽层及对绞屏蔽层均应接地;(2)全线路的屏蔽层应有可靠的电气连续性,同一信号回路或同一线路的屏蔽层只允许有一个接地点;(3)屏蔽层接地的位置应符合设计规定,宜在表盘侧,但信号源接地时,屏蔽层的接地点应靠近信号源的接地点。8)接地的传感器及管线不得直接与发电机、励磁机轴承座接触。

4 检查并整改接地系统

4.1 I/O卡箱背面右下角处无接地线,实际上,XDPS系统I/O卡箱背面右下角处接地是卡件37芯连接电缆屏蔽层的接地,一般通过总线板的固定螺钉与机柜地相连,达到接地的目的,对于目前的系统设计,考虑到其特殊性,在印板的固定螺钉上,增加了一根接地线至机柜的CG地,以确保37芯电缆屏蔽层的良好接地,无论是否有该接地线,卡箱对机柜的接地都是满足系统要求的,即MEH系统I/O卡箱背面右下角无接地线对系统的正常运行是没有影响的。
 


4.2 对MEH系统的接地情况进行检查,接地网是否独立,接地线是否压接牢固,绝缘皮是否有破损,接地线的线径是否满足厂家说明书要求,信号线屏蔽层的接地检查、测试。
DCS系统接地系统检查与测试要求:1)DCS机柜外壳不允许与建筑物钢筋直接相连,机柜外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将各机柜相应地线连接后,再用两根铜芯电缆引至接地极(体)。2)地线与地极连接点应采用焊接方式,焊接点无断裂、虚焊、腐蚀;机柜间地线可采用螺栓固定方式,要求垫片、螺栓坚固,无锈蚀。3)接地地极无松动,接地电阻应符合要求。4)从机柜到电气的整个接地系统接地电阻应符合接地电阻要求。5)输入、输出信号屏蔽线应符合单端接地要求。不同形式的DCS系统对接地要求不同,测试内容和方法也不相同,具体测试方法和内容应按DCS系统制造商或相应的有关规定进行。

 



对MEH的接地进行测量,机柜与底座不绝缘,发现固定底座的4个螺丝绝缘处理不合适,打开柜角材料,用磨光机磨掉原螺丝,新螺丝下面加钢纸垫套黄蜡管后,从下往上穿,下面用呆扳手或套筒固定住,上面套绝缘套后用螺丝拧紧,对螺丝进行绝缘处理后,发现机柜与地仍不绝缘,将MEH、DEH柜吊开,待DEH柜绝缘处理合格后,MEH柜绝缘合格。测试情况如表1。

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