火力发电厂DCS系统接地应用注意问题

摘 要：近几年,随着我国火力发电厂的不断发展,DCS系统的应用十分广泛.其中该系统的接地运行是保证DCS系统的安全、可靠运行的关键.文章就DCS系统接地相关问题进行总结、分析,提出了在接地实际应用中存在问题及处理措施,为DCS系统安全稳定运行提供可靠的保障.

关 键 词：火力发电厂；DCS系统；接地应用；标准要求；注意问题；检查维护

中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：1000－8136（2012）06－0042－02

在我国,火力发电厂中的DCS接地一般可分为保护接地和工作接地.保护接地：为保护设备和人身安全,对可能接触到的电气设备金属部位采取的接地,如机箱接地、电源柜外壳接地、电动机外壳接地等.DCS系统接地主要有以下几种方式：利用电气接地网作为DCS接地网,即与电气接地网共地；设DCS系统专用独立的接地网；设DCS专用接地网,经接地线再接至电气接地网.在DCS接地系统中,机柜和外壳、电源地、屏蔽地和逻辑地应分别接到机柜各地线上,并将其按一定规则连接后用铜芯电缆引至接地网.

1相关标准和要求

1.1重大事故预防措施

（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.

1.2火力发电厂分散控制系统验收测试规程

（l）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.

（2）屏蔽电缆的屏蔽层必须单点接地.

（3）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.

1.3施工及验收技术规范要求

（l）仪表盘、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电,但人体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,应保证其全程为完好的电气通路、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电子设备机柜外壳不与接地网连接时,其外壳应与底座绝缘.

（5）计算机或监控系统的接地方法应符合设计要求和CECS81的有关规定.

（6）计算机或监控系统的接地系统按设计直接接在全厂电气接地网上或独立接地网上,其连接方式及接地电阻值均应符合设计规定.采用独立接地网时,接地电阻不应大于2Ω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,并遵守相关规定.

（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.

2DCS系统接地应注意的问题

在DCS的安装调试中,经常可见有些DCS厂家现场调试人员并不检查、测试DCS的接地情况.参照ABB公司的Symphony系统接地规范,我们认为DCS系统接地应注意以下问题.

2.1接地极

经过试验分析及科学计算,DCS系统接地极与建筑地极或其他地极距离不小于5m,距离避雷针地极要大于10m,接地极周围不要有大型电力设备的地极,也不能有大型开关设备旋转机械或其他干扰源的存在,应避开高电压大电流接地点.地下管道及高压电缆,防止高压电缆与接地电缆交叉,消除高电压强电磁场干扰的可能性.

2.2接地电阻

这里我们所说的接地电阻包括了接地网的电阻（一般小于0.5Ω）、接地网至DCS总接地板连接系统的电阻、总接地板至DCS机柜不同性质接地的连接电缆的电阻、接地极电阻以及它们之间的接地电阻等.各DCS厂家对其DCS装置接地有具体要求,接地电阻应满足厂家的要求：当制造厂无特殊要求时,接地电阻不得大于1Ω.

2.3交流接地和直流接地

在实际应用,我们所熟知的Symphony系统接地,是在隔离变压器铁心接交流接地,再经电源分配盘与火.中线同布到用电设备的接线端子去.在机柜内地线端子与机柜及屏蔽接地棒是连接在一起的,与中线端子是隔离的、地线与火、中线同布是为了在短路发生时,故障电流有一个低阻抗的通道回至电源处,使过流保护装置动作.对于没有电源输入端子的设备,如I/O端子柜,应用绝缘铜导线将机柜接地螺栓与相邻模件柜的机柜接地螺栓相连.机柜安装底座应与机柜等电位,否则应进行隔离.

2.4接地线

接地线应符合下述规定：①总接地板至电气地网接地点连接的接地线截面,宜≥95mm2；②系统内不同性质的中心接地点至总接地板连接的接地截面,宜≥25mm2；③机柜间链式接地连接的截面,宜≥16mm2.

如果接地线超过50m,应核算接地电缆截面的大小能否满足总接地电阻小于1Ω的要求.接地线越短越好.

Symphony系统认为,如果附近有满足要求的接地点,即便其上有一些干扰,在其上接地也比引电缆到很远的地方接地好.作为接地点,位于DCS系统附近满足要求的建筑钢梁比几百米外的地网地极更好.

2.5屏蔽电缆

屏蔽电缆应符合下列规定：①DCS系统信号电缆（含开关量输入/输出信号）的选择应严格按照有关规定执行,应选用阻燃型对绞铜网屏蔽计算机屏蔽电缆；②若信号源没有接地时,屏蔽电缆应在计算机侧接地；若信号源本身接地时,屏蔽电缆应在信号源侧接地；③当放大器浮空时,屏蔽层的一端与屏蔽

罩相连,另一端宜接共模地（当信号源接地时接信号地,当信号源浮空时接现场地）；④当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时,应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接；⑤仪表信号电缆与动力电缆交叉敷设时,宜成直角；平行敷设时,若动力电缆有屏蔽层,两者之间的距离应≥150mm；若动力电缆无屏蔽层,两者之间的最小允许距离应满足规定要求；⑥电缆在电缆沟内敷设时,必须严格按一定层次敷设,自下而上分层排列的顺序是：动力电缆、控制电缆、信号电缆（屏蔽电缆）；⑦单根信号电缆应穿在钢制电缆管中敷设,电缆管要保证良好接地.

系统外部接线和屏蔽线也与接地有关.外部接线有可能带进无线电和电磁干扰,使用双绞线可以降低这些干扰的影响.屏蔽线可以有效地消除高频噪声和线路短路引起的干扰.

屏蔽线在机柜侧接地时接至机柜两侧的屏蔽棒上.该屏蔽棒与交流安全地连接在一起,试验证明这种连接方式比其他方式具有更好的抗干扰能力.

2.6多系统

如果在系统中还有其他DCS设备,如DEH,它与DCS系统有硬接线连接,还有软通信的电的连接,则它们最好公用一个单独接地网,避免以后运行维护时造成两点接地,违背一点接地的要求.当DCS系统与外部设备间有RS－232串行通信时,所通信的设备必须有相同的零参考电压,否则应进行隔离,如使用光电隔离或调制解调器.

3检查和维护

检查与维护工作应注意以下问题：①连线的各个连接头造成的问题：连接头不是压焊的或焊接不好造成虚焊；热循环使接头松动；螺栓连接点因震动引起松动；连接点因腐蚀接触不良.②导线质量问题：电源线线阻抗增大和绝缘层不好.③地极问题：地极电阻增大,地极同地网断开.④环境问题：地线布线不合理,距产生强磁场干扰的电线和设备太近.

4结束语

近几年,研究表明,在火力发电厂DCS系统的运行过程中,出现的故障问题大多与接地系统有关.因此,接地系统的完善是DCS系统使用的关键.因此,电厂应提高意识,重视DCS系统接地的重要作用,按照技术要求,严格处理好系统的接地问题.

［2］陈波,丁永君,陈小强.浙江火电厂DCS系统接地现状分析及建议［J］.浙江电力,2008（01）.

（编辑：王昕敏）

GroundApplicationandShouldPayAttentiontotheProblem

oftheThermalPowerPlantDCSSystem

FuQili

Abstract:Inrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofChina’sthermalpowerplant,theapplicationoftheDCSsystemisveryextensive.Groundrunninginthesystemistoensurethatthekeytosafe,reliableoperationoftheDCSsystem.TheDCSsystemgroundingsummary,analysis,groundedinthepracticalapplicationofproblemsandtreatmentmeasures,toprovidereliableprotectionforthesafeandstableoperationoftheDCSsystem.

Keywords:thermalpowerplants,DCSsystem,groundapplication,standards,attentiontotheproblem,inspectionandmaintenance