摘要:轉速探頭和轉速放大器連接方式和信號電纜屏蔽的接地方法，又在很大程度上決定了測量回路抗干擾能力的強弱。信號電纜屏蔽所接的地是屏蔽地，也叫模擬地，是為了避免電磁場對儀表和信號的干擾而采取的屏蔽網接地。電纜屏蔽層必須一端接地，以防止形成閉合回路干擾，鎧裝電纜的金屬鎧不應作為屏蔽保護接地，必須是銅絲網或鍍鋁屏蔽層接地。某公司2臺汽動給曾因轉速測量回路接地或信號干擾問題引發故障，介紹了故障和處理過程，并對磁阻轉速探頭和轉速放大器在安裝和應用過程中應注意的細節給出了建議。

　　關鍵詞:磁阻探頭;轉速放大器;抗干擾

　　1給汽輪機轉速測量回路

　　由于該轉速傳感器具有準確度高、測量范圍寬、安裝調試方便等優點，在火電廠轉速測量也應用很廣泛。某公司汽輪機的DEH系統調節、ETS超速保護和小汽輪機調節均采用磁阻式探頭，DEH系統有專用的MCP測速卡，ETS系統有專用的顯示儀表，轉速探頭可直接與其連接，但其微弱的高速變化的脈沖電壓信號要被現場DCS脈沖卡件識別，需經轉速放大器將其放大后才能進入DCS系統。交變的微弱信號在現場復雜的電磁輻射環境下長距離傳輸，測量回路的抗干擾能力是整個系統可靠運行的關鍵。給汽輪機轉速測量采用磁阻式轉速探頭，磁阻式轉速探頭發出高速變化的脈沖電壓信號，其幅值非常微弱，該信號通過電纜從就地傳輸到機房后，在DCS機柜內經轉速放大器放大，進入DCS脈沖卡件，作為鍋爐給水控制系統中給轉速的測量信號，其中每臺小汽輪機有2個轉速探頭，測得的轉速值取平均值后作為調節系統的測量值。轉速信號的電纜屏蔽在機柜處統一接到屏蔽地匯流排。

　　2轉速測量回路故障分析

　　2號機組DCS系統過去進行改造，采用IA系列DCS系統，目前該系統已經投入使用10余年，系統運行一直比較穩定。但也曾因為外部回路接地和干擾原因引起設備異常，所幸沒有導致主要輔機跳閘。小汽輪機掛閘后轉速瞬間擺動到6120r/min，按照超速保護邏輯發出跳閘信號，影響小汽輪機的沖動及暖機時間，也導致整個機組的啟動時間延長。從信號擺動現象來看，DCS系統發生故障的可能性不大，因為擺動的信號只有脈沖信號，其他模擬量信號、數字量信號顯示均正常。如果DCS有故障，其他類型信號突變的可能性更大。另外I/O卡故障的可能性不大，因為2臺小汽輪機轉速信號分布在不同的I/O卡上，拿來新卡換上之后還是存在信號擺動情況。因此最大可能是現場信號受到了干擾，而且這些信號分布在2臺小汽輪機上，電纜的走向基本一致而且相對比較集中，可能存在共性問題，由于無法找到確切的干擾源，只能懷疑這些信號的大幅擺動來自外界輻射干擾，這些干擾可能覆蓋整臺機組甚至整個電廠。

　　2.1探頭外殼與插頭外殼為絕緣連接

　　在2號機組A級檢修后進行啟動前試驗，2臺小汽輪機在靜止時4路轉速信號均大幅度擺動。檢修人員對此做了很多試驗，都沒能解決這個問題，后來檢查發現這些跳躍的轉速信號，其探頭外殼與引出線航空插頭外殼不相連。由于探頭安裝在小汽輪機本體上，所以探頭外殼接地，航空插頭的外殼與引出電纜的屏蔽層相連，而引出線與信號電纜的屏蔽層未連接，這就導致航空插頭和和電纜的引出線屏蔽沒有接地，導致干擾的引入。針對此種情況，檢修人員將轉速探頭更換為無錫埒河傳感器廠提供的CS－1型轉速傳感器，此種轉速探頭結構設計上沒有航空插頭連接，探頭外殼直接與引出線的屏蔽層相連，探頭安裝在小汽輪機本體后，引出線屏蔽即接地，解決了引出線屏蔽未接地而引進干擾的問題。在現場環境和機組輔機運行方式基本相同的情況下，2臺小汽輪機轉速擺動情況如圖3所示。可見轉速擺動的頻率已經大幅減少，但擺動的最大值沒有改變，仍可達到6000r/min，問題的主要原因沒有找到。

　　2.2轉速放大器位置不合理

　　檢修人員又將2臺小汽輪機4路轉速信號線在機柜處轉速放大器的輸入端解除，則轉速擺動情況立刻消失，說明干擾有可能是從就地到機房這段轉速的弱信號區域引入。為了驗證此結論，將轉速放大器移到就地，轉速探頭發出的微弱脈沖信號先經過轉速放大器放大成強信號，再經過原電纜從就地傳輸至DCS機柜，這樣可將原來弱信號區段從100m減至2m。這時DCS畫面里顯示的小汽輪機轉速擺動情況徹底消失，問題得到解決。熱工人員利用檢修機會對小汽輪機轉速測量回路進行改造，將2臺小汽輪機4個轉速放大器安裝在就地控制箱。由此可見，放大后的強信號更能有效抑制干擾，而轉速擺動的真正原因是由于原轉速測量回路弱信號區段受外界電場或磁場的干擾。

　　3防范措施

　　首先對這些信號電纜的屏蔽線從接地處斷開，用絕緣表測量結果顯示對地絕緣良好，說明這4路轉速信號電纜的屏蔽層在規定的接地端接地，其他位置無屏蔽接地現象，故不存在屏蔽雙端接地引入干擾的情況。隨后對轉速放大器進行更換，換上D4215U2型轉速放大器，查閱使用手冊得知新型轉速放大器采用交流220V供電，不需要像原來使用D4215U1型的轉速放大器進行電源轉換，而且信號采集靈敏度高，重要的是放大器的輸入頻率經預分頻器處理，更有效抑制干擾信號。將2臺小汽輪機4路轉速信號電纜的屏蔽線從接地處斷開用導線引到另一個與系統屏蔽地接觸良好的屏蔽端，發現干擾仍然存在，同時通過測量發現，原屏蔽地與系統屏蔽地的連接完好并符合規程規定，基本上排除了干擾從屏蔽地引入的可能性。

　　最后沿2臺小汽輪機4路轉速信號電纜的敷設路徑查看在與動力電纜的平行和交叉敷設時的間距符合要求，在整個路徑周圍并無大的電磁干擾源通過，造成2號機組小汽輪機轉速測量信號擺動原因基本得到了確定。

　　4結束語

　　綜上所述，在重要轉機設備上，轉速的測量大多數采用磁阻式探頭，磁阻式探頭由永久磁鐵和繞組組成，旋轉機械的測速齒輪旋轉時，探頭中繞組的磁通量交替變化，轉速探頭即產生交變電壓，其頻率經計算能得岀旋轉機械轉速數值。熱工信號的抗干擾能力是信號測量和遠傳中重要部分，很多令人無法解釋的故障現象往往都是抗干擾能力差或屏蔽接地不好引起的。干擾源有的可以通過現場仿真重現，有的則無法復現跟蹤。雖然熱工自動化系統維護人員和設備廠家都在努力改善設備的工作環境和提高設備抗干擾能力，但都杜絕不了干擾的影響，而且有關抗干擾和接地系統的手冊或書籍中說法往往也不盡相同，控制系統的安全性和可靠性有待進一步提高。

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　　作者周強 陳鵬龍