电磁干扰的基本传播途径有两种,分别是传导耦合和辐射耦合。传导耦合是指在干扰源与敏感设备之间存在完整的电路连接时,电磁干扰通过连接电路从干扰源传播到敏感设备。辐射耦合是指电磁干扰通过其周围的媒介以电磁波的形式向外传播到敏感设备。
由于产生瞬态脉冲干扰的电磁阀与调速器电气控制柜采用的是同一电源供电,电磁干扰能量可沿着金属导体传播至电气控制柜内的数字电路,形成干扰效应。另外,电气控制柜密封性不强,干扰电磁场通过柜体上的孔洞、缝隙进入控制柜内部,形成对内部设备的干扰。
接地、屏蔽和滤波是电子设备和系统在进行电磁兼容性设计过程中通用的三种主要的电磁干扰抑制方法。水轮机调速器正是从这三个方面人手采取了相应的措施,增加干扰在传播途径上的衰减,同时在设计时注意选用相互干扰较小的元器件,结构上注意器件的合理布局。
一、接地
接地技术是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要措施,良好的接地能降低电路共用的接地阻抗所产生的干扰电压,又能避免产生不必要的接地环路,以免感应外来磁场的干扰或者产生干扰电位差。
水轮机调速器采取的接地措施有:
(1)安全接地:调速器内安装接地铜牌,柜内设备显示器、控制器PCC、开关电源和插座的接地点用黄绿接地线直接连接到接地铜牌上。
(2)信号接地:调速器内将电路按照信号特性分组,相互不会产生干扰的电路放在一组,一组内的电路采用串联单点接地,不同组的电路采用并联单点接地,这样既解决了公共阻抗耦合的问题,又避免了地线过多的问题。
二、屏蔽
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽,屏蔽就是对两个空间区域以某种材料进行隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。
水轮机调速器采取的屏蔽措施主要有:
(1)调速器控制柜柜体除具有机械支撑和保护作用外,在设备的屏蔽中起到关键性作用,调速器采用封闭钢质柜体,内置硬铝板作为器件安装底板,柜门缝隙处安装连续的电磁密封衬垫,保证了柜体的密封性。
(2)导叶/桨叶位移传感器、有功功率变送器、压力变送器、液位变送器等模拟量信号的传输线采用屏蔽双绞线,且不同的模拟量信号线独立走线,有各自的屏蔽层,低压数字信号线采用屏蔽线,控制信号的传输线也采用屏蔽双绞线。
三、滤波
滤波技术是抑制电气、电子设备传导电磁干扰,提高装置传导抗扰度水平的主要手段。
针对不同信号的特征和功能,调速器应用了不同的滤波策略。
(1)调速器同时采用交流电源和直流电源互为热备用供电,对于电源的处理主要是通过双重供电模块来实现的。两路电源分别经过隔离、整流,进入滤波模块,经整流、滤波处理后转换为电源输出,保证了装置的可靠供电。
(2)导叶/桨叶位移传感器信号进入调速器后,使用独立的信号隔离器对采集到的信号进行隔离、滤波,变换后的信号进入PCC控制器模拟量输入通道,确保了桨叶位移传感器测量的精准性。
(3)电网频率和机组残压测频信号经隔离变压器后,通过滤波、隔离、整形等处理送人PCC控制器的测频模块。 2100433B