火电厂风机振动信号干扰原因分析及处理

陈飞翔，林金星，潘 宁

（华能国际电力股份有限公司南通电厂，江苏南通 216000）

0 引言

送风机、引风机、一次风机是火电厂最重要的辅机之一，在风机运行时必须监测风机振动信号，振动偏大时可能导致电机轴承损坏、风机机壳、叶片和通道损坏等，重要风机往往设置振动大跳闸的保护。如果风机振动信号存在干扰，产生虚假的“大振动”情况，在规定延时时间后仍高于跳闸值可导致风机跳闸。某电厂多次发生过送风机垂直轴振瞬间突变、磨煤机或凝泵启动瞬间送风机垂直轴振突变、相邻机组引风机启动时，引风机振动测点突变等情况。

1 信号干扰来源

该电厂风机振动信号测量采用本特利3300 系统，探头为加速度式传感器，所测振动信号为DC（0～10）V 电压信号，经卡件处理为（4～20）mA 电流信号送入DCS 控制系统。现场设置振动接线柜，探头至接线柜采用专用铠装电缆，现场接线柜至控制电子间采用屏蔽电缆。在机组调停期间进行专项检查，发现可导致振动信号干扰的来源主要有8 个。

（1）屏蔽线不连贯。现场接线时，有信号源处的铠装电缆屏蔽线未接入就地柜，有DCS 侧屏蔽线未接入专用的振动卡件柜，造成屏蔽线无法实现全程连贯，不能起到屏蔽效果。

（2）电缆存在中间接头。在排查时发现，基建过程中一些振动信号的电缆在镀锌管中存在隐蔽的中间接头，并直接用绝缘胶带包裹。机组长时间运行后，一些绝缘胶带破损，接头与镀锌管壁接触，造成多点接地。

（3）信号源处屏蔽接地。现场振动探头的屏蔽线在就地柜、DCS 侧振动柜内接地，造成两点接地。

（4）电缆剥线处屏蔽线头裸露。基建施工过程中存在不足，部分电缆剥线处屏蔽线头裸露，没有用绝缘胶带包裹好，可能碰到金属外壳或相互之间有接触造成多点接地。

（5）电子间侧屏蔽接地不规范。多芯电缆的总屏蔽线和各芯的屏蔽接地不规范。DCS 振动柜屏蔽线原先仅将8 根总屏蔽线辫状绑扎后接地，备用电缆无标注，各电缆分芯的屏蔽线未接地。

（6）本特利卡件屏蔽接点与地之间电阻大。本特利系统接线时，通常现场来屏蔽线先接入本特利3300 卡件，再在卡件处统一接地[1]。实际检查发现屏蔽线接线端子与电源地之间电阻依次为6.6（引风机卡件）、7.5（一次风机卡件）、7.6（送风机卡件），超过标准范围（0.5）[2]，电阻较大引起的电位差可引发干扰。

（7）电子间柜内屏蔽接地与系统接地之间电阻值偏大。振动柜内原屏蔽接地不可靠，原柜内屏蔽接地与系统接地之间电阻值偏大（要求1）。

（8）振动信号电缆与大功率辅机动力电缆存在交叉。机组运行过程中发现，启动磨煤机等辅机时，送风机的振动信号会发生阶跃突升，甚至达到跳闸值（因有延时，实际上未跳机）。现场检查发现动力电缆与信号电缆在敷设中存在交叉，没有做到完全的分桥架走线。

2 信号干扰整改

针对上述排查的信号干扰来源，制订专项整改方案。

2.1 保证屏蔽线全程连贯

（1）检查屏蔽线和电缆绝缘层，原电缆剥线处较短的屏蔽线采用专用接地线焊接延长。

（2）检查电缆走向，如在电缆管内有中间接头应重新改造，设置中转柜和中间端子排。

（3）重新布置端子排，在原接线基础上将现场侧缺失的屏蔽线接入端子。

2.2 确保“一点接地”

（1）核实所有屏蔽线、接地线，总屏蔽、每组信号的屏蔽以及备用芯的屏蔽线套号管。

（2）每组信号线和屏蔽线用热缩管包裹予以区分，确保接地互不相接。

（3）利用端子排或者接地铜牌将所有屏蔽线汇总。

（4）确定柜内接地点，核实总接点，在甩开电子间屏蔽线情况下测量屏蔽与接地点的电阻应符合要求[2]，否则应检查是否多点接地。

2.3 振动柜内接地整改

原接地铜牌的背面与不锈钢机柜之间采用绝缘纸绝缘，但是绝缘纸的紧固螺钉与机柜间未绝缘处理，实质上铜牌与机柜仍接触，现改用绝缘子连接确保接地铜牌与机柜完全绝缘。原振动柜电源地处有一个金属片将电源地与机柜相连，电源地又引入到接地铜牌，相当于接地铜牌与机柜之间仍然相通。本特利3300 设计的接线为现场来屏蔽线先接入卡件，再由卡件处统一接地。实际情况是机架地与电源地之间的电阻过大，故而屏蔽线不经过机架直接接地，因此电源地可不接入接地铜牌。

2.4 特殊波形信号加装电容

在经过上述3 种措施整改后，在风机停运期间，引风机垂直振动信号仍有尖形波动，最大值达到4 mm/s。针对该情况，对引风机8 个振动信号的现场接线、屏蔽线、电缆、探头等进行检查，更换B 引风机马达侧垂直振动的探头，在电子间振动柜内A/B引风机马达侧水平振动端子处加装电容试验，其主要参数为：无极性，容量68 nF，额定电压63 V。

为了验证加装电容对测量的影响（是幅值削弱，还是增加阻尼），在风机停运期间，在引风机振动探头处进行相同幅度和频率地轻敲，发现加装电容前后对测量的幅值并无影响，可采用加装电容方式进行滤波。

3 信号干扰整改效果

整改后，风机两次试启动过程中，各个振动信号基本正常，在启动的瞬间，送/引/一次风机振动均正常，最大值仅2.5 mm/s左右。风机振动干扰情况得到很大的改善。

在机组正常运行期间，各风机振动信号未出现突变。当大功率辅机（如磨煤机、凝泵等）启动瞬间，原先风机振动信号阶跃突增的情况不复存在。

4 结束语

风机振动信号干扰整改过程中重点排查了引起信号干扰的可能因素，解决并实现了屏蔽线电气连续性、单点接地、信号电缆与动力电缆交叉、盘柜内接地等问题，解决思路符合规程规范，屏蔽线与总接地甩开、接合时所测电阻（分别为>30 M和0.1）符合规定要求。整改后风机运行平稳，整改有效。