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1 概述
我們大家都知道在火力發電廠中自動化基礎的終執行單元—電動閥門,在機組的自動控制系統中,不論是數量上還是重要性上都占據舉足輕重的地位,具不完全統計一臺300MW機組中有幾百臺電動閥門,這些電動閥門工作特性的好壞,對系統的控制質量和經濟運行影響甚大,據調查,約有相當數量現場運行的電動閥門存在著不同程度的卡澀和內漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風、漏灰、漏粉、)現象。這不僅直接影響機組自動化的提高,而且還造成了大量被控介質不必要的流失,增加了單位能耗,直接影響機組的經濟效益,嚴重時甚至影響到機組的出力。選擇高質量的電動閥門和改造現有的電動閥門是至關重要的,否則,再完美的控制思路、控制策略也難以達到預想的控制效果。
2 電動閥門內漏現象產生的原因
在火力發電機組中從發電的工藝流程來看電動閥門應用多是水、汽系統,而選擇這些電動閥門看似即簡單又復雜,簡單的是過程介質非常簡單,只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質和機組負荷的影響,復雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動范圍大,這就給電動閥門的工作環境帶來了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問題,造成電動閥門的泄漏(內漏、外漏),內漏、外漏的原因很多,但產生電動閥門內漏的主要原因有以下幾個方面:
2.1電動門制造質量引起的內漏
閥門制造廠家在生產過程中對閥門材質、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴,致使密封面研磨不合格、對麻點、沙眼等缺陷的產品沒有徹底剔除,造成了電動閥門內漏。
2.2電動閥門控制部分影響閥門的內漏
電動閥門的傳統控制方式是通過閥門限位開關、過力矩開關等機械的控制方式,由于這些控制元件受環境溫度、壓力、濕度的影響,造成閥門定位失準,彈簧疲勞、熱膨脹系數不均勻等客觀因素,造成電動閥門的內漏。
2.3電動閥門調試問題引起的內漏
智能號配電器輸入單通道或雙通道二線制電流號,變送輸出隔離的單路或雙路電流 或電壓號,號輸入、號輸出、電源三者之間互相隔離,可有效解決現場存在的各類號干擾,并根據現場要求,進行號處理轉換和分配,在現場與各類顯示控制儀表及DCS、PLC等系統配套使用,在環保、電力、冶金、裝備制造、石化等行業的重大工程中有著廣泛應用。
中文名 智能號隔離器 1 配電器輸入單通道 2 變送輸出隔離的單路或雙路電流 3 環保、電力、冶金
隔離器是一種采用線性光耦隔離原理,將輸入號進行轉換輸出。輸入,輸出和工作電源三者相互隔離,特別適合與需要電隔離的設備儀表配用。隔離器又名號隔離器,是工業控制系統中重要組成部分。
號隔離器 安裝方式 導軌安裝 測量精度 0.2% 工作溫度 0~50攝氏度 原 理 線性光耦隔離
作用原理
系統產生干擾的原因
在工業生產過程中實現和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構,它們之間的號傳輸既有弱到毫伏級、安級的小號,又有幾十伏,甚至數千伏、數百安培的大號;既有低頻直流號,也有高頻脈沖號等等,構成系統后往往發現在儀表和設備之間號傳輸互相干擾,造成系統不穩定甚至誤操作。出現這種情況除了每個儀表、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個十分重要的因素就是由于儀表和設備之間的號參考點之間存在電勢差,因而形成“接地環路”造成號傳輸過程中失真。因此,要保證系統穩定和可靠的運行,“接地環路”問題是在系統號處理過程中必須解決的問題。
解決“接地環路”的方法
根據理論和實踐分析,有三種解決方案:
種方案:所有現場設備不接地,使所有過程環路只有一個接地點,不能形成回路,這種方法看似簡單,但在實際應用中往往很難實現,因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身,某些設備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。
第二種方案:使兩接地點的電勢相同,但由于接地點的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案其實在實際中無法完全做到。
第三種方案:在各個過程環路中使用號隔離方法,斷開過程環路,同時又不影響過程號的正常傳輸,從而徹底解決接地環路問題。
抗干擾
1、供電系統的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害嚴重的是電網尖峰脈沖干擾,產生尖峰干擾的用電設備有:電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
干擾控制器
(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響。常用辦法主要有三種:
(2)①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器,將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上,從而減弱其破壞性;
(3)②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;
(4)③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾。對于周期性干擾,可以采用編程進行時間濾波,也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣,從而有效地干擾。
(3)采用硬、軟件結合的看門狗(watchdog)技術抑制尖峰脈沖的影響。軟件:在定時器定時到之前,CPU訪問一次定時器,讓定時器重新開始計時,正常程序運行,該定時器不會產生溢出脈沖,watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現了“飛程序”,則CPU就不會在定時到之前訪問定時器,因而定時號就會出現,從而引起系統復位中斷,保證智能儀器回到正常程序上來。
目前隔離技術主要有磁隔離和光隔離兩大類。從技術難度來看,磁隔離比光隔離技術復雜、難度更高。但是,采用磁隔離技術,產品設計可以根據產品技術指標的要求選用合適的產品設計方案,在產品的線性、精度、功耗等技術指標上可以根據產品的要求靈活設計實現要求。而對于光隔離的產品,在產品的線性、精度、功耗等方面只能依賴元器件廠家所提供光隔離元器件的技術指標。產品設計人員為達到一些技術指標可以使用的手段很少,也不可能超過廠家提供的元器件技術指標。另外,光隔離的功耗較大,導致產品的總功耗大、發熱量大,產品的精度、功耗、穩定性與磁隔離產品相比都有較大的差距。光隔離元器件也不能應用于無源隔離。總的來講,磁隔離比光隔離更具有先進性。
選型方法
隔離器的選型應該根據現場儀表、控制系統或二次儀表的接口進行,目前自動化行業輸入/輸出號的標準為:4~20mADC或者1~5VDC,當然也有一些特殊的輸入/輸出號。
按照儀器儀表的接口分為:號隔離類;一入多出隔離類;配電類;一入多出配電類;溫度隔離變送類;無源隔離類;二線制隔離類;二線制配電類;二線制溫度隔離變送類等類型。
用戶可以根據據現場儀表、控制系統或二次儀表的接口自由的選用。
技術指標
在隔離器選型時除了要確定隔離器的功能、適應前后端接口外,還有精度、輸出紋波、溫度漂移、功耗、響應時間等許多參數需要用戶謹慎選擇。
精度
隔離器的精度是非常重要的參數,精度的高低直接關系到隔離器能否正常使用。隔離器的精度體現了隔離器的設計、制造水平。我們公司的生產的隔離器除小號、小量程等特殊輸入號的隔離變送器精度為±0.2%以外,其余的精度均為±0.1%。用戶在選用時應該選用精度高的產品。
輸出紋波
對隔離器精度產生影響的參數還有輸出紋波。輸出紋波的產生是由于隔離器使用DC/DC電路對隔離器的工作電源進行隔離給隔離器內部電路供電,輸入號也要先使用DC/DC電路調制成交流號然后經過隔離部分電路進行號隔離,隔離后的號經解調后再轉換成直流號輸出。以CPU為核心的隔離器也存在脈沖號。隔離器內部存在的這種高頻的交流分量,就是產生輸出紋波的原因。這些高頻的交流分量它們的頻率一般都有幾百KHZ、諧波較多,對號的污染很難完全。如果輸出紋波較高,控制系統模擬量輸入模板采集到號的誤差就大,對于高速輸入的模擬量輸入模板更是如此。所以選擇隔離器時應要求輸出紋波的峰-峰值越小越好。我
溫度漂移
溫度漂移是由于隔離器工作時產生熱量,導致隔離器內所使用的電子元器件性能指標下降造成隔離器的輸出值發生變化。選擇隔離器時應要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移,隔離器應進行了低功耗、功耗設計,使得隔離器工作時本身的發熱量很小甚至于不發熱,這樣就能防止因產品工作時發熱引起所使用元器件的性能指標下降,防止造成溫度漂移。
低功耗
功耗是指隔離器工作時所消耗的電能。它涉及到產品在工作時的發熱量,這個參數與隔離器的使用壽命、可靠性和隔離器的外形、安裝方式都有密切的關系。在選用隔離器時應選擇功耗低的產品。我們公司在隔離器的電路設計上采用了多項獲得發明專利的新技術,這些新技術是:輸出部分可以根據負載的大小動態調整輸出功率的自適應負載技術;隔離部分的電流互感功率補償技術;電源部分的參數式開關穩壓電源技術。目前我們公司隔離器的功耗只有目前世界品牌產品功耗的一半以下。
若產品的功耗大,在產品工作時產生的熱量就大,造成產品殼體內的溫度高。組成產品的電子元器件長期的處于高溫環境下,會導致運算放大器參數蛻變﹑電阻阻值變化﹑電容漏電增大等。這些問題將使產品性能下降,甚至導致產品故障、失效。
為了節約控制系統的控制柜、電源、接線端子、連接線和人工成本等工程費用,用戶在選用時應該選用低功耗的產品。
響應時間
20年 電涌保護器,信號隔離器領域深耕
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