选煤厂电气设备干扰措施探析范文

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［摘要］为提高机电设备安全稳定性，避免电气干扰，降低机电设备事故率，马兰矿选煤厂通过技术研究，对选煤厂常见的电气干扰源进行分析，提出相应预防措施，大大降低了设备事故率，提高选煤厂选煤效率，取得了显著成效。

［关键词］选煤厂；机械设备；电气干扰；对策措施

引言

随着煤矿生产技术水平不断提高，大型机电设备在选煤厂中被广泛应用，大大提高了选煤效率，提高了选煤自动化水平，降低了选煤劳动强度；但是在选煤生产中还存在很多问题，制约着安全高效选煤，而电气干扰是最常见的问题之一。由于受磁场、机械振动、射频等干扰，选煤设备在使用过程中经常出现信号失真、动作误差大、产生噪音等现象，不仅降低了选煤设备使用寿命，影响着选煤厂正常生产，而且很容易引发重大选煤设备事故。为了保证选煤设备安全高效运行，进一步提高选煤效率，以西山煤电集团马兰矿选煤厂为例，对选煤厂常见电气干扰类型进行合理分析，并根据实际生产情况提出预防措施。

1概述

西山煤电集团马兰矿选煤厂设计选煤能力为780万t/a，采用重介选煤工艺。选煤厂包括生产车间5座，机电设备1120套，总储存能力为48.9万t；选煤厂采用PLC集中控制系统并应用了工业电视、重介在线测灰仪和煤位自动显示等自动监控手段，实现了自动化选煤。但是由于选煤厂内机械种类及数量逐渐增多，电气干扰日益突出，经常因电气干扰造成选煤运输集控系统紊乱、PLC控制器失调、工业电视失真。根据统计发现，2016年马兰矿选煤厂共发生11起机电设备事故，其中5起事故是电气干扰引起的，占总事故率的45.5%，造成经济损失达57.2万元。

2选煤厂电气设备干扰源分类

马兰矿选煤厂电气系统主要包括设备动力系统和设备控制系统2部分。由于设备控制系统主要通过工业以太网、信号电缆以及红外线等进行信号传输、转换等，所以在选煤生产过程中，控制系统受电气干扰影响最大，如工业电视、通讯系统、仪表系统等；一旦出现电气干扰将严重影响电气设备正常运行，如仪表系统受电气干扰后会出现噪音大、信号传递错误、通讯字节丢缺、动作指令错误等。针对这一情况，马兰矿选煤厂通过技术研究，对选煤厂主要电气干扰源类型进行分析。

2.1电气设备内部干扰

（1）电气设备内部磁场感应干扰和电场感应干扰。磁场感应干扰主要是由于2条或者2条以上电路之间存在磁场间相互作用，一旦一条电路中电流发生变化会通过磁场对另一条电路产生影响；电场感应干扰主要是由于相邻2个单元电路之间存在电容分布，从而导致电场间相互影响作用，特别对于高频率的射频段产生电场感应干扰最严重。（2）电气设备内部噪声干扰。电气设备内部噪声干扰主要包括热噪声干扰、接触噪声干扰以及散粒噪声干扰等3种类型。热噪声干扰主要是由于电气设备内部元件运行时产生高温热量造成的，温度越高热噪声干扰越严重；接触噪声干扰主要是由于2种或以上电气元件在运行过程中电导率发生变化产生的噪声干扰；散粒噪声主要存在于半导体元件内，因半导体内载流子不规则及不连续运动，造成半导体电性能变化，从而产生宽频的噪声干扰。

2.2电源类干扰

泵类变频器以及大功率电焊机是选煤厂重要机械设备，该类大型功率设备在使用过程中会产生高次谐波，虽然经滤波器及电抗器进行过滤，但是参与的高次谐波对选煤厂电源系统还会产生严重干扰。象工业电视、PLC集控系统以及调度通讯系统等都使用同一电网且自身信号相对较弱，在高次谐波的影响下产生信号波动现象，导致系统运行不正常。

2.3射频类干扰

选煤厂电气设备射频类干扰主要是泵类变频器及大功率电焊机，该类设备需要通过动力电缆将电源进行连接运转，而动力电缆在通电时会发出射频，从而对电气设备产生干扰。若工业电视、调度监控系统以及集控系统电缆与动力电缆捆绑一起时会造成系统失真，同时泵类变频器、电焊机在运转时自身也会产生射频，会对周围设备产生干扰，如PLC模块动作失灵、通讯不稳等。

2.4机械设备干扰

由于选煤厂内大型机械设备较多，如重介选煤机、刮板输送机等，设备在运行时会产生不同频率的声波以及震动，在特定环境下同样会对电气系统如工业电视、仪器仪表等产生干扰。

3选煤厂电气干扰预防措施

马兰矿选煤厂通过技术研究，决定从抑制干扰源和阻断干扰源传播途径2种技术措施进行预防电气干扰。

3.1抑制干扰源技术措施

（1）为了防止泵类变频器产生电气干扰，可在变频器前段安装独立的线路电抗器，同时可阻止变频器产生畸变电流，从而降低对主电源的干扰；该方法成本较低，但是当电抗器电抗系统相对较大时很容易降低电压，导致设备无法运转。（2）为了防止泵类变频器产生高次谐波对电气干扰，可在其前端安装LC多级无源滤波器，通过对滤波器设置多级滤波（可设置七级），当高次谐波与滤波位于相同级时将会被过滤；该方法灵活性相对较差，且对电源及负载依赖性大。（3）为了降低负载及电源产生的正向谐波电流影响，可在电源和负载电路上并联一个有源补偿器，通过补偿器产生的方向谐波电流抑制负载产生的正向谐波。（4）为了防止系统主电源产生电磁干扰，可在电气设备比较集中的地方安装抗射频干扰滤波器，从而对电气设备周围电气干扰进行抑制，降低主电源传导发射。（5）泵类变频器动力电缆超长供电时同样也会产生射频干扰，马兰矿选煤厂对非屏蔽动力电缆长度＞110m时在电机与变频器之间安装一个电抗器，从而降低动力电缆射频干扰。

3.2阻断干扰源传播途径技术措施

（1）安装独立接地系统。接地线传播干扰是电气干扰最常见的途径之一，马兰矿选煤厂通过研究决定在厂内设备接地极上安装控制系统接地和动力系统接地，且将每个接地极独立安装。（2）采用双重屏蔽电缆。为了有效阻断射频干扰，马兰矿对选煤厂大功率机械设备采用BYTO-2型双重屏蔽电缆作为动力电缆，如图1所示。该电缆外部为交联聚乙烯绝缘保护套，内部为铜丝缠绕的铜包，具有良好的射频干扰阻断效果。（3）接入千兆工业以太网。光纤信号传递不仅传输速度快，而且信号稳定，受射频类干扰影响小。马兰矿选煤厂选用工业千兆以太网作为工业电视、通讯系统、集控系统信号传递介质，从实际应用中观察发现工业千兆以太网具有信号传递稳定、抗干扰性强等优点。

4结语

西山煤电集团马兰矿选煤厂通过技术研究，对选煤厂电气设备主要的干扰源进行分析，并根据实际情况采取了有效的预防措施。应用效果表明，马兰矿选煤厂采取抗干扰措施后提高了选煤厂选煤效率，降低了选煤厂机电设备事故率，2017年未发生一起因电气干扰导致的机电事故，全年节约费用50余万元，取得了显著经济效益。

作者：王捷 单位：西山煤电集团