溪古水电站监控系统模拟量跳动过大缺陷分析及处理

摘要：介绍了溪古水电站三台机组监控系统模拟量跳动过大，影响机组负荷调整缺陷，分析了模拟量跳动产生的原因，解决方案、介绍施耐德PLC两种典型接线方式以及处理后的效果。 1、概 述

溪古水电站位于四川省甘孜藏族自治州九龙县境内，是九龙河“一库五级”梯级开发方案中自上而下的第一梯级，为“龙头水库”电站。电站2016年7月投运以来，大部分模拟量信号出现跳动，影响机组正常监视。 2、模拟量跳动产生原因分析

溪古水电站计算机监控系统采用国电南瑞SJ-500型，采用施耐德67160型PLC，柜内电源采用南瑞自主研发的双交直流双供电插箱FPW-2A，模拟量采用柜内供电和外部设备供电两种模式，柜内模拟量供电采用魏德米勒

CPSNT70W24V3A开关电源。运行时交直流双供电插箱FPW-2A直接将输入的DC220V电源作为插箱输出的DC220V电源，输出的DC220V电源直接向魏德米勒CPSNT70W24V3A开关电源供电。

经检查，模拟量输入回路接线正确，各端子接触良好，更换新的模拟量变送器，将信号接入监控系统，显示仍存在跳动；更换工作电源为24V的模拟量变送器，模拟量跳动频率变小，但仍存在跳动；利用继保仪输出DC24V电源向模拟量变送器供电，监控系统的显示值仍存在跳动；用福禄克707输出4-20mA代替实际模拟量输入，分别从接线端子排上和模拟量变送器上输入4-20mA信号，显示均正常，将模拟量变送器输出信号通过福禄克289c显示，显示的电流值对应真实的测值；因此排除了监控系统软件及硬件组态问题。

监控系统模拟量输入模件有16个输入通道，16个模拟量信号中部分来至柜内设备，部分信号通过屏蔽电缆接入，个别模拟量信号屏蔽接地接触不良或采用多点接地，将使整个模拟量输入模件的信号受到影响，因此模拟量跳动的原因是由于模拟量变送器与模拟量输入模块之间屏蔽电缆存在未接地或多点接地，“M-”两端可能存在电位差，影响模拟量信号测值；在模拟量输入回路中增加抗干扰器，显示值仍存在跳动。通过滤波发现，模拟量输入回路中存在少量的交流电分量，抗干扰器无法全部过滤掉回路中的交流分量，这部分电压分量使模拟量输入回路中产生连接电流，导致模拟量信号跳动。

根据上述分析情况，将双交直流双供电插箱FPW-2A装置AC220V输入全部断开，采用DC220V电源供电测试，仍不能解决模拟量跳动问题。

图2：断开DV220V电源后波形

AC220V交流电源，通过双交直流双供电插箱FPW-2A整流输出的DC220V直流电源，整流回路中做了滤波处理，当AC220V交流单独供电时，模拟量信号不存在跳动现象。 3、解决方案

消除Ecm超标对模-数转换回路的干扰， “E-”与“Eana”之间的电位差即Ecm值应小于2.5V，而实际Ecm电位差大于2.5V，有些信号达到4V，大于规范要求，须将“E-”与“Eana”短接起来，才能消除干扰。

由于模拟量输入模块的所有通道的模-数转换以及数字化被测量值向总线底板的传送是逐个按顺序进行的。换句话讲，模拟量输入通道是顺序转换的，转换过

程中，转换电路始终认为各个通道的信号“M-”电位是相同的，只有这样，各个通道才能公用一个模块进行转换，而且得到同一标准，而实际应用中，变送器现场安装的位置，变送器使用的额定电源等级，使用交流电的设备电源的不同相，加上各个位置干扰源不相同，干扰强度不同，造成了“M-”与“Mana”的电位差不同，实际有些信号的“Ecm”值远远大与规范标准，所以必须将“E-”和“Eana”短接，使各信号的参考电压在同一电位上。将每个模拟量屏蔽层与M-短接接地后，模拟量信号跳动消失，测值显示正常。

溪古水电站模拟量模件采用140ACI04000输入模件，原模拟量接线图如图3所示：

这两种接线方式是施耐德模件常采用的两种典型接线，第一种接线方式常用于国内，而第二种方式常常用于国外，两种接线方式均为施耐德厂家认可的接线方式。

4、处理后的效果

经过对该缺陷的处理，模拟量跳动消失，满足运行要求，同时模拟量信号抗干扰能力得到提升，如图5所示：

图5：处理后运行模拟量测值波形图 5、结束语

接地是一个比较复杂的问题，不同国家、公司的产品对接地的要求不完全相同。本文中短接“E-”和“Eana”的方法来解决Ecm超标问题也有不足之处，工程已经投产发电，每个信号“E-”在屏柜中短接空间比较狭窄，模拟量信号较多导致短接线较多影响屏柜接线美观。