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對乙二醇儲罐液位計(jì)磁開關(guān)磁化干擾與誤動作的案例分析
乙二醇儲罐液位計(jì)是通過磁耦合作用進(jìn)行工作的液位測量儀表,雖然其抗干擾能力很強(qiáng),但是其在工作過程中仍然會受到外部的磁場的影響,本篇通過某水電站水輪發(fā)電機(jī)組上導(dǎo)軸承油槽油位乙二醇儲罐液位計(jì)磁開關(guān)誤動作的案例,分析磁開關(guān)誤動作的原因,提出屏蔽外部磁場的具體處理措施, 總結(jié)處理經(jīng)驗(yàn),幫助讀者在今后生產(chǎn)工作中遇過此類情況,對于處理和防范磁場干擾有一個正確分析思路和相應(yīng)的解決辦法。
某水電站為地下式工作廠房, 裝有6 臺單機(jī)容量為7 0 0 MW 的水輪發(fā)電機(jī)組, 發(fā)電機(jī)為立軸半傘式, 發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承油盆油位置安裝有一套乙二醇儲罐液位計(jì), 此液位計(jì)配置有模擬量和開關(guān)量信號遠(yuǎn)傳送達(dá)到監(jiān)控系統(tǒng), 磁性開關(guān)是乙二醇儲罐液位計(jì)判斷油位是否正常的重要開關(guān)量信號,如果由于外部磁場引起乙二醇儲罐液位計(jì)磁開關(guān)產(chǎn)生誤動作,不但影響運(yùn)行人員對油位是否正常的判斷, 還影響水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,如何有效地消除外部磁場對磁開關(guān)的干擾是其中一個值得重視并予以解決的重要課題。
針對外部磁場引起乙二醇儲罐液位計(jì)磁開關(guān)誤動作情況, 對不同類型的磁場干擾源及不同種類的磁場屏蔽材料進(jìn)行分析研究, 總結(jié)不同的磁場干擾源與磁場屏蔽材料的關(guān)系。結(jié)果表明, 對低頻磁場, 可用高導(dǎo)磁材料做屏蔽體來實(shí)現(xiàn)磁場屏蔽; 對高頻磁場, 由于同時存在電場分量和磁場分量, 因此要求電場屏蔽和磁場屏蔽同時進(jìn)行。通過分析研究, *終找到了解決外部磁場引起乙二醇儲罐液位計(jì)磁開關(guān)的處理措施。
2 . 乙二醇儲罐液位計(jì)原理介紹
乙二醇儲罐液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測容器中的液位升降時, 液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降, 浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器, 驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)1 8 0°,當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色, 當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度, 從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示??刂菩鸵何挥?jì)在乙二醇儲罐液位計(jì)的基礎(chǔ)上增加了磁開關(guān),在監(jiān)測液位的同時磁開關(guān)信號可用于對液位進(jìn)行控制或報(bào)警; 遠(yuǎn)傳型是在乙二醇儲罐液位計(jì)的基礎(chǔ)上增加了4 ̄2 0 m A 變送傳感器, 在現(xiàn)場監(jiān)測液位的同時將液位的變化通過變送傳感器、線纜及儀表傳到控制室, 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。磁開關(guān)是一種有觸點(diǎn)的無源電子開關(guān)元件, 裝有兩個鐵質(zhì)的彈性黃片電板, 還灌有惰性氣體。平時, 兩個簧片是分開的, 當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近時, 兩個簧片被磁化而互相吸引接觸, 簧片就會吸合在一起, 使接點(diǎn)所接的電路連通。外部磁力消失后,兩個黃片由于本身的彈性而分開, 電路就斷開了。因此, 磁開關(guān)是一種利用磁場信號來控制的開關(guān)器件。
3 . 磁開關(guān)誤動作原因分析
分析某水電站監(jiān)控故障信息一覽表, 發(fā)現(xiàn)磁開關(guān)誤動時間與勵磁系統(tǒng)起勵時間一致, 而磁開關(guān)安裝位置正好處在勵磁電纜下方, 初步斷定磁開關(guān)誤動作由勵磁電流產(chǎn)生的磁場干擾引起。發(fā)現(xiàn)該問題后, 將磁開關(guān)靠近運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)滑環(huán)室, 由于此處磁場較強(qiáng), 磁開關(guān)受磁場力的作用又再一次動作。因此, 可以'斷定磁開關(guān)的誤動作由外部磁場干擾引起。進(jìn)一步分析可知, 勵磁電流屬于直流電流, 所感應(yīng)出的磁場屬于低頻磁場。
磁開關(guān)內(nèi)部裝有鐵質(zhì)的彈性簧片, 在低頻磁場中, 鐵質(zhì)簧片被磁化, 從而使彈性簧片吸合導(dǎo)通, 而油位計(jì)內(nèi)部磁翻板未達(dá)到磁開關(guān)動作值的位置, 所以監(jiān)控誤報(bào)油位異常信號。當(dāng)機(jī)組停機(jī)時, 勵磁電纜中電流消失, 但此時磁開關(guān)誤動作信號并未復(fù)歸, 下面將通過磁滯回線的概念來解釋此現(xiàn)象。
從圖2( 強(qiáng)磁物質(zhì)磁滯回線)分析得出, 當(dāng)勵磁電纜中通過電流時, 在周圍感應(yīng)出磁場, 磁開關(guān)中的鐵質(zhì)簧片被磁化,一定時間后達(dá)到飽和狀態(tài)。機(jī)組停機(jī)后, 勵磁電纜中電流消失, 周圍磁場開始減弱, 磁開關(guān)中的鐵質(zhì)簧片也開始退磁, 如圖2 可看出, 當(dāng)周圍磁場減小到0 時, 磁滯回線中因?yàn)槌C頑力的存在,鐵質(zhì)簧片的磁性并沒有完全消失, 所以磁開關(guān)誤動作的信號不會復(fù)歸。此時需要在磁開關(guān)附近用永久磁鐵產(chǎn)生一個與原磁場方向相反的磁場, 使矯頑力相互抵消, 鐵質(zhì)簧片中的磁性消失, 磁開關(guān)誤動作信號復(fù)歸。