火電廠熱控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)分析

王丘

摘 要 文章主要通過分析火電廠熱控系統(tǒng)的干擾因素及其引發(fā)原因，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討針對此類問題應(yīng)當(dāng)采取的抗干擾措施，詳細(xì)講解了其理論原理。

關(guān)鍵詞 火電廠；熱控系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0121-02

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的提升和革新，火電廠熱控系統(tǒng)得以不斷改進(jìn)。目前，我國火力發(fā)電廠單元機(jī)組的容量仍在不斷擴(kuò)大，而其自動化性能也得到不斷提升。分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）和可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等控制系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，故而，火電廠的熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性也得到了保障。但是在實(shí)際施工過程中，抑或在裝備調(diào)試、熱控系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，還是會時(shí)常出現(xiàn)一些外部干擾因素或機(jī)械內(nèi)部原因而導(dǎo)致硬件損壞的情況。這無疑影響了整個(gè)熱力過程控制的穩(wěn)定性，給火電廠的安全生產(chǎn)埋下了巨大安全隱患。由此可見，如何有效的提升火電廠熱力過程控制的穩(wěn)定性，完善熱控系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，是火電廠工程施工和調(diào)試人員亟待解決的課題。

1 簡析火電廠熱控系統(tǒng)的信號干擾因素

所謂干擾，顧名思義是指對系統(tǒng)電源或信號電纜上的電信號帶來消極影響的外在因素和內(nèi)部原因。一般程度的干擾只是對電信號會產(chǎn)生影響，造成測量或計(jì)算結(jié)果與正確結(jié)論存在一定差距，但是如若是干擾情況過于嚴(yán)重，則有可能會破壞儀器設(shè)備，引發(fā)安全事故。筆者針對火電廠熱控系統(tǒng)中存在的問題及信號干擾因素，現(xiàn)將其歸納如下。

1.1 傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾主要包含電源絕緣老化漏電、設(shè)備破壞或人為因素、電路接地質(zhì)量存在安全隱患等。

1）電源絕緣老化漏電。火電廠特別是設(shè)備齊全的大型火力發(fā)電廠在設(shè)立之初，便會在地表鋪設(shè)大量的電力電纜、熱控系統(tǒng)電纜以及接受信號的電纜，以保證其供電功能。在一般情況下，由于施工過于集中，導(dǎo)致線纜鋪設(shè)地點(diǎn)也頗為密集，故而造成電纜在鋪設(shè)過程中往往會出現(xiàn)相互交織在一起的情形。常態(tài)下，即電纜工作運(yùn)行處于正常且安全的情形時(shí)，幾種信號傳輸并不會產(chǎn)生互相干擾的情況。但是若是因?yàn)殡娎|使用時(shí)間過長出現(xiàn)絕緣老化漏電現(xiàn)象，多種信號一起傳輸時(shí)便會出現(xiàn)一種信號于傳輸過程中疊加至其他信號之上的情形，以此對該種信號傳輸帶來干擾影響。由此可見，這種因電源絕緣老化漏電而產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的情況一般不會在電纜施工期間或使用初期出現(xiàn)。

2）設(shè)備損壞或人為因素。通常情況下，電力機(jī)組在運(yùn)行過程中均以220 V 或380 V的電壓為執(zhí)行現(xiàn)場命令設(shè)備提供電能，電動閥門這類設(shè)備均由電力機(jī)組提供電力。實(shí)際情況中，經(jīng)常會出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備損壞或者是由于一些人為因素而造成傳輸信號受到干擾。究其原因，源于啟動電源開關(guān)處于信號電纜之間出現(xiàn)電力傳輸故障，促使本為電源開關(guān)提供電力的強(qiáng)電與信號電纜中產(chǎn)生的弱電交融，對弱點(diǎn)產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重者，導(dǎo)致整個(gè)電力機(jī)組被損壞。根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，造成此類情形的原因大多與人為錯(cuò)誤操作有關(guān)，故而，往往帶來的消極影響也更甚，甚至曾一度出現(xiàn)因人為因素而招致人身事故發(fā)生的相關(guān)報(bào)道。由上可分析得出，這種干擾因素的出現(xiàn)多為電力工程施工建設(shè)過程中因施工技術(shù)未達(dá)標(biāo)或不合理，或者是工程監(jiān)督管理不善所致。

3）電路接地質(zhì)量存在安全隱患。由上可知，在建設(shè)施工過程中，由于施工人員技術(shù)的限制操作不當(dāng)或者是因?yàn)楸O(jiān)督管理不善而出現(xiàn)施工問題都會對電纜工作運(yùn)行產(chǎn)生影響。同樣，在施工過程中，鋪設(shè)信號電纜時(shí)，如果屏蔽層兩段均接地，兩端可能會因此而產(chǎn)生不同電位。在電纜傳輸信號時(shí)，這種電位差異便會自動以兩端接口為中心，形成接地環(huán)流，反之，這種電流會對信號微弱電流產(chǎn)生附加影響干擾，即信號波動。如果接地環(huán)流中所產(chǎn)生的電壓值太高，這有可能會給運(yùn)行中的卡件帶來毀滅性損害。

1.2 電容電感耦合干擾

如上所言，火電廠特別是設(shè)備齊全的大型火力發(fā)電廠在設(shè)立之初，便會在地表鋪設(shè)大量的電力電纜、熱控系統(tǒng)電纜以及接受信號的電纜。在完整的電力系統(tǒng)中，這些電纜將會經(jīng)由一個(gè)方向而被接入總控制系統(tǒng)。這些電纜之間會出現(xiàn)一種非電容形態(tài)形成的一種分布參數(shù)，即分步電容。分布電容可通過將干擾信號傳輸至其他信號中，由此間接促使其他信號傳輸過程匯總受到干擾而失去真實(shí)性。

1.3 大型電氣設(shè)備窮的啟動或是閉合時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾

火電廠電力機(jī)組中不可缺少的設(shè)備之一便是高壓電力機(jī)組。這些大型電氣設(shè)備在啟動或是閉合時(shí)，會因?yàn)榻蛔冸娏鞫纬蓵簳r(shí)性的交變磁場。雖然這種交變磁場其磁場的大小和方向都會隨著時(shí)間按照一定的規(guī)律而變化，僅僅存在于設(shè)備啟動和閉合時(shí)，但是卻難免會對信號電纜或電源電纜產(chǎn)生影響。如果影響過大，甚至?xí)﹄娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成干擾。

1.4 外來輻射干擾

外來輻射幾乎是難以控制卻又是真實(shí)存在的。外部環(huán)境中，自然氣象雷電、探索設(shè)備雷達(dá)、無線電、通信信號等因素，都會對信號產(chǎn)生輻射干擾。

2 論述熱控系統(tǒng)抑制干擾的主要措施

2.1 完善熱力控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

通常情況下，為了保證熱控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在其原始設(shè)計(jì)中便融合了熱工電源盤的設(shè)計(jì)方案，以此為電力熱力控制系統(tǒng)供應(yīng)穩(wěn)定可靠的電源。但是在實(shí)際應(yīng)用中，熱控系統(tǒng)時(shí)常會因?yàn)閮?nèi)外因作用而穩(wěn)定性受到影響，針對于此，必須完善熱力控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這需要做到：

1）由自負(fù)荷穩(wěn)定的電網(wǎng)作為電源的供應(yīng)系統(tǒng)。

2）采取雙冗余方式予以處理熱控系統(tǒng)的分布。

2.2 提升系統(tǒng)接地的正確性

電力控制系統(tǒng)中地線所占比例很大，合理安裝、鋪設(shè)和調(diào)試是完善熱力系統(tǒng)抗干擾性能的重中之重。提升系統(tǒng)接地的正確性主要包含以下方面。

1）堅(jiān)持高頻信號就近多點(diǎn)接地、低頻信號一點(diǎn)接地的基本指導(dǎo)方針。

2）以設(shè)備性質(zhì)選擇接地方式。例如：控制箱和變送器就應(yīng)當(dāng)就近安裝，盡量縮小與熱力系統(tǒng)的距離。

3）適當(dāng)選用隔離技術(shù)。針對上文提到的電容電感耦合干擾因素，為保證信號之間不存在互相干擾的情形，應(yīng)當(dāng)在電纜安裝前，就對電纜進(jìn)行檢查核實(shí)，保證其進(jìn)入盤柜時(shí)屏蔽的完整性。如：當(dāng)出現(xiàn)必須兩條屏蔽電纜必須使用同一個(gè)插件時(shí)，每條電纜層則應(yīng)當(dāng)使用兩個(gè)接線端子，一端一個(gè)，屏蔽兩者之間電流穿過保護(hù)層時(shí)對信號帶來的影響。

4）隔離技術(shù)的合理運(yùn)用。這是預(yù)防電容電感耦合干擾的另一有效方案。故而，應(yīng)當(dāng)在關(guān)鍵回路中合理運(yùn)用隔離技術(shù)，加強(qiáng)信號隔離器對分步電容的抑制作用。

2.3 提升鋪設(shè)電纜的正確性

由上文可知，電纜鋪設(shè)的重要性和意義，對此，提升鋪設(shè)電纜的正確性是完善熱動系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)做到以下幾個(gè)方面。

1）將強(qiáng)電電纜和弱電電纜分開鋪設(shè)，保證電纜鋪設(shè)間距符合規(guī)范。如：電源電纜與信號電纜之間的距離應(yīng)當(dāng)大于15厘米，而電源電纜與信號電纜的距離應(yīng)當(dāng)大于60厘米。

2）屏蔽層應(yīng)當(dāng)在信號源就接地安裝。

2.4 建立良好的后期維護(hù)制度

在后期維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)定期對熱控系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，如定期對接地電纜進(jìn)行絕緣測試，保證所有結(jié)構(gòu)部分均無顯著故障。

3 結(jié)束語

綜上所述，火電廠熱控系統(tǒng)中存在諸多因素影響信號傳播，為了完善其抗干擾技術(shù)，必須分析信號干擾因素，分類予以解決。

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