電廠熱工控制系統應用中的抗干擾問題分析

摘要：電廠熱工控制系統是保證電廠安全生產的基礎，其在長期運行中容易受到信號的干擾。在信號干擾下，容易導致熱工控制系統產生測量偏差及保護動作失靈等故障，嚴重的還會導致電力安全事件的發生。文章首先分析了對熱工控制系統干擾的信號種類，并對其干擾源進行了分析，最后提出了相關的抗干擾技術，以保證電廠的安全、高效運行。

關鍵詞：電廠；熱工控制系統；干擾信號；干擾源；測量偏差；保護動作失靈

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0047-02

電廠熱工控制系統作為保證電廠安全生產及高效運行的重要設備，在電廠的發展中發揮著重要的作用。隨著現代電廠規模的不斷擴大，各種先進技術的應用越來越多，使熱工控制系統的結構、功能等越來越復雜，從而導致系統在運行過程中受到的內外部干擾的幾率不斷增大。系統在運行中受到各種信號干擾，容易出現控制動作失靈、測量偏差等故障問題，從而影響電廠的正常、安全生產。這就要求必須要加強對熱工控制系統干擾信號的分析與了解，根據干擾信號采取相應的抗干擾技術，保證熱工控制系統的正常運行，從而保證電廠的安全生產。

1 熱工控制系統的干擾信號類別

1.1 差模干擾信號

這類信號是一種由熱工控制信號在系統內部串聯與疊加時相互作用而形成的干擾信號。差模干擾信號通常是對熱工控制信號中的兩個極點之間的電壓進行干擾，由于此時該電磁場將在信號間的耦合感應和電路失衡轉化成共模干擾，因此會產生一定的電壓。當電壓作用到熱工控制系統的信號上時，就會直接影響熱工控制系統的測量及控制功能，從而影響熱工控制系統的正常、可靠運行。

1.2 共模干擾信號

這類信號主要是由于熱工控制信號對地所產生的電位差引起的，而這種電位差不僅能通過電磁輻射、電網竄入等形式對熱工控制系統造成影響，還能以對地產生電位差的形式導致熱工控制系統信號產生線路感應的情況，使電壓疊加，從而直接干擾熱工控制系統。由于共模干擾信號作為熱工控制系統的一種常見信號類型，因此在實際操作中必須要加強對共模干擾信號的

控制。

2 熱工控制系統的干擾源

在電廠熱工控制系統的運行中，各種干擾信號的產生會對系統的可靠、安全運行造成影響。而各種干擾信號的來源主要包括以下九個方面：（1）電磁耦合形成的干擾。由于作用在熱工控制轉換信號線周圍，使轉換電磁場產生，因此對控制系統導體產生電感干擾；（2）靜電耦合形成的干擾。當電力系統控制信號處于平行方向時，在平行導線間就會設置相應的電容，從而形成干擾信號；（3）公共阻抗干擾源。當系統的兩個或兩個以上回路同時使用同一阻抗時，就會導致回路干擾源的產生；（4）電磁輻射。無論是電動碳棒滑動時，還是電動機的開關，都會產生輻射干擾，電磁輻射的擴散為空間輻射型的，既會影響系統測量的準確性，還會對系統的整個運行過程造成影響；（5）接地系統干擾。電力系統在正常接地時，能有效抑制周圍電磁干擾，若電力系統出現錯誤接地時，就會產生干擾信號對電力系統的運行造成干擾；（6）雷擊干擾源。在雷擊時，系統及其周圍就會產生電磁干擾源，從而干擾系統控制信號；（7）漏電電阻干擾。該干擾的形成主要是由于電阻絕緣效果不佳引起的，電阻絕緣出現漏電現象，從而干擾控制系統信號；（8）現代通訊工具的干擾。在手機、電話機等通訊工具的電磁波干擾下，形成電路耦合干擾，從而干擾系統的控制信號路線及儀表；（9）計算機供電線路干擾。由于電廠電氣設備的啟動操作及開關裝置的運作比較頻繁，在運作時產生的火花與其周圍形成交變磁場，并直接作用在系統信號路線或電源路線上，從而形成耦合或高頻干擾，直接影響計算機系統的運行。

3 抗干擾技術在電廠熱工控制系統中的應用

3.1 屏蔽系統技術

屏蔽系統技術是一種屏蔽對熱工控制系統進行干擾信號的技術，以使系統免受干擾信號的影響。屏蔽系統干擾技術的應用主要是通過采用金屬將系統的主要器件包圍起來，尤其是對熱工控制系統的信號線、電路及各種重要元器件，通過金屬包圍形成屏蔽體系，能有效避免或減少外部干擾信號對系統的影響。

3.2 平衡抑制技術

平衡抑制技術是一種重要的抗干擾技術，是各種熱工控制系統抗干擾技術中最為簡便、靈活的方法。平衡抑制技術的應用在于平衡電路，通過兩條傳輸信號一致的導線將干擾信號抵消掉，從而起到平衡與抑制干擾信號的作用。平衡抑制技術在熱工控制系統運行中的應用，通過采用雙絞線作為平衡電路，能有效抑制外部電磁場信號對系統的影響，以保證熱工控制系統功能的穩定性。

3.3 物理隔離技術

物理隔離技術的應用，其關鍵是保證導線的可靠絕緣性。為了保證導線絕緣的可靠性，除了必須要選用耐壓等級符合相關技術規范的絕緣材料與電阻，還要做好導線的敷設。其中，導線的敷設要求如下：（1）不得平行敷設。應盡可能擴大信號導線、動力導線，且要擴大干擾源的距離。在導線穿管敷設過程中，必須要保證電源線與信號線分開，絕不允許處于同一導線管中；（2）應盡量保證多芯電纜作用在傳遞同類測量信號中，如兩根導線所傳遞的為相同信號時，應敷設在相同的電纜中；（3）強電系統和弱點信號的回路不得共同接電線。對于信號相同的兩根導線，其接地線的連接應為先短接、再接地；（4）分布式控制系統、防雷系統及電氣系統絕對不能共用同一個接地網，且三個系統間必須要保持一定的距離。

3.4 接地保護技術

接地保護技術是熱工控制系統抗干擾的重要手段之一，也是安全的保護措施。屏蔽系統技術、平衡抑制技術、物理隔離技術等的應用主要在于對系統本身的保護，而接地保護既能有效保證系統的安全，也能有效保證人身的安全。在接地處理時，一般可分為保護接地與工作接地兩種模式。其中，接地保護是通過金屬部分的連接，以連接出一個連接體，電氣設備及電儀表在通常情況下能使短路的電流直接接入大地，而無需通過電氣設備及儀表，從而起到保護設備安全的作用；而工作接地則是通過耦合作用產生的電壓差和低壓差進行消除，從而提高儀表工作的可靠性與精確性。其實，無論采用何種接地模式，都必須要遵循保護原則，即減弱干擾信號的強度，并抑制共模干擾信號與差模干擾信號的產生，從而保護熱工控制系統。

4 結語

綜上所述，鑒于熱工控制系統在現代電廠建設與經營中的重要作用，必須要合理分析控制系統中的差模及共模干擾信號，并找出各種干擾源，然后采取有效的抗干擾技術進行解決，以提高熱工控制系統的抗干擾能力，從而保證電廠的高效運行與安全生產，最終提高電廠的經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：賀勝（1972-），男，湖南隆回人，新疆西部天富合盛熱電有限公司中級工程師，研究方向：熱工自動化

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