電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)研究

陳剛

摘 要：在電廠熱工控制系統(tǒng)中，信號(hào)會(huì)受到一定的干擾，這嚴(yán)重影響了熱工控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而干擾信號(hào)即疊加或竄入到信號(hào)線和系統(tǒng)電源上的電磁信號(hào)。在干擾信號(hào)的影響下，電廠的熱工控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)測(cè)量偏差以及控制失靈等故障，嚴(yán)重者還會(huì)造成電力安全事故的發(fā)生。因此，必須要深入研究與分析引起干擾信號(hào)的原因，并且要科學(xué)合理地運(yùn)用抗干擾技術(shù)，從而保障電廠熱工控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。該文主要分析了電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的干擾源，介紹了干擾信號(hào)的類型，并提出幾種有效的抗干擾技術(shù)，希望能夠使得抗干擾技術(shù)在電廠熱工控制系統(tǒng)中得到更加合理與有效地應(yīng)用，從而提高熱工控制系統(tǒng)的抗干擾能力，保障熱工控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電廠 熱工控制系統(tǒng) 抗干擾技術(shù) 研究

中圖分類號(hào)：TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0091-02

電廠的熱工控制系統(tǒng)是保障電廠安全生產(chǎn)與運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其對(duì)電廠的生存與發(fā)展具有非常重要的意義。隨著電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電廠機(jī)組的容量也在不斷地增大，而熱工控制系統(tǒng)的功能以及體系也變得越來(lái)越復(fù)雜，在此狀況下，電廠熱工控制系統(tǒng)所受到內(nèi)外部干擾的概率也相應(yīng)的增大，這就會(huì)造成熱工控制系統(tǒng)出現(xiàn)動(dòng)作失靈以及測(cè)量偏差等故障，從而嚴(yán)重影響電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。因此，為了有效避免干擾信號(hào)對(duì)熱工控制系統(tǒng)形成的干擾，為了有效保證電廠熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，電廠要不斷地研究與分析，采取科學(xué)有效的抗干擾技術(shù)，從而提供控制系統(tǒng)的抗干擾能力，避免干擾故障的發(fā)生，進(jìn)而充分發(fā)揮電廠熱工控制系統(tǒng)的功能與作用，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

1 干擾源

在電廠的熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中主要存在于以下幾種干擾因素。

1.1 漏電阻

所謂的漏電阻即為絕緣電阻。漏電阻的數(shù)值大小主要是在額定工作電壓下直流電壓以及通過(guò)電容的漏電流之間的比值[1]。漏電阻的數(shù)值越小，就證明漏電情況越嚴(yán)重。絕緣不良是導(dǎo)致漏電阻出現(xiàn)的主要原因。在絕緣材料發(fā)生老化以后，就會(huì)出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，從而會(huì)對(duì)其它信號(hào)產(chǎn)生一定的影響。

1.2 公共阻抗

在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的回路共同使用同一個(gè)阻抗的時(shí)候，就可能會(huì)通過(guò)公共阻抗而產(chǎn)生回路間的干擾。如在多個(gè)電路共同使用同一個(gè)電源的時(shí)候，電源內(nèi)阻以及匯流條就會(huì)變成公共阻抗。

1.3 靜電耦合引入的干擾

因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)當(dāng)中，需要對(duì)很多的控制信號(hào)線給予平行布置，而由于在平行導(dǎo)線間存在著分布電容，那么就會(huì)為交變干擾信號(hào)提供一定的電抗通道，從而加大了外部干擾的進(jìn)入概率。

1.4 電磁耦合引入的干擾

所謂的電磁耦合即為利用電感引入的感應(yīng)電勢(shì)[2]。在所有的交變信號(hào)線周圍都會(huì)存在著交變電磁場(chǎng)，而這些電磁場(chǎng)又會(huì)在并行的導(dǎo)體間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而對(duì)線路產(chǎn)生一定的干擾。

1.5 雷擊引入干擾

在雷擊的作用下，可能會(huì)使得系統(tǒng)周圍出現(xiàn)很大的電磁干擾，而且也可能會(huì)利用各種接地線將干擾引入到熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中。

1.6 現(xiàn)代無(wú)線通訊設(shè)備產(chǎn)生的干擾

各種現(xiàn)代無(wú)線通訊工具，例如手機(jī)等都會(huì)發(fā)射出比較強(qiáng)的電磁波，而這些電磁波會(huì)產(chǎn)生一定的交變磁場(chǎng)，并利用儀器儀表以及信號(hào)線上的電路耦合從而產(chǎn)生一定的干擾。

2 電廠熱工控制系統(tǒng)干擾信號(hào)的種類

2.1 差模干擾信號(hào)

所謂的差模干擾信號(hào)即為熱工控制信號(hào)在熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行疊加以及串聯(lián)，在此過(guò)程中因?yàn)楸舜说挠绊懽饔茫瑥亩a(chǎn)生的一種干擾信號(hào)。該信號(hào)主要是干擾熱工控制信號(hào)的兩個(gè)極點(diǎn)之間的電壓，此時(shí)其電磁場(chǎng)會(huì)在信號(hào)間的耦合感應(yīng)與電路失衡轉(zhuǎn)變?yōu)楣材８蓴_的時(shí)候形成電壓。此電壓會(huì)在熱工控制信號(hào)產(chǎn)生疊加，從而影響到熱工控制系統(tǒng)的控制功能，影響到系統(tǒng)的測(cè)量功能。

2.2 共模干擾信號(hào)

當(dāng)熱工控制信號(hào)對(duì)地面產(chǎn)生一定量的電位差以后，此電位差可通過(guò)以電磁輻射等方式對(duì)電工控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，而且也可以以對(duì)地電位差的方式，使得熱工控制系統(tǒng)信號(hào)線路出現(xiàn)感應(yīng)現(xiàn)象，這樣會(huì)產(chǎn)生電壓疊加問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生共模干擾信號(hào)，并對(duì)電廠的熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行干擾。

3 電廠熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的運(yùn)用

3.1 屏蔽系統(tǒng)干擾技術(shù)

這一技術(shù)主要是利用金屬導(dǎo)體將電廠熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中的信號(hào)線與電路等重要部位完全地包圍起來(lái)，形成一定的屏蔽體系，而且還要利用隔離測(cè)量的方法，對(duì)干擾信號(hào)以及系統(tǒng)設(shè)備給嚴(yán)密的測(cè)量，從而抑制電流產(chǎn)生的耦合性噪聲，進(jìn)而充分保障系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)免受外部電磁場(chǎng)的影響[4]。所以在電廠熱工控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，借助于具有屏蔽功能的電纜可以完全消除靜電作用的干擾信號(hào)，從而使得系統(tǒng)控制信號(hào)免受外部電磁場(chǎng)的影響。

3.2 平衡抑制技術(shù)

所謂的平衡抑制技術(shù)即借助于平衡電路，當(dāng)兩條導(dǎo)線具有相同的傳輸信號(hào)，而且還產(chǎn)生相同干擾電壓的時(shí)候，就能夠使得導(dǎo)線中的干擾電壓形成一個(gè)平衡的狀態(tài)，從而抵消干擾信號(hào)，進(jìn)而使得電廠的熱工控制系統(tǒng)免收外部磁場(chǎng)的影響。此項(xiàng)技術(shù)是熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分，而且也是所有抗干擾技術(shù)中比較簡(jiǎn)單而又靈活的方法之一。所以，在熱工控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，要科學(xué)合理地運(yùn)用平衡抑制技術(shù)，將雙絞線看做系統(tǒng)平衡電路，從而有效抑制外部電磁場(chǎng)中的干擾信號(hào)，使得電廠的熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.3 物理隔離技術(shù)

作為電廠電工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，物理隔離技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用范圍。在應(yīng)用物理隔離技術(shù)的時(shí)候，一定要采用科學(xué)合理的設(shè)置方式。首先要避免出現(xiàn)平行設(shè)置的狀況。要保障強(qiáng)弱信號(hào)導(dǎo)線的分離，不能將其捆扎在一起，更不可以使用同一條電纜。要盡可能地拉大干擾源信號(hào)導(dǎo)線與動(dòng)力導(dǎo)線之間的距離，在導(dǎo)線穿管鋪設(shè)的時(shí)候，要保障電源線以及信號(hào)線不能使用同一根電導(dǎo)線管。其次，要盡量保證芯電纜能夠傳遞同類的測(cè)量信號(hào)。例如在兩根導(dǎo)線傳遞相同信號(hào)的時(shí)候，要保證鋪設(shè)在在同一條電纜中。而且，要防止出現(xiàn)強(qiáng)電系統(tǒng)以及弱電信號(hào)回路同時(shí)接地線的現(xiàn)象。對(duì)于具有相同型號(hào)的兩根導(dǎo)線的地線路，要首先對(duì)其進(jìn)行短接，然后再與大地相連。最后，要保證防雷、電氣以及分布式控制系統(tǒng)不可以同時(shí)使用同一個(gè)接地網(wǎng)，而且要使得三者之間保持一定距離，避免三者之間出現(xiàn)相互影響，只有這樣才能有效保證熱工控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。endprint

4 處理熱工控制系統(tǒng)的干擾故障的有效措施

首先，要避免出現(xiàn)由于接地不良而造成的熱工控制系統(tǒng)故障。針對(duì)此問(wèn)題的預(yù)防重點(diǎn)即為有效控制系統(tǒng)接地電位的分布不均勻現(xiàn)象，要避免由接地產(chǎn)生的電位差而出現(xiàn)的循環(huán)電流，最終造成熱工控制系統(tǒng)不能正常地運(yùn)行。所以，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員要利用檢測(cè)儀表功能，使得系統(tǒng)的接地點(diǎn)能夠處于一種浮空的狀態(tài)，從而使得熱工控制系統(tǒng)接地能夠具有良好的設(shè)置，從而避免其他故障的發(fā)生，進(jìn)而使得電廠的熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，要避免出現(xiàn)熱工控制系統(tǒng)母聯(lián)倒閘而造成的保護(hù)動(dòng)作失誤現(xiàn)象。在母聯(lián)倒閘電纜發(fā)出較強(qiáng)的電磁干擾的時(shí)候，就會(huì)嚴(yán)重干擾到系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作控制信號(hào)，并將會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5]。針對(duì)此問(wèn)題，可以選用具有屏蔽功能的雙絞線，從而改變電纜干擾的走向，同時(shí)還要使其能夠與強(qiáng)電電纜保持相對(duì)的距離，進(jìn)而避免其對(duì)系統(tǒng)控制系統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生干擾。

再次，要避免發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)跳閘故障，尤其是要有效地防止循環(huán)水泵故障的發(fā)生。因?yàn)檠h(huán)水泵房要遠(yuǎn)離中央控制室，所以外部電磁場(chǎng)就會(huì)干擾到循環(huán)水泵房的控制信號(hào)，一旦循環(huán)水泵出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，那么緊接著熱工機(jī)組也會(huì)發(fā)生跳閘。因此，在實(shí)際的工作中，電廠的工作人員要嚴(yán)格地檢查中央控制室以及循環(huán)水泵的接地系統(tǒng)，從而有效地消除干擾信號(hào)，保證循環(huán)水泵能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

總而言之，電廠熱工控制系統(tǒng)功能能否得到正常發(fā)揮會(huì)關(guān)系到電廠的經(jīng)營(yíng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。這主要是由于熱工控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)干擾信號(hào)，而這些干擾信號(hào)會(huì)嚴(yán)重影響到熱工控制系統(tǒng)的安全以及功能。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾信號(hào)技術(shù)的研究，可以采用物理隔離技術(shù)、屏蔽干擾技術(shù)以及平衡抑制技術(shù)等多種不同的控制干擾技術(shù)有效地抑制干擾信號(hào)，從而提高電廠熱工控制系統(tǒng)的抗干擾能力，進(jìn)而使得熱工控制系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

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