抗干擾技術在電廠熱工控制系統中的應用研究

陳志明

摘 要：電廠熱工控制是電廠高效運行、安全生產的重要基礎，隨著電廠規模的擴大，機組容量的增加，電廠熱工控制被廣泛的應用于電廠生產領域當中，并取得較為顯著的成效，然而電廠熱工控制系統中的信號卻常常受到干擾，影響電廠熱工設備的正常運行，本文將從熱工控制系統中的干擾來源出發，深入研究抗干擾技術在電廠熱工控制系統中的應用，以供相關從業人員借鑒學習。

關鍵詞：電廠；熱工控制；電力設備；抗干擾技術

隨著我國經濟的快速發展，電力需求也隨之增加，為了實現高效運行、安全生產，大部分電廠都開始采用熱工控制系統用于生產，然而熱工控制系統的抗干擾能力較弱，容易受到干擾信號的影響，進而出現動作失靈等故障，使電廠的日常生產的連續性大打折扣，本文將立足于電廠熱工控制系統中干擾信號的類別，探討電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術。

1 電廠熱工控制系統應用中存在的干擾源種類

1.1 供電電源干擾

熱工控制系統的工作環境非常復雜，容易受到周邊磁場的影響。熱工控制系統的周邊不僅有強大的磁場，還有交直流傳動裝置。這都會導致電廠熱工控制系的失靈，尤其交直流傳動裝置會產生諧波，這會直接造成電力設備的停止運行，給電廠的生產與運行帶來不利的影響。為了應對諧波的干擾，許多企業都在供電電源的周圍布置了隔離設備，但受技術條件的限制，隔離效果都不甚理想。[ 1 ]

1.2 熱工控制系統的內部干擾

熱工控制系統的電路復雜，不同的電路之間常出現電流或者輻射干擾，可以按照邏輯電路的不同，將內部信號干擾分為同頻干擾和臨頻干擾。相比同頻干擾，鄰頻干擾主要指傳輸的信號受頻率相近的信號的干擾，從而導致接收機的頻譜內，出現許多非目標信號，對目標信號的接收工作產生一定的影響。隨著現代電網的不斷發展，其兼容性、傳播速率、電網構架都有大幅度的提升，然而也出現了許多問題，隨著熱工控制系統容量的增加，對信號接收的頻率更寬了，每個一定距離頻率會重復出現，從而一個頻帶能夠接收到許多相近頻率的信號，給目標信號的傳輸工作造成不利的影響。要提高熱工控制系統的穩定性，首先要杜絕系統內部的干擾源，從而提高電廠生產的效率。

1.3 信號的干擾

熱工控制系統常常處于一個較為復雜的環境中，不可避免的會受到周邊信號的干擾，尤其同頻的信號，會對電力設備的運行帶來不利的影響。因此當熱工控制系統遇到載頻相同的信號，一定程度上會影響信號的正常傳輸，使接收器無法接收到受到被同頻干擾的信號。相關技術人員將電力設備的發射功率調整到合適的范圍內，能夠有效的控制同頻信號互相干擾的現象，提高電網基站的工作效率。[ 2 ]

2 電廠熱工控制系統中抗干擾技術的應用

2.1 物理隔離技術

物理隔離技術是常見的抗干擾技術，因此被廣泛的使用于電廠熱工控制系統當中，物理隔離技術是指將影響熱工控制系統正常運行的信號源進行隔離，從而屏蔽掉干擾信號，降低外部磁場對熱工控制系統的影響。[ 3 ]

此外，物理隔離技術還能進一步提高漏電阻的絕緣效果，充分提高電廠熱工控制系統運行的穩定性。技術人員可以在線纜的周圍布置絕緣材料，避免各系統之中出現互相干擾的現象。

此外，為了確保相鄰的線路之間不產生干擾，相關技術人員應該采取相應的預防措施，許多技術人員為了方便維護與管理，對熱工控制系統的電纜進行捆扎處理，這不僅會增強信號之間的互相干擾，還會降低電廠電力設備運行的可靠性，正確的做法是控制隔離導線的平行設計，來增強隔離效果，從而提高熱工控制系統的安全性。

2.2 平衡抑制技術

平衡抑制技術是熱工控制系統抗干擾技術的重要組成部分，也是穩定性最高一種抗干擾技術，在使用平衡抑制技術之前，需要保證熱工控制系統的電路平衡，從而達到信號干擾互相抵消的作用。平衡抑制技術的使用較為靈活，要求相關工作人員對其原理有一定的了解，能夠在實際的操作當中，維持熱工控制系統的穩定性。此外，平衡抑制技術還對熱工控制系統的內部干擾源具有一定的抑制作用，能夠為熱工控制系統提供外層的保護，具有較高的實用價值。

2.3 屏蔽系統干擾技術

信號干擾是影響熱工控制系統正常運作的主要干擾源，因此可以采用屏蔽系統干擾的方式，降低干擾信號對系統重要部件的影響，如控制電纜的屏蔽線、控制機柜的接地線。其屏蔽系統干擾技術的原理是通過加強信號傳輸方向的針對性，從而控制信號的主波直接對準接收器，這種技術主要利用特殊金屬的信號隔離的屬性，達到保護系統的目的。一般來說，擴充熱工控制系統容量雖然能夠提供較好的傳播效果，但在一定程度上也限制了信號的傳遞的精確性，而屏蔽系統干擾技術的應用，彌補了兩個極點間相互干擾的缺陷，在不影響電力設備運行的基礎上，提高了熱工控制系統的抗干擾能力，充分發揮了屏蔽技術的作用，并且屏蔽系統干擾技術與其他抗干擾技術一起使用，也能起到顯著的效果，因此在短時間內得到業界的青睞，并推廣應用。[ 4 ]

3 抗干擾技術在實際案例中的應用

某電廠發生了循環水泵不明原因跳閘現象，相關工作人員對現場儀表、DCS控制系統及通道卡件均進行了檢查，但并未查明原因。為查明循環水泵跳閘的原因，相關工作人員使用了屏蔽信號干擾技術，切斷干擾途徑。對模擬信號增加電容濾波回路，終于在分布式控制系統組態中找到影響循環水泵正常工作的干擾信號，使問題得到解決。

4 小結

總而言之，為了加強熱工控制系統中的連續運行的能力，應該加強抗干擾技術的應用，盡量將信號干擾與供電電源干擾造成的影響降到最低，是電廠各生產設備能夠在抗干擾技術的保護下，安全穩定的運行。

參考文獻：

[1] 張培建，吳建國.先進控制技術在電廠熱工過程控制中的應用[J].南通大學學報報（自然科學版），2014，04：74-77.

[2] 王文蘭，張曉東，丁美，王秀玲.Matlab在電廠熱工自動控制系統教學中的應用[A].中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社.中國計量協會冶金分會2010年會論文集[C].中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社，2010：4.

[3] 管志敏.自抗擾控制技術在大型火電機組控制系統中的應用研究[D].華北電力大學（北京），2010.

[4] 楊錦，龍新峰，梁平.預測控制技術在電廠熱工過程中的應用分析[J].電力設備，2016，05：57-61.