發(fā)電廠控制系統(tǒng)抗干擾問題研究

柳衛(wèi)榮

摘 要：本文指出的發(fā)電廠在工程實施和運用中不得不綜合考慮的控制系統(tǒng)的抗干擾能力是通過分析幾種干擾因素對發(fā)電廠的控制系統(tǒng)的影響，本文還列舉了寧海電廠對總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用，采用現(xiàn)場總線設(shè)備的抗干擾能力，以及分析現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：總線控制系統(tǒng) 抗干擾性能 火電廠

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0144-01

隨著分散控制系統(tǒng)、可編程控制系統(tǒng)和總線控制系統(tǒng)在發(fā)電廠生產(chǎn)控制中廣泛的應(yīng)用，發(fā)電廠控制技術(shù)也得到了蓬勃的發(fā)展，但是控制系統(tǒng)的抗干擾能力關(guān)系到整個系統(tǒng)是否可以有效運行。要想提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力，一方面必須要生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾的能力，而另一方面，就要求工程設(shè)計、安裝施工以及使用維護過程中引起高度重視，這樣就可以有效的增強系統(tǒng)的抗干擾能力了。

1 干擾源對系統(tǒng)的影響

1.1 干擾源概念及分類

干擾源就是電流或者電壓劇烈變化的時候，由電荷劇烈移動產(chǎn)生的噪聲源。而影響控制系統(tǒng)的干擾源和影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源是基本一樣的。

干擾源主要分為差模干擾和共模干擾。差模干擾是由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓作用于信號兩極間，對控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，它是直接疊加的信號上的，并且直接影響著測量和控制的精度。共模干擾主要是由電網(wǎng)串入、地電位差以及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成，是信號對地的電位差。當采用隔離性能差的配電器供電室并且共模電壓較大時，變送器輸出的信號共模電壓會很高，甚至可能高達130 V及以上。共模電壓也可轉(zhuǎn)化成差模電壓，主要是通過不對稱的電路，這會直接影響測控的信號，甚至?xí)斐稍骷膿p壞，而這種干擾可能是直流也可能是交流的。解決這兩種干擾源最有效的辦法是在原來的電路上加上信號隔離器就可以解決這個問題了。

1.2 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源

控制系統(tǒng)受多種因素的干擾，其中主要受控制系統(tǒng)的電磁干擾主要來源于空間的輻射、系統(tǒng)的外界線、電源、信號線的接入、接地系統(tǒng)的混亂以及系統(tǒng)的內(nèi)部原因。

空間輻射的分布是非常復(fù)雜的，它主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電器設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備產(chǎn)生的。只有系統(tǒng)在空間輻射的范圍內(nèi)，它才會受到輻射的影響，它主要是先對控制設(shè)備的內(nèi)部進行影響，然后再對電路感應(yīng)產(chǎn)生影響；或是先對控制設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò)進行影響，然后再對通信線路進行干擾。

外界干擾即傳導(dǎo)干擾，這種干擾現(xiàn)象最為嚴重，主要是通過電源盒信號線進行影響，這是由于發(fā)電廠是強電場和弱電磁場所密集的地方。

電源干擾是主要是因為電源引入導(dǎo)致控制系統(tǒng)的故障，由于供電網(wǎng)絡(luò)覆蓋了全廠，其影響了電網(wǎng)內(nèi)部的變化，而控制系統(tǒng)的供電大多是來自電廠的供電網(wǎng)絡(luò)的。

信號線引入的干擾是出傳輸有效信息外，控制系統(tǒng)連接的其他信號傳輸線總會受到外部干擾信號的影響，它的影響途徑主要為：線通過供電的電源對電網(wǎng)進行干擾，干擾之后信號線就會受到空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，這個干擾是十分嚴重的。

接地可以提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效辦法，接地的正確與否會直接影響控制系統(tǒng)，正確的接地可以抑制電磁干擾和設(shè)備干擾的影響，但是錯誤的接地就會導(dǎo)致嚴重的信號干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行。

系統(tǒng)內(nèi)部的干擾是屬于制造廠對系統(tǒng)進行電磁兼容設(shè)計，它是由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互作用產(chǎn)生的，比較復(fù)雜，但是應(yīng)用部門是無法進行改變的，因此不需要過多的進行考慮，但是需要選擇較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。

2 工程實施中主要的抗干擾措施

抗干擾措施必須從開始階段就采取抑制措施，這是為了保證控制系統(tǒng)在電磁干擾中少受或者免受內(nèi)外電磁的干擾。主要有三種抑制措施：一是抑制干擾源；二是切斷或減少電磁干擾的傳播途徑；三是提高設(shè)備配置及系統(tǒng)的抗干擾能力。

控制系統(tǒng)的抗干擾需要制造單位設(shè)計生產(chǎn)出具有較強的抗干擾能力的控制系統(tǒng)，使用部門結(jié)合實際情況在工程設(shè)計、安裝施工和運行維護中進行全面的考慮并進行綜合設(shè)計，這樣才能保證控制系統(tǒng)的兼容性和可靠性，因此，控制系統(tǒng)的抗干擾是一個系統(tǒng)工程。此外還需要考慮系統(tǒng)外部的幾種抑制措施，主要包括：對系統(tǒng)及外引線進行屏蔽來防空間輻射電磁的干擾；對外引線加裝隔離器，特別是原理動力電纜，然后進行分層布置，以防通過外引線引入傳導(dǎo)電磁的干擾；正確設(shè)計接地點和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。

3 總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 國華寧海電廠二期簡介

浙能國華寧海電廠二期2×1000WM機組的燃煤機組（#5機組及#6機組）脫硫工程總線控制系統(tǒng)是使用現(xiàn)場總線技術(shù)?？偩€的模件卡設(shè)備采用德國西門子（SIEMENS）的產(chǎn)品。其中兩臺機組的脫硫公用系統(tǒng)部分掛在#5機組，OLM卡有28塊，DP/PA Link卡有9塊，DP/PA Coupler卡有18塊，Repeater卡有4塊，Terminal卡有36塊，Y-Link卡有15塊。

3.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的抗干擾能力

國華寧海電廠的控制系統(tǒng)采用了當今自動化系統(tǒng)中流行的現(xiàn)場總線控制技術(shù)，但是在試運行期間卻經(jīng)常受到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的困擾。通過對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障原因分析，提出現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在設(shè)計中必須保證接地系統(tǒng)的可靠性。國華寧海電廠的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)必須盡可能的避免電磁干擾，合理使用現(xiàn)場總線通訊元件提升系統(tǒng)的抗干擾能力，主要就可以保證整個總線控制系統(tǒng)的穩(wěn)定不受干擾的運行。

但是在電站自動化領(lǐng)域中，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用還需要進一步深入和擴大，所以其穩(wěn)定性還是有待于時間的考驗的，所以對于采用現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構(gòu)，應(yīng)充分考慮電站自動化系統(tǒng)的特征和現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)勢，以此達到應(yīng)有的效果。

4 FCS在火電廠的應(yīng)用前景

由于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，所以它是目前使用最為廣泛的控制系統(tǒng)。這是過去使用的任何控制系統(tǒng)都無法與之作比較的，但是作為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心部分—— 總線協(xié)議，它已經(jīng)在火電廠控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中成功運行，也為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

控制系統(tǒng)中的干擾因素是一個十分復(fù)雜的問題，因此抗干擾措施必須通過合理的設(shè)計才能有效地抑制干擾、抗干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，采取對癥下藥的方法，這樣才能夠使控制系統(tǒng)正常工作。

參考文獻

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