電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾問題探析

摘 要：在電廠熱工控制系統(tǒng)之中，會(huì)因?yàn)榉N種原因而受到同熱工控制沒有關(guān)系的信號(hào)的干擾，通常所說的干擾信號(hào)指的是竄入或者疊加系統(tǒng)有效信號(hào)的干擾信號(hào)。其會(huì)引發(fā)較大的安全事故，基于此，文章分析了干擾信號(hào)的分類、主要來源以及如何應(yīng)對(duì)抗干擾信號(hào)。

關(guān)鍵詞：電廠熱工控制；系統(tǒng)；抗干擾

引言

影響電廠有序、安全生產(chǎn)的因素很多，電廠熱工控制系統(tǒng)中的干擾信號(hào)是其中之一。在我國經(jīng)濟(jì)推動(dòng)之下，對(duì)于電的需求量逐漸提升，于此同時(shí)電廠規(guī)模以及機(jī)組容量逐漸擴(kuò)大。在當(dāng)前現(xiàn)代技術(shù)的推動(dòng)以及應(yīng)用之中，熱工控制系統(tǒng)的功能以及整個(gè)系統(tǒng)慢慢轉(zhuǎn)向復(fù)雜。從系統(tǒng)論的角度來看，熱工控制系統(tǒng)功能多、系統(tǒng)復(fù)雜的話，其會(huì)受到內(nèi)外部干擾的幾率也會(huì)增加。干擾導(dǎo)致熱工控制系統(tǒng)動(dòng)作失靈以及檢測問題，進(jìn)而對(duì)電廠生產(chǎn)產(chǎn)生影響，因此需要對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)進(jìn)行全面的研究。

1 干擾信號(hào)的分類

從實(shí)際之中作用于熱工信號(hào)的方法主要有差模干擾以及共模干擾信號(hào)兩種。

1.1 差模干擾信號(hào)

差模干擾信號(hào)產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)闊峁た刂菩盘?hào)在熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)和疊加的過程中因彼此影響進(jìn)而形成的一種干擾信號(hào)。熱工控制系統(tǒng)差模干擾信號(hào)主要是對(duì)熱工控制信號(hào)兩個(gè)極點(diǎn)間電壓形成干擾，此時(shí)電磁場就會(huì)在信號(hào)之間的耦合感應(yīng)和電路失衡變換成為共模干擾之時(shí)，出現(xiàn)一定的電壓。[1]而如果電壓疊加在熱工控制信號(hào)之上時(shí)，則就會(huì)對(duì)熱工控制系統(tǒng)的測量功能以及控制功能產(chǎn)生較大的影響，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 差模干擾示意圖

1.2 共模干擾信號(hào)

出現(xiàn)共模干擾信號(hào)處出現(xiàn)的原因在于熱工控制信號(hào)會(huì)對(duì)地出現(xiàn)一定的地位差，此種地位差以電磁輻射以及電網(wǎng)竄入的方法對(duì)熱工控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，使用對(duì)地電位差的方法會(huì)對(duì)熱工控制系統(tǒng)信號(hào)線路產(chǎn)生干擾，進(jìn)而導(dǎo)致電壓疊加問題的出現(xiàn)，干擾到熱工控制系統(tǒng)。而共模干擾信號(hào)是熱工控制系統(tǒng)之中十分重要的信號(hào)種類，其在具體應(yīng)用之中需要做好對(duì)共模干擾信號(hào)的控制。

2 熱工控制系統(tǒng)中干擾的主要來源

2.1 通過具體實(shí)踐表明，因?yàn)殡娫唇尤敫蓴_導(dǎo)致人工控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題的情況比較多，通常熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行供電的電源是由電網(wǎng)提供，因?yàn)殡娋W(wǎng)覆蓋范圍比較大，容易受到空間全部電磁場的干擾，特別是因?yàn)殡娋W(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)變化，比如說大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置導(dǎo)致的諧波、開關(guān)操作浪涌以及電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等等問題，都將會(huì)通過輸電線路直接傳遞到電源的用戶。熱工控制系統(tǒng)電源一般使用的是隔離技術(shù)，然而因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)以及制造技術(shù)的制約，導(dǎo)致其隔離性較弱，加之分布參數(shù)的問題，不能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)隔離。

2.2 信號(hào)線的干擾，同熱工控制系統(tǒng)之間進(jìn)行連接的種種信號(hào)傳輸線，除傳輸有效的種種信息之外，同時(shí)還會(huì)存在外部信號(hào)的干擾。當(dāng)前干擾信號(hào)的形式主要包括有兩種：首先是使用公用信號(hào)儀表以及變送器供電電源的干擾，這種干擾較為容易被忽視。第二，空間電磁輻射感應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)線受到一定的干擾，就是通常所說的信號(hào)線外部感應(yīng)干擾，這種干擾對(duì)于系統(tǒng)的危害較大，因?yàn)樾盘?hào)線的干擾導(dǎo)致測量精度的降低以及I/O信號(hào)出現(xiàn)異常，較為嚴(yán)重之時(shí)還會(huì)導(dǎo)致元器件損壞問題，而對(duì)隔離性能比較差的熱工系統(tǒng)，將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)之間的彼此干擾情況出現(xiàn)，使得共地系統(tǒng)總線出現(xiàn)回流現(xiàn)象，進(jìn)而使得邏輯數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常、誤動(dòng)以及死機(jī)情況。

2.3 熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

在熱工控制系統(tǒng)的內(nèi)部干擾通常是通過電路間以及系統(tǒng)內(nèi)部之間電磁輻射呈現(xiàn)，比如說邏輯電路彼此之間的輻射以及對(duì)于模擬電路的影響，邏輯地以及模擬地之間彼此影響、元器件之間的彼此不相匹配使用等等。[2]當(dāng)前這些都是熱工系統(tǒng)制造商在對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)之時(shí)需要考慮的問題，極為復(fù)雜，要求作為應(yīng)用部門需要選擇經(jīng)過考驗(yàn)成熟、有較好應(yīng)用業(yè)績的控制系統(tǒng)。

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)干擾信號(hào)

對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽通常是把熱工控制系統(tǒng)使用屏蔽電路、組合件以及信號(hào)線等等使用金屬導(dǎo)體包圍，那么干擾信號(hào)可以同測量設(shè)備分離，也會(huì)對(duì)電流出現(xiàn)的耦合性噪聲有所抑制，系統(tǒng)測量信號(hào)不會(huì)受到外部電磁場的制約，所以在進(jìn)行熱工控制系統(tǒng)運(yùn)行之中，使用具有屏蔽作用的電纜，可以把靜電感擾信號(hào)及時(shí)清除。

3.2 采取平衡抑制方法

使用平衡抑制的方法，通常是通過使用平衡電路，把兩條導(dǎo)線相同的傳輸信號(hào)，形成的相同的干擾電壓之時(shí)，促使導(dǎo)線之中的干擾電壓處于一種平衡的狀態(tài)，那么其干擾信號(hào)會(huì)得到抑制，可以防止外部電磁場對(duì)于系統(tǒng)的干擾。

3.3 應(yīng)用物理隔離措施

為了制止干擾信號(hào)影響到熱工控制系統(tǒng)，通常可以使用物理隔離的措施將導(dǎo)線電阻的效果提升，有效實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。[4]其可以使用耐壓效果較好的電絕緣電阻以及絕緣材料，進(jìn)而提升的絕緣作用，防止對(duì)系統(tǒng)的干擾，而在系統(tǒng)物理隔離應(yīng)用之中，需要注重其設(shè)置方法，其要求是：第一，應(yīng)該避免強(qiáng)電系統(tǒng)回路以及弱電信號(hào)使用相同的接地線；第二，把控制系統(tǒng)、防雷接地網(wǎng)以及電氣等等分開設(shè)置，確保地界網(wǎng)之間有一定的距離存在；第三，確保多芯電纜可對(duì)類型的傳遞測量信號(hào)有作用。

3.4 接地保護(hù)

這里所說的接地保護(hù)是使用接地保護(hù)設(shè)備和人身安全一起來一直干擾，通常情況之下，接地的情況有兩種，首先是工作接地，其主要的是清除互感和互容耦合，這樣就可以保證儀表準(zhǔn)確可靠工作，并且把干擾信號(hào)及時(shí)削弱，將差模以及共模的干擾及時(shí)抑制。第二種是保護(hù)接地，則是將電儀表以及電氣設(shè)備在正常使用的情況下不帶電的金屬部分可以通過較為可靠的金屬連接接地體，一旦儀表盤意外帶電，那么接地短路電流絕大多數(shù)則可以通過接地釋放。[3]

4 結(jié)束語

電廠熱工控制系統(tǒng)之中的干擾問題是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，關(guān)系到工程設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試以及生產(chǎn)維護(hù)等等方面的內(nèi)容，所以在抗干擾設(shè)計(jì)之中需要考慮到多方面的因素，需要對(duì)其進(jìn)行合理的抑制，根據(jù)具體情況采取具有針對(duì)性的方法，這樣才可以保證控制系統(tǒng)正常的工作。

參考文獻(xiàn)

[1]梁仕凱.電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾問題探析[J].經(jīng)營管理者，2012（16）：379.

[2]易偉峰，劉五義.電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾問題[J].華中電力，2006（06）：53-54.

[3]翟曉文.電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾分析[J].才智，2009（22）：147-148.

[4]張長斌.電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（22）：182.

作者簡介：周長華（1975-），男，山東省濟(jì)南市，山東電力建設(shè)第二工程公司，工程師、學(xué)士，研究方向：電廠調(diào)試、DCS、工程管理。