火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施

【 摘 要 】 火力發(fā)電廠運行的過程中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對于其正常運行具有非常重要的作用，但是在實際的工作過程中，由于干擾源眾多，會對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生一定的干擾，采取有效的抗干擾措施，保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作是非常必要的。

【 關(guān)鍵詞 】 火力發(fā)電廠；計算機監(jiān)控系統(tǒng)；抗干擾措施

1 引言

隨著計算機技術(shù)及各項信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，計算機監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于火力發(fā)電廠中，該系統(tǒng)的應(yīng)用，使得火力發(fā)電廠在運行的過程中能夠及時的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的異常，對于保證火力發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的作用，但是由于計算機監(jiān)控系統(tǒng)的工作環(huán)境及自身條件的影響，使得系統(tǒng)在工作的過程中容易受到較強的干擾，對其干擾的類型及主要的傳播途徑進(jìn)行分析，并采取有效的措施抑制干擾非常的必要，本文就針對此予以簡單分析。

2 火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)中主要的干擾源

在火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程中，能夠造成系統(tǒng)干擾的因素是多種多樣的，從整體上來對其進(jìn)行簡單分析，主要可以將其各種干擾源劃分為內(nèi)部干擾源與外部干擾源兩類，其中內(nèi)部干擾主要是指由于計算機監(jiān)控系統(tǒng)的本身的制造工藝、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等造成的干擾，要消除這部分的干擾，需要對計算機自身的程序設(shè)計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析；而外部干擾主要指的是計算機監(jiān)控系統(tǒng)所處的外部環(huán)境所造成的干擾，這部分的干擾與其自身的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有直接的關(guān)系。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)所處空間中的電或者磁會對系統(tǒng)造成較嚴(yán)重的干擾，而其所處空間中的電或磁是來源于多種不同的途徑的，電氣設(shè)備運行過程中的工頻過電壓、雷擊過電壓、靜電感應(yīng)、交流電磁感應(yīng)、暫態(tài)過程等都會導(dǎo)致空間中出現(xiàn)較強烈的電或者磁。另外，天體及太陽附設(shè)的電暈、火花、廣播、電磁波等都會造成空間中電或磁的產(chǎn)生，這些空間中的電或磁，不僅會對計算機監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生直接的內(nèi)部輻射，還會對系統(tǒng)中的信號線、通訊線、電源等產(chǎn)生影響，從而對計算機監(jiān)控系統(tǒng)造成間接的干擾。

3 火力發(fā)火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)工作過程中各干擾的主要傳播途徑

接地網(wǎng)干擾、磁場耦合干擾、電場耦合干擾、直接耦合方式是火力電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)工作過程中各種干擾常見的集中傳播途徑，對這幾種傳播途徑進(jìn)行簡單分析。

（1）接地網(wǎng)的干擾。其主要的傳播方式是：如果在接地網(wǎng)的工作過程中，有大容量的設(shè)備出現(xiàn)了對地短路，該短路電流會在運行的過程中造成接地網(wǎng)上聚變電壓的出現(xiàn)，而計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的邏輯地之間是有電阻存在的，這就會導(dǎo)致邏輯地之間出現(xiàn)電位差，這會直接的影響到計算及的安全、穩(wěn)定運行，在這樣的干擾中，減小接地電阻的值是有效的消除干擾的途徑，可以采用并聯(lián)的連接方式實現(xiàn)各個邏輯地的接地母線與接地網(wǎng)的連接。

（2）磁場耦合。該種干擾的主要傳播途徑是：相關(guān)干擾信號進(jìn)入到計算機監(jiān)控系統(tǒng)的電路中時，主要的傳播途徑是電流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場與信號線的互感、耦合，消除這種干擾的有效途徑是將信號線與電源進(jìn)行屏蔽。

（3）電場的耦合。相關(guān)的測量信號與干擾信號之間具有分布的電容，通過分布電容耦合，干擾信號會經(jīng)過信號引線進(jìn)入到計算機電路中，要想有效的消除此類干擾，最有效的方法是對電場進(jìn)行有效的屏蔽。

（4）在直接耦合的傳播方式中，干擾信號進(jìn)入到計算機監(jiān)控系統(tǒng)的電路中是之間通過導(dǎo)線傳輸進(jìn)入的，計算機接地線、計算機供電電源、計算機輸入輸出信號線等都是干擾信號傳輸過程中經(jīng)過的路線，要對這種形式的干擾予以有效的消除，其中最有效的措施是采取有效的去耦措施。

4 電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)中各干擾的主要表現(xiàn)形式

4.1 共模干擾

共模干擾與差模干擾是計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的干擾信號主要的兩種表現(xiàn)形式，其中的共模干擾指的是信號源的對地電位與信號放大器對地電位之差Vc，對放大器所造成的干擾，這一類的干擾就是共模干擾，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

上式中，Zr表示的含義是放大器的內(nèi)阻，Vc表示的含義是共模電壓，Vs表示的含義是信號源，對共模電壓對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其首先是轉(zhuǎn)換成了差模干擾的形式，然后將其加入到計算機的輸入端，對計算機監(jiān)控系統(tǒng)造成一定的影響，轉(zhuǎn)換為差模干擾電壓Vn的過程如圖2所示。

其中共模干擾電壓Vn的計算公式如下式所示：

Vn=Ic1×Zs1-Ic2×Zs2=

Vc×Zs1/（Zc1+Zs1）-Vc×Zs2/（Zc2+Zs2）

由于上式中的Zc1?Zs1，Zc2?Zs2可以將上式進(jìn)行簡化，簡化之后的計算公式為：

Vn≈Vc×（Zs1/Zc1-Zs2/Zc2）

在實際的應(yīng)用中，如果想要是系統(tǒng)的抗共模干擾的能力得到有效的提升，在保證系統(tǒng)正常運行的前提下，要采用盡量短的信號引入線，并且Zc1與Zc2的取值要盡量的大，并且其阻值應(yīng)該在理論上保持相等，這是因為從理論上來分析，如果Zs1/Zc1與Zs2/Zc2的值相等，那么Vn的值為0，在實際的分析中，通常將共模抑制比作為衡量放大器的抑制共模干擾的能力，可以將其應(yīng)用CMRR來進(jìn)行表示，其表示式如下式所示。

CMRR=20LgVc/Vn

上式中，Vn表示的含義是差模差模干擾電壓，Vc表示的含義是共模干擾電壓，空間電磁場的信號線的感應(yīng)、地電位差的感應(yīng)以及電網(wǎng)干擾的竄入是共模干擾產(chǎn)生的最主要的原因。

4.2 差模干擾

差模干擾主要是指干擾存在的形式是串聯(lián)于信號源回路中，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3中，A表示的是計算機輸入回路中的放大器，Vs表示的含義是信號源，如果有交變電流Ia流過臨近的干擾線，該交變電流所產(chǎn)生的電磁干擾信號會經(jīng)過C1、C2分布電容的耦合，被引入至放大器的輸入端，上圖中b表示的是差模干擾的表現(xiàn)形式，Vn表示的含義是疊加于Vs上的差模干擾的值，50Hz的工頻干擾、空間磁場引起的磁場耦合、分布式電容引起的電場耦合等是導(dǎo)致差模干擾產(chǎn)生的最主要的原因。endprint

5 對通過電源線進(jìn)入系統(tǒng)的干擾進(jìn)行抑制的相關(guān)措施

計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的供電電源是直接應(yīng)用電網(wǎng)供電，而電網(wǎng)在實際的分布中，其空間中具有非常廣泛的分布范圍，這將會使其受到嚴(yán)重的電磁波的干擾，而在電網(wǎng)的運行過程中，電網(wǎng)的暫態(tài)狀態(tài)、大型設(shè)備的啟停、開關(guān)操作浪涌等電網(wǎng)內(nèi)部的變化都會經(jīng)過輸電線路傳入到電源中，為了有效的減少進(jìn)入耦合中的干擾的值，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行的過程中，應(yīng)該選用隔離性能比較好的電源，對于一些與計算機監(jiān)控系統(tǒng)有著直接的聯(lián)系的相關(guān)電氣設(shè)備的供電電源，其進(jìn)入耦合中的共模電壓的值一般是比較大的，一般會選用隔離效果比較好的小容量電容來進(jìn)行有效的隔離。另一方面，想要有效地提高系統(tǒng)中的供電可靠性，可以應(yīng)用線式UPS將公用儀表系統(tǒng)、變送器、計算機等進(jìn)行有效的連接，使其采用統(tǒng)一的供電系統(tǒng)，這能夠?qū)ο嚓P(guān)的干擾進(jìn)行有效的隔離。

6 火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的簡單分析

6.1 邏輯接地

邏輯接地的主要目的是為計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的各個邏輯地提供基準(zhǔn)零電位，這主要是由于在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，其內(nèi)部具有較多的電子線路，而各個線路中的直流工作電位是有所不同的，要使其能夠進(jìn)行正常的工作，必須具有一個統(tǒng)一的參考零電位，并且地球具有穩(wěn)定的電位，靜電容量的值也很大，將其作為計算機系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位非常的合適，邏輯地接電氣接地網(wǎng)、邏輯地接專用接地網(wǎng)、邏輯地浮空是常用的集中邏輯地的處理方式。

6.2 屏蔽接地

系統(tǒng)中進(jìn)行屏蔽接地的主要目的是為屏蔽層上的靜電電荷、感應(yīng)電壓及感應(yīng)電流提供其所需的通向大地的通道，在進(jìn)行屏蔽接地建設(shè)的過程中，應(yīng)該保證有且只有一點接地，在具體的實施過程中，應(yīng)該注意以下的問題：（1）在殼式熱電阻及熱電偶的連接過程中，應(yīng)該將測量信號線中的屏蔽層在信號源側(cè)進(jìn)行接地；（2）在進(jìn)行絕緣式熱電阻及熱電偶的連接時，其測量信號線的屏蔽層的接地應(yīng)該在計算機側(cè)來完成；（3）如果信號電纜中含有接頭，在進(jìn)行屏蔽層的相關(guān)接頭的連接時，應(yīng)該采用絕緣帶將屏蔽層的裸露部分包好，以免在其運行的過程中出現(xiàn)多點接地的情況；（4）如果要在就地端子箱處應(yīng)用對絞多芯總屏電纜取代多個對絞對屏信號電纜進(jìn)行信號的傳輸，應(yīng)該注意各個接頭的妥善連接。

7 結(jié)束語

在火力發(fā)電廠的運行過程中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對于保證電廠的正常運行具有非常重要的作用，由于工作環(huán)境的特殊，計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常面臨著較大的干擾，并且干擾源也是多種多樣的，本文就在對其主要的干擾源、干擾源傳播途徑、表現(xiàn)形式等進(jìn)行簡單分析的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的抗干擾措施，由于火力電廠的電磁環(huán)境比較復(fù)雜，在實際的干擾抑制過程中，需要對各種干擾因素進(jìn)行綜合的分析，這樣才能取得有效的抗干擾作用，保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂平洋.火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].新疆電力，2013（6）.

[2] 鄭江.發(fā)電廠和變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].廣西電力工程，2012（5）.

[3] 孟濤，岳恒，柴天佑.大型火力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[J].控制工程，2011（8）.

[4] 費炳生.水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].浙江電力，2012（8）.

[5] 胡榮軍.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].農(nóng)村電氣化，2010（11）.

作者簡介：

宋延成（1967-），男，東北電力學(xué)院，大學(xué)本科，中電投東北電力有限公司，高級工程師；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：從事信息化建設(shè)與管理工作。endprint

5 對通過電源線進(jìn)入系統(tǒng)的干擾進(jìn)行抑制的相關(guān)措施

計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的供電電源是直接應(yīng)用電網(wǎng)供電，而電網(wǎng)在實際的分布中，其空間中具有非常廣泛的分布范圍，這將會使其受到嚴(yán)重的電磁波的干擾，而在電網(wǎng)的運行過程中，電網(wǎng)的暫態(tài)狀態(tài)、大型設(shè)備的啟停、開關(guān)操作浪涌等電網(wǎng)內(nèi)部的變化都會經(jīng)過輸電線路傳入到電源中，為了有效的減少進(jìn)入耦合中的干擾的值，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行的過程中，應(yīng)該選用隔離性能比較好的電源，對于一些與計算機監(jiān)控系統(tǒng)有著直接的聯(lián)系的相關(guān)電氣設(shè)備的供電電源，其進(jìn)入耦合中的共模電壓的值一般是比較大的，一般會選用隔離效果比較好的小容量電容來進(jìn)行有效的隔離。另一方面，想要有效地提高系統(tǒng)中的供電可靠性，可以應(yīng)用線式UPS將公用儀表系統(tǒng)、變送器、計算機等進(jìn)行有效的連接，使其采用統(tǒng)一的供電系統(tǒng)，這能夠?qū)ο嚓P(guān)的干擾進(jìn)行有效的隔離。

6 火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的簡單分析

6.1 邏輯接地

邏輯接地的主要目的是為計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的各個邏輯地提供基準(zhǔn)零電位，這主要是由于在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，其內(nèi)部具有較多的電子線路，而各個線路中的直流工作電位是有所不同的，要使其能夠進(jìn)行正常的工作，必須具有一個統(tǒng)一的參考零電位，并且地球具有穩(wěn)定的電位，靜電容量的值也很大，將其作為計算機系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位非常的合適，邏輯地接電氣接地網(wǎng)、邏輯地接專用接地網(wǎng)、邏輯地浮空是常用的集中邏輯地的處理方式。

6.2 屏蔽接地

系統(tǒng)中進(jìn)行屏蔽接地的主要目的是為屏蔽層上的靜電電荷、感應(yīng)電壓及感應(yīng)電流提供其所需的通向大地的通道，在進(jìn)行屏蔽接地建設(shè)的過程中，應(yīng)該保證有且只有一點接地，在具體的實施過程中，應(yīng)該注意以下的問題：（1）在殼式熱電阻及熱電偶的連接過程中，應(yīng)該將測量信號線中的屏蔽層在信號源側(cè)進(jìn)行接地；（2）在進(jìn)行絕緣式熱電阻及熱電偶的連接時，其測量信號線的屏蔽層的接地應(yīng)該在計算機側(cè)來完成；（3）如果信號電纜中含有接頭，在進(jìn)行屏蔽層的相關(guān)接頭的連接時，應(yīng)該采用絕緣帶將屏蔽層的裸露部分包好，以免在其運行的過程中出現(xiàn)多點接地的情況；（4）如果要在就地端子箱處應(yīng)用對絞多芯總屏電纜取代多個對絞對屏信號電纜進(jìn)行信號的傳輸，應(yīng)該注意各個接頭的妥善連接。

7 結(jié)束語

在火力發(fā)電廠的運行過程中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對于保證電廠的正常運行具有非常重要的作用，由于工作環(huán)境的特殊，計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常面臨著較大的干擾，并且干擾源也是多種多樣的，本文就在對其主要的干擾源、干擾源傳播途徑、表現(xiàn)形式等進(jìn)行簡單分析的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的抗干擾措施，由于火力電廠的電磁環(huán)境比較復(fù)雜，在實際的干擾抑制過程中，需要對各種干擾因素進(jìn)行綜合的分析，這樣才能取得有效的抗干擾作用，保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂平洋.火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].新疆電力，2013（6）.

[2] 鄭江.發(fā)電廠和變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].廣西電力工程，2012（5）.

[3] 孟濤，岳恒，柴天佑.大型火力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[J].控制工程，2011（8）.

[4] 費炳生.水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].浙江電力，2012（8）.

[5] 胡榮軍.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].農(nóng)村電氣化，2010（11）.

作者簡介：

宋延成（1967-），男，東北電力學(xué)院，大學(xué)本科，中電投東北電力有限公司，高級工程師；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：從事信息化建設(shè)與管理工作。endprint

5 對通過電源線進(jìn)入系統(tǒng)的干擾進(jìn)行抑制的相關(guān)措施

計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的供電電源是直接應(yīng)用電網(wǎng)供電，而電網(wǎng)在實際的分布中，其空間中具有非常廣泛的分布范圍，這將會使其受到嚴(yán)重的電磁波的干擾，而在電網(wǎng)的運行過程中，電網(wǎng)的暫態(tài)狀態(tài)、大型設(shè)備的啟停、開關(guān)操作浪涌等電網(wǎng)內(nèi)部的變化都會經(jīng)過輸電線路傳入到電源中，為了有效的減少進(jìn)入耦合中的干擾的值，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行的過程中，應(yīng)該選用隔離性能比較好的電源，對于一些與計算機監(jiān)控系統(tǒng)有著直接的聯(lián)系的相關(guān)電氣設(shè)備的供電電源，其進(jìn)入耦合中的共模電壓的值一般是比較大的，一般會選用隔離效果比較好的小容量電容來進(jìn)行有效的隔離。另一方面，想要有效地提高系統(tǒng)中的供電可靠性，可以應(yīng)用線式UPS將公用儀表系統(tǒng)、變送器、計算機等進(jìn)行有效的連接，使其采用統(tǒng)一的供電系統(tǒng)，這能夠?qū)ο嚓P(guān)的干擾進(jìn)行有效的隔離。

6 火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的接地系統(tǒng)的簡單分析

6.1 邏輯接地

邏輯接地的主要目的是為計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的各個邏輯地提供基準(zhǔn)零電位，這主要是由于在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，其內(nèi)部具有較多的電子線路，而各個線路中的直流工作電位是有所不同的，要使其能夠進(jìn)行正常的工作，必須具有一個統(tǒng)一的參考零電位，并且地球具有穩(wěn)定的電位，靜電容量的值也很大，將其作為計算機系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位非常的合適，邏輯地接電氣接地網(wǎng)、邏輯地接專用接地網(wǎng)、邏輯地浮空是常用的集中邏輯地的處理方式。

6.2 屏蔽接地

系統(tǒng)中進(jìn)行屏蔽接地的主要目的是為屏蔽層上的靜電電荷、感應(yīng)電壓及感應(yīng)電流提供其所需的通向大地的通道，在進(jìn)行屏蔽接地建設(shè)的過程中，應(yīng)該保證有且只有一點接地，在具體的實施過程中，應(yīng)該注意以下的問題：（1）在殼式熱電阻及熱電偶的連接過程中，應(yīng)該將測量信號線中的屏蔽層在信號源側(cè)進(jìn)行接地；（2）在進(jìn)行絕緣式熱電阻及熱電偶的連接時，其測量信號線的屏蔽層的接地應(yīng)該在計算機側(cè)來完成；（3）如果信號電纜中含有接頭，在進(jìn)行屏蔽層的相關(guān)接頭的連接時，應(yīng)該采用絕緣帶將屏蔽層的裸露部分包好，以免在其運行的過程中出現(xiàn)多點接地的情況；（4）如果要在就地端子箱處應(yīng)用對絞多芯總屏電纜取代多個對絞對屏信號電纜進(jìn)行信號的傳輸，應(yīng)該注意各個接頭的妥善連接。

7 結(jié)束語

在火力發(fā)電廠的運行過程中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對于保證電廠的正常運行具有非常重要的作用，由于工作環(huán)境的特殊，計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常面臨著較大的干擾，并且干擾源也是多種多樣的，本文就在對其主要的干擾源、干擾源傳播途徑、表現(xiàn)形式等進(jìn)行簡單分析的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)的抗干擾措施，由于火力電廠的電磁環(huán)境比較復(fù)雜，在實際的干擾抑制過程中，需要對各種干擾因素進(jìn)行綜合的分析，這樣才能取得有效的抗干擾作用，保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂平洋.火力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].新疆電力，2013（6）.

[2] 鄭江.發(fā)電廠和變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].廣西電力工程，2012（5）.

[3] 孟濤，岳恒，柴天佑.大型火力發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[J].控制工程，2011（8）.

[4] 費炳生.水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].浙江電力，2012（8）.

[5] 胡榮軍.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾措施[J].農(nóng)村電氣化，2010（11）.

作者簡介：

宋延成（1967-），男，東北電力學(xué)院，大學(xué)本科，中電投東北電力有限公司，高級工程師；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：從事信息化建設(shè)與管理工作。endprint