電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾問題分析

摘要：電廠熱工控制系統(tǒng)是保證電廠安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其在長期運(yùn)行中容易受到信號的干擾。在信號干擾下，容易導(dǎo)致熱工控制系統(tǒng)產(chǎn)生測量偏差及保護(hù)動作失靈等故障，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致電力安全事件的發(fā)生。文章首先分析了對熱工控制系統(tǒng)干擾的信號種類，并對其干擾源進(jìn)行了分析，最后提出了相關(guān)的抗干擾技術(shù)，以保證電廠的安全、高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電廠；熱工控制系統(tǒng)；干擾信號；干擾源；測量偏差；保護(hù)動作失靈

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0047-02

電廠熱工控制系統(tǒng)作為保證電廠安全生產(chǎn)及高效運(yùn)行的重要設(shè)備，在電廠的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。隨著現(xiàn)代電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用越來越多，使熱工控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等越來越復(fù)雜，從而導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到的內(nèi)外部干擾的幾率不斷增大。系統(tǒng)在運(yùn)行中受到各種信號干擾，容易出現(xiàn)控制動作失靈、測量偏差等故障問題，從而影響電廠的正常、安全生產(chǎn)。這就要求必須要加強(qiáng)對熱工控制系統(tǒng)干擾信號的分析與了解，根據(jù)干擾信號采取相應(yīng)的抗干擾技術(shù)，保證熱工控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而保證電廠的安全生產(chǎn)。

1 熱工控制系統(tǒng)的干擾信號類別

1.1 差模干擾信號

這類信號是一種由熱工控制信號在系統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)與疊加時相互作用而形成的干擾信號。差模干擾信號通常是對熱工控制信號中的兩個極點(diǎn)之間的電壓進(jìn)行干擾，由于此時該電磁場將在信號間的耦合感應(yīng)和電路失衡轉(zhuǎn)化成共模干擾，因此會產(chǎn)生一定的電壓。當(dāng)電壓作用到熱工控制系統(tǒng)的信號上時，就會直接影響熱工控制系統(tǒng)的測量及控制功能，從而影響熱工控制系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行。

1.2 共模干擾信號

這類信號主要是由于熱工控制信號對地所產(chǎn)生的電位差引起的，而這種電位差不僅能通過電磁輻射、電網(wǎng)竄入等形式對熱工控制系統(tǒng)造成影響，還能以對地產(chǎn)生電位差的形式導(dǎo)致熱工控制系統(tǒng)信號產(chǎn)生線路感應(yīng)的情況，使電壓疊加，從而直接干擾熱工控制系統(tǒng)。由于共模干擾信號作為熱工控制系統(tǒng)的一種常見信號類型，因此在實(shí)際操作中必須要加強(qiáng)對共模干擾信號的

控制。

2 熱工控制系統(tǒng)的干擾源

在電廠熱工控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，各種干擾信號的產(chǎn)生會對系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行造成影響。而各種干擾信號的來源主要包括以下九個方面：（1）電磁耦合形成的干擾。由于作用在熱工控制轉(zhuǎn)換信號線周圍，使轉(zhuǎn)換電磁場產(chǎn)生，因此對控制系統(tǒng)導(dǎo)體產(chǎn)生電感干擾；（2）靜電耦合形成的干擾。當(dāng)電力系統(tǒng)控制信號處于平行方向時，在平行導(dǎo)線間就會設(shè)置相應(yīng)的電容，從而形成干擾信號；（3）公共阻抗干擾源。當(dāng)系統(tǒng)的兩個或兩個以上回路同時使用同一阻抗時，就會導(dǎo)致回路干擾源的產(chǎn)生；（4）電磁輻射。無論是電動碳棒滑動時，還是電動機(jī)的開關(guān)，都會產(chǎn)生輻射干擾，電磁輻射的擴(kuò)散為空間輻射型的，既會影響系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性，還會對系統(tǒng)的整個運(yùn)行過程造成影響；（5）接地系統(tǒng)干擾。電力系統(tǒng)在正常接地時，能有效抑制周圍電磁干擾，若電力系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤接地時，就會產(chǎn)生干擾信號對電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成干擾；（6）雷擊干擾源。在雷擊時，系統(tǒng)及其周圍就會產(chǎn)生電磁干擾源，從而干擾系統(tǒng)控制信號；（7）漏電電阻干擾。該干擾的形成主要是由于電阻絕緣效果不佳引起的，電阻絕緣出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，從而干擾控制系統(tǒng)信號；（8）現(xiàn)代通訊工具的干擾。在手機(jī)、電話機(jī)等通訊工具的電磁波干擾下，形成電路耦合干擾，從而干擾系統(tǒng)的控制信號路線及儀表；（9）計(jì)算機(jī)供電線路干擾。由于電廠電氣設(shè)備的啟動操作及開關(guān)裝置的運(yùn)作比較頻繁，在運(yùn)作時產(chǎn)生的火花與其周圍形成交變磁場，并直接作用在系統(tǒng)信號路線或電源路線上，從而形成耦合或高頻干擾，直接影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3 抗干擾技術(shù)在電廠熱工控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 屏蔽系統(tǒng)技術(shù)

屏蔽系統(tǒng)技術(shù)是一種屏蔽對熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行干擾信號的技術(shù)，以使系統(tǒng)免受干擾信號的影響。屏蔽系統(tǒng)干擾技術(shù)的應(yīng)用主要是通過采用金屬將系統(tǒng)的主要器件包圍起來，尤其是對熱工控制系統(tǒng)的信號線、電路及各種重要元器件，通過金屬包圍形成屏蔽體系，能有效避免或減少外部干擾信號對系統(tǒng)的影響。

3.2 平衡抑制技術(shù)

平衡抑制技術(shù)是一種重要的抗干擾技術(shù)，是各種熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)中最為簡便、靈活的方法。平衡抑制技術(shù)的應(yīng)用在于平衡電路，通過兩條傳輸信號一致的導(dǎo)線將干擾信號抵消掉，從而起到平衡與抑制干擾信號的作用。平衡抑制技術(shù)在熱工控制系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用，通過采用雙絞線作為平衡電路，能有效抑制外部電磁場信號對系統(tǒng)的影響，以保證熱工控制系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性。

3.3 物理隔離技術(shù)

物理隔離技術(shù)的應(yīng)用，其關(guān)鍵是保證導(dǎo)線的可靠絕緣性。為了保證導(dǎo)線絕緣的可靠性，除了必須要選用耐壓等級符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的絕緣材料與電阻，還要做好導(dǎo)線的敷設(shè)。其中，導(dǎo)線的敷設(shè)要求如下：（1）不得平行敷設(shè)。應(yīng)盡可能擴(kuò)大信號導(dǎo)線、動力導(dǎo)線，且要擴(kuò)大干擾源的距離。在導(dǎo)線穿管敷設(shè)過程中，必須要保證電源線與信號線分開，絕不允許處于同一導(dǎo)線管中；（2）應(yīng)盡量保證多芯電纜作用在傳遞同類測量信號中，如兩根導(dǎo)線所傳遞的為相同信號時，應(yīng)敷設(shè)在相同的電纜中；（3）強(qiáng)電系統(tǒng)和弱點(diǎn)信號的回路不得共同接電線。對于信號相同的兩根導(dǎo)線，其接地線的連接應(yīng)為先短接、再接地；（4）分布式控制系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)絕對不能共用同一個接地網(wǎng)，且三個系統(tǒng)間必須要保持一定的距離。

3.4 接地保護(hù)技術(shù)

接地保護(hù)技術(shù)是熱工控制系統(tǒng)抗干擾的重要手段之一，也是安全的保護(hù)措施。屏蔽系統(tǒng)技術(shù)、平衡抑制技術(shù)、物理隔離技術(shù)等的應(yīng)用主要在于對系統(tǒng)本身的保護(hù)，而接地保護(hù)既能有效保證系統(tǒng)的安全，也能有效保證人身的安全。在接地處理時，一般可分為保護(hù)接地與工作接地兩種模式。其中，接地保護(hù)是通過金屬部分的連接，以連接出一個連接體，電氣設(shè)備及電儀表在通常情況下能使短路的電流直接接入大地，而無需通過電氣設(shè)備及儀表，從而起到保護(hù)設(shè)備安全的作用；而工作接地則是通過耦合作用產(chǎn)生的電壓差和低壓差進(jìn)行消除，從而提高儀表工作的可靠性與精確性。其實(shí)，無論采用何種接地模式，都必須要遵循保護(hù)原則，即減弱干擾信號的強(qiáng)度，并抑制共模干擾信號與差模干擾信號的產(chǎn)生，從而保護(hù)熱工控制系統(tǒng)。

4 結(jié)語

綜上所述，鑒于熱工控制系統(tǒng)在現(xiàn)代電廠建設(shè)與經(jīng)營中的重要作用，必須要合理分析控制系統(tǒng)中的差模及共模干擾信號，并找出各種干擾源，然后采取有效的抗干擾技術(shù)進(jìn)行解決，以提高熱工控制系統(tǒng)的抗干擾能力，從而保證電廠的高效運(yùn)行與安全生產(chǎn)，最終提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡介：賀勝（1972-），男，湖南隆回人，新疆西部天富合盛熱電有限公司中級工程師，研究方向：熱工自動化

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