電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)研究

陳剛

摘 要：在電廠熱工控制系統(tǒng)中，信號(hào)會(huì)受到一定的干擾，這嚴(yán)重影響了熱工控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而干擾信號(hào)即疊加或竄入到信號(hào)線和系統(tǒng)電源上的電磁信號(hào)。在干擾信號(hào)的影響下，電廠的熱工控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)測(cè)量偏差以及控制失靈等故障，嚴(yán)重者還會(huì)造成電力安全事故的發(fā)生。因此，必須要深入研究與分析引起干擾信號(hào)的原因，并且要科學(xué)合理地運(yùn)用抗干擾技術(shù)，從而保障電廠熱工控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。該文主要分析了電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的干擾源，介紹了干擾信號(hào)的類型，并提出幾種有效的抗干擾技術(shù)，希望能夠使得抗干擾技術(shù)在電廠熱工控制系統(tǒng)中得到更加合理與有效地應(yīng)用，從而提高熱工控制系統(tǒng)的抗干擾能力，保障熱工控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電廠 熱工控制系統(tǒng) 抗干擾技術(shù) 研究

中圖分類號(hào)：TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0091-02

電廠的熱工控制系統(tǒng)是保障電廠安全生產(chǎn)與運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其對(duì)電廠的生存與發(fā)展具有非常重要的意義。隨著電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電廠機(jī)組的容量也在不斷地增大，而熱工控制系統(tǒng)的功能以及體系也變得越來越復(fù)雜，在此狀況下，電廠熱工控制系統(tǒng)所受到內(nèi)外部干擾的概率也相應(yīng)的增大，這就會(huì)造成熱工控制系統(tǒng)出現(xiàn)動(dòng)作失靈以及測(cè)量偏差等故障，從而嚴(yán)重影響電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。因此，為了有效避免干擾信號(hào)對(duì)熱工控制系統(tǒng)形成的干擾，為了有效保證電廠熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，電廠要不斷地研究與分析，采取科學(xué)有效的抗干擾技術(shù)，從而提供控制系統(tǒng)的抗干擾能力，避免干擾故障的發(fā)生，進(jìn)而充分發(fā)揮電廠熱工控制系統(tǒng)的功能與作用，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

1 干擾源

在電廠的熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中主要存在于以下幾種干擾因素。

1.1 漏電阻

所謂的漏電阻即為絕緣電阻。漏電阻的數(shù)值大小主要是在額定工作電壓下直流電壓以及通過電容的漏電流之間的比值[1]。漏電阻的數(shù)值越小，就證明漏電情況越嚴(yán)重。絕緣不良是導(dǎo)致漏電阻出現(xiàn)的主要原因。在絕緣材料發(fā)生老化以后，就會(huì)出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，從而會(huì)對(duì)其它信號(hào)產(chǎn)生一定的影響。

1.2 公共阻抗

在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的回路共同使用同一個(gè)阻抗的時(shí)候，就可能會(huì)通過公共阻抗而產(chǎn)生回路間的干擾。如在多個(gè)電路共同使用同一個(gè)電源的時(shí)候，電源內(nèi)阻以及匯流條就會(huì)變成公共阻抗。

1.3 靜電耦合引入的干擾

因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)當(dāng)中，需要對(duì)很多的控制信號(hào)線給予平行布置，而由于在平行導(dǎo)線間存在著分布電容，那么就會(huì)為交變干擾信號(hào)提供一定的電抗通道，從而加大了外部干擾的進(jìn)入概率。

1.4 電磁耦合引入的干擾

所謂的電磁耦合即為利用電感引入的感應(yīng)電勢(shì)[2]。在所有的交變信號(hào)線周圍都會(huì)存在著交變電磁場(chǎng)，而這些電磁場(chǎng)又會(huì)在并行的導(dǎo)體間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而對(duì)線路產(chǎn)生一定的干擾。

1.5 雷擊引入干擾

在雷擊的作用下，可能會(huì)使得系統(tǒng)周圍出現(xiàn)很大的電磁干擾，而且也可能會(huì)利用各種接地線將干擾引入到熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中。

1.6 現(xiàn)代無線通訊設(shè)備產(chǎn)生的干擾

各種現(xiàn)代無線通訊工具，例如手機(jī)等都會(huì)發(fā)射出比較強(qiáng)的電磁波，而這些電磁波會(huì)產(chǎn)生一定的交變磁場(chǎng)，并利用儀器儀表以及信號(hào)線上的電路耦合從而產(chǎn)生一定的干擾。

2 電廠熱工控制系統(tǒng)干擾信號(hào)的種類

2.1 差模干擾信號(hào)

所謂的差模干擾信號(hào)即為熱工控制信號(hào)在熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行疊加以及串聯(lián)，在此過程中因?yàn)楸舜说挠绊懽饔茫瑥亩a(chǎn)生的一種干擾信號(hào)。該信號(hào)主要是干擾熱工控制信號(hào)的兩個(gè)極點(diǎn)之間的電壓，此時(shí)其電磁場(chǎng)會(huì)在信號(hào)間的耦合感應(yīng)與電路失衡轉(zhuǎn)變?yōu)楣材８蓴_的時(shí)候形成電壓。此電壓會(huì)在熱工控制信號(hào)產(chǎn)生疊加，從而影響到熱工控制系統(tǒng)的控制功能，影響到系統(tǒng)的測(cè)量功能。

2.2 共模干擾信號(hào)

當(dāng)熱工控制信號(hào)對(duì)地面產(chǎn)生一定量的電位差以后，此電位差可通過以電磁輻射等方式對(duì)電工控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，而且也可以以對(duì)地電位差的方式，使得熱工控制系統(tǒng)信號(hào)線路出現(xiàn)感應(yīng)現(xiàn)象，這樣會(huì)產(chǎn)生電壓疊加問題，進(jìn)而產(chǎn)生共模干擾信號(hào)，并對(duì)電廠的熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行干擾。

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)干擾技術(shù)

這一技術(shù)主要是利用金屬導(dǎo)體將電廠熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中的信號(hào)線與電路等重要部位完全地包圍起來，形成一定的屏蔽體系，而且還要利用隔離測(cè)量的方法，對(duì)干擾信號(hào)以及系統(tǒng)設(shè)備給嚴(yán)密的測(cè)量，從而抑制電流產(chǎn)生的耦合性噪聲，進(jìn)而充分保障系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)免受外部電磁場(chǎng)的影響[4]。所以在電廠熱工控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，借助于具有屏蔽功能的電纜可以完全消除靜電作用的干擾信號(hào)，從而使得系統(tǒng)控制信號(hào)免受外部電磁場(chǎng)的影響。

3.2 平衡抑制技術(shù)

所謂的平衡抑制技術(shù)即借助于平衡電路，當(dāng)兩條導(dǎo)線具有相同的傳輸信號(hào)，而且還產(chǎn)生相同干擾電壓的時(shí)候，就能夠使得導(dǎo)線中的干擾電壓形成一個(gè)平衡的狀態(tài)，從而抵消干擾信號(hào)，進(jìn)而使得電廠的熱工控制系統(tǒng)免收外部磁場(chǎng)的影響。此項(xiàng)技術(shù)是熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分，而且也是所有抗干擾技術(shù)中比較簡(jiǎn)單而又靈活的方法之一。所以，在熱工控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，要科學(xué)合理地運(yùn)用平衡抑制技術(shù)，將雙絞線看做系統(tǒng)平衡電路，從而有效抑制外部電磁場(chǎng)中的干擾信號(hào)，使得電廠的熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.3 物理隔離技術(shù)

作為電廠電工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，物理隔離技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用范圍。在應(yīng)用物理隔離技術(shù)的時(shí)候，一定要采用科學(xué)合理的設(shè)置方式。首先要避免出現(xiàn)平行設(shè)置的狀況。要保障強(qiáng)弱信號(hào)導(dǎo)線的分離，不能將其捆扎在一起，更不可以使用同一條電纜。要盡可能地拉大干擾源信號(hào)導(dǎo)線與動(dòng)力導(dǎo)線之間的距離，在導(dǎo)線穿管鋪設(shè)的時(shí)候，要保障電源線以及信號(hào)線不能使用同一根電導(dǎo)線管。其次，要盡量保證芯電纜能夠傳遞同類的測(cè)量信號(hào)。例如在兩根導(dǎo)線傳遞相同信號(hào)的時(shí)候，要保證鋪設(shè)在在同一條電纜中。而且，要防止出現(xiàn)強(qiáng)電系統(tǒng)以及弱電信號(hào)回路同時(shí)接地線的現(xiàn)象。對(duì)于具有相同型號(hào)的兩根導(dǎo)線的地線路，要首先對(duì)其進(jìn)行短接，然后再與大地相連。最后，要保證防雷、電氣以及分布式控制系統(tǒng)不可以同時(shí)使用同一個(gè)接地網(wǎng)，而且要使得三者之間保持一定距離，避免三者之間出現(xiàn)相互影響，只有這樣才能有效保證熱工控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。endprint

4 處理熱工控制系統(tǒng)的干擾故障的有效措施

首先，要避免出現(xiàn)由于接地不良而造成的熱工控制系統(tǒng)故障。針對(duì)此問題的預(yù)防重點(diǎn)即為有效控制系統(tǒng)接地電位的分布不均勻現(xiàn)象，要避免由接地產(chǎn)生的電位差而出現(xiàn)的循環(huán)電流，最終造成熱工控制系統(tǒng)不能正常地運(yùn)行。所以，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員要利用檢測(cè)儀表功能，使得系統(tǒng)的接地點(diǎn)能夠處于一種浮空的狀態(tài)，從而使得熱工控制系統(tǒng)接地能夠具有良好的設(shè)置，從而避免其他故障的發(fā)生，進(jìn)而使得電廠的熱工控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，要避免出現(xiàn)熱工控制系統(tǒng)母聯(lián)倒閘而造成的保護(hù)動(dòng)作失誤現(xiàn)象。在母聯(lián)倒閘電纜發(fā)出較強(qiáng)的電磁干擾的時(shí)候，就會(huì)嚴(yán)重干擾到系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作控制信號(hào)，并將會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5]。針對(duì)此問題，可以選用具有屏蔽功能的雙絞線，從而改變電纜干擾的走向，同時(shí)還要使其能夠與強(qiáng)電電纜保持相對(duì)的距離，進(jìn)而避免其對(duì)系統(tǒng)控制系統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生干擾。

再次，要避免發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)跳閘故障，尤其是要有效地防止循環(huán)水泵故障的發(fā)生。因?yàn)檠h(huán)水泵房要遠(yuǎn)離中央控制室，所以外部電磁場(chǎng)就會(huì)干擾到循環(huán)水泵房的控制信號(hào)，一旦循環(huán)水泵出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，那么緊接著熱工機(jī)組也會(huì)發(fā)生跳閘。因此，在實(shí)際的工作中，電廠的工作人員要嚴(yán)格地檢查中央控制室以及循環(huán)水泵的接地系統(tǒng)，從而有效地消除干擾信號(hào)，保證循環(huán)水泵能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

總而言之，電廠熱工控制系統(tǒng)功能能否得到正常發(fā)揮會(huì)關(guān)系到電廠的經(jīng)營(yíng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。這主要是由于熱工控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生過干擾信號(hào)，而這些干擾信號(hào)會(huì)嚴(yán)重影響到熱工控制系統(tǒng)的安全以及功能。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾信號(hào)技術(shù)的研究，可以采用物理隔離技術(shù)、屏蔽干擾技術(shù)以及平衡抑制技術(shù)等多種不同的控制干擾技術(shù)有效地抑制干擾信號(hào)，從而提高電廠熱工控制系統(tǒng)的抗干擾能力，進(jìn)而使得熱工控制系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 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（9）：58-59.

[2] 劉瑞強(qiáng).電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾問題處理[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，20（8）：62-63.

[3] 黃澤山.淺談電廠熱工控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾分析[[J].中國(guó)電力教育，2011，36（10）：83-84.

[4] 史宏俊.電廠PLC應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)[J].河南科技，2013，11（1）：46-47.

[5] 熊建華，張瓊.提高熱工控制系統(tǒng)可靠性的改造措施[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012，10（6）：47-49.endprint