電廠熱工控制系統(tǒng)中干擾來(lái)源分析及控制對(duì)策

王金龍

摘 要：在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，熱工控制系統(tǒng)時(shí)常會(huì)受到一定的信號(hào)干擾，對(duì)其造成十分不良的影響。在信號(hào)干擾之下，電廠熱工控制系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)控制失靈、測(cè)量偏差等故障，甚至?xí)l(fā)電力安全事故。因此，對(duì)于電廠熱工控制系統(tǒng)中干擾信號(hào)的來(lái)源要進(jìn)行詳細(xì)的分析，同時(shí)采取科學(xué)、有效的控制對(duì)策，對(duì)干擾進(jìn)行控制，從而充分保障電廠熱工系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電廠熱工控制系統(tǒng)；干擾來(lái)源；漏電阻；公共阻抗

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.099

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0099-02

在電廠的生產(chǎn)和運(yùn)行中，熱工控制系統(tǒng)是保障安全和穩(wěn)定的重要手段，對(duì)電廠的良好發(fā)展具有重要的意義。隨著社會(huì)的發(fā)展，電廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)組容量在不斷提升，熱工控制系統(tǒng)的功能也越來(lái)越復(fù)雜。因此，熱工控制系統(tǒng)往往會(huì)受到外界的干擾而發(fā)生失靈或失控故障，這會(huì)對(duì)電廠的正常運(yùn)行和生產(chǎn)造成不良影響。為了對(duì)熱工控制系統(tǒng)的干擾進(jìn)行有效控制，要對(duì)干擾來(lái)源進(jìn)行細(xì)致分析，并且采取有效的對(duì)策進(jìn)行控制，從而確保電廠的持續(xù)發(fā)展。

1 電廠熱工控制系統(tǒng)的干擾來(lái)源

1.1 漏電阻

漏電阻即絕緣電阻，其數(shù)值主要由電容中通過(guò)的漏電流、額定工作電壓下直流電壓之間的比值確定的。如果漏電阻的數(shù)值越小，則說(shuō)明漏電情況越嚴(yán)重。而漏電情況的發(fā)生與絕緣不良有很大的關(guān)系。一些絕緣材料易發(fā)生老化、絕緣性能降低，進(jìn)而出現(xiàn)漏電加重的情況，這會(huì)對(duì)其他信號(hào)造成影響，最終影響電廠熱工控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

1.2 公共阻抗

在兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路中，如果使用同一個(gè)阻抗，則可能會(huì)在公共阻抗的影響下，在回路之間產(chǎn)生干擾。而當(dāng)多個(gè)電路共同使用統(tǒng)1個(gè)電源時(shí)，電源的內(nèi)阻與匯流條會(huì)共同作用形成公共阻抗，進(jìn)而對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)造成干擾。

1.3 靜電耦合引入

在電力系統(tǒng)中，需要平行布置很多控制信號(hào)線，而在平行導(dǎo)線之間分布有電容，這會(huì)形成一定的電抗通道給交變干擾信號(hào)，進(jìn)而使外部干擾進(jìn)入的概率大大提升，增加影響電廠熱工控制系統(tǒng)的概率。

1.4 電磁耦合引入

電磁耦合指的是一種感應(yīng)電勢(shì)，它是由電感作用引入的。交變電磁場(chǎng)會(huì)在所有交變信號(hào)線周?chē)a(chǎn)生和存在。在并行導(dǎo)體之間，這些電磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而干擾線路，且影響電廠的熱工控制系統(tǒng)。

1.5 雷擊

雷擊是在雷雨天氣中十分常見(jiàn)的一種自然現(xiàn)象，如果防雷

措施不到位，則雷擊會(huì)對(duì)很多電力設(shè)備和系統(tǒng)造成影響。在雷擊的影響下，電廠熱工控制系統(tǒng)周?chē)鷮?huì)有很大的電磁干擾產(chǎn)生。同時(shí)，這些干擾將會(huì)通過(guò)各種設(shè)備的接地線進(jìn)入熱工控制系統(tǒng)中，對(duì)其造成干擾。

1.6 無(wú)線通信設(shè)備

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)線通信設(shè)備逐漸出現(xiàn)，且得到了廣泛應(yīng)用。比如手機(jī)、筆記本電腦等設(shè)備，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁波，這些電磁波又會(huì)形成一定的交變磁場(chǎng)。在信號(hào)線、儀表和儀器等設(shè)備中，交表磁場(chǎng)通過(guò)電路耦合效應(yīng)，會(huì)對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)造成一定的干擾。

2 電廠熱工控制系統(tǒng)中干擾信號(hào)的種類

2.1 差模干擾信號(hào)

在電廠熱工控制系統(tǒng)中，差模信號(hào)干擾指的是在熱工控制信號(hào)的疊加和串聯(lián)過(guò)程中形成的干擾，具體如圖1所示。

圖1中，U1為信號(hào)源，U2為差模干擾信號(hào)，R為信號(hào)源中的內(nèi)阻。差模干擾信號(hào)對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)的干擾主要是在兩個(gè)極點(diǎn)的電壓之間。此時(shí)，在信號(hào)之間，其電磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生耦合感應(yīng)，在電路失衡并向著共模干擾方向轉(zhuǎn)變的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定的電壓。如果在熱工控制信號(hào)中電壓產(chǎn)生疊加作用，則會(huì)極大地影響電廠熱工控制系統(tǒng)的控制功能和測(cè)量功能。

2.2 共模干擾信號(hào)

電廠熱工控制系統(tǒng)中的共模干擾信號(hào)主要是在熱工控制信號(hào)與大地之間產(chǎn)生了一定的電位差。在信號(hào)線路感應(yīng)狀態(tài)中，會(huì)發(fā)生對(duì)地電位差、電磁輻射和電網(wǎng)竄入等情況，且在電廠熱工控制系統(tǒng)中產(chǎn)生了電壓疊加，進(jìn)而對(duì)其造成一定的干擾，具體如圖2所示。

圖1 差模干擾信號(hào) 圖2 共模干擾信號(hào)

圖2中，A和B為電廠熱工控制系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)輸入端點(diǎn)，Ucm為兩個(gè)端點(diǎn)之間共有電壓的干擾信號(hào)。如果A端系統(tǒng)為US +Ucm的對(duì)地電壓，B端系統(tǒng)為Ucm的對(duì)地電壓，則電廠熱工控制系統(tǒng)中A和B兩端共有的電壓為Ucm，即二者的共模電壓。

3 控制對(duì)策

3.1 屏蔽系統(tǒng)干擾

屏蔽系統(tǒng)干擾主要是利用金屬導(dǎo)體，將電廠熱工控制系統(tǒng)中的電路、信號(hào)線等重要部位進(jìn)行全面包圍，對(duì)相應(yīng)的屏蔽體系進(jìn)行構(gòu)建。同時(shí)，還應(yīng)應(yīng)用隔離測(cè)量的方法，嚴(yán)密測(cè)量系統(tǒng)設(shè)備和干擾信號(hào)，進(jìn)而對(duì)電流產(chǎn)生的耦合性噪聲進(jìn)行抑制。在外部電磁場(chǎng)存在的環(huán)境中，可對(duì)系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行充分保護(hù)，避免其受到電磁場(chǎng)的影響和干擾。因此，在電廠熱工控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，所采用的電纜應(yīng)具有良好的屏蔽功能，這樣才能在外部電磁場(chǎng)的影響下對(duì)系統(tǒng)的控制信號(hào)進(jìn)行有效保護(hù)。

3.2 平衡抑制

平衡抑制指的是利用平衡電路。如果有相同的傳輸信號(hào)出現(xiàn)在2條導(dǎo)線中，同時(shí)，還有相同的干擾電壓產(chǎn)生，則平衡電路就能使干擾電壓在導(dǎo)線中形成相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，從而消除干擾信號(hào)，保護(hù)電廠熱工控制系統(tǒng)在外部磁場(chǎng)中不受干擾。在電廠熱工控制系統(tǒng)的干擾控制中，平衡抑制是十分重要的手段之一，同時(shí)，也是十分靈活、有效的方式。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)對(duì)平衡抑制進(jìn)行科學(xué)、合理的應(yīng)用。系統(tǒng)中的平衡電路可用雙絞線替代，進(jìn)而對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)的外部電磁場(chǎng)干擾進(jìn)行有效控制，保證電廠熱工控制系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 物理隔離

物理隔離是電廠熱工控制系統(tǒng)干擾控制中最基礎(chǔ)的措施，其應(yīng)用范圍十分廣泛。應(yīng)采取科學(xué)、有效的方法進(jìn)行具體設(shè)置，充分引用物理隔離。在設(shè)置過(guò)程中，不可出現(xiàn)平行設(shè)置的情況。注意嚴(yán)格分離強(qiáng)、弱信號(hào)導(dǎo)線，不能將其放在一起捆扎，也不能使用同一條電纜。對(duì)于動(dòng)力導(dǎo)線和干擾源信號(hào)導(dǎo)線之間的距離，要在條件允許的范圍內(nèi)盡可能拉大。在穿管進(jìn)行導(dǎo)線鋪設(shè)的過(guò)程中，避免使用同一根電導(dǎo)線管對(duì)信號(hào)線和電源線連接。

同時(shí)，應(yīng)確保同類測(cè)量信號(hào)的傳遞通過(guò)芯電纜進(jìn)行。如果相同的信號(hào)在2根導(dǎo)線中傳遞，則應(yīng)保證這2根導(dǎo)線是在同一條電纜中鋪設(shè)的。同時(shí)，還應(yīng)避免出現(xiàn)弱電信號(hào)回路、強(qiáng)電系統(tǒng)同時(shí)與地線連接的情況。如果2根導(dǎo)線的接地線路型號(hào)相同，則應(yīng)在短接后將其連接至地線。

此外，在同一個(gè)接地網(wǎng)中，不能同時(shí)連接分布式控制系統(tǒng)、電氣和防雷，應(yīng)在三者之間保持一定的距離，防止其相互影響。只有這樣，才能對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行進(jìn)行有力保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前社會(huì)中，隨著城市發(fā)展和建設(shè)的速度不斷加快，社會(huì)對(duì)電力能源的要求越來(lái)越高。電廠在保證電力供應(yīng)量的同時(shí)，也要確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定和安全。在此過(guò)程中，電廠熱工控制系統(tǒng)發(fā)揮著不可忽視的重要作用，其安全和穩(wěn)定將直接影響電廠供電的效果。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電廠熱工控制系統(tǒng)易受到外界的干擾而出現(xiàn)故障。因此，本文細(xì)致地研究了對(duì)電廠熱工控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響的干擾來(lái)源，并采取了有效策略進(jìn)行控制，確保了電廠熱工控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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〔編輯：張思楠〕