火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)的干擾源分析

劉 健

神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319

火力發(fā)電廠熱控系統(tǒng)的干擾源分析

劉 健

神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319

現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)電力能源的供應(yīng)，而火力發(fā)電作為我國(guó)最主要的電力制造形式也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、PLC系統(tǒng)等的應(yīng)用大大提高了發(fā)電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，但是由于熱控系統(tǒng)的程序復(fù)雜且影響因素眾多，因而還是會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算出錯(cuò)等狀況。本文對(duì)火力發(fā)電廠的熱控系統(tǒng)的干擾源進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

火力發(fā)電廠；熱控系統(tǒng)；干擾源

當(dāng)前社會(huì)人們對(duì)于電力的需求量不斷提高，而且對(duì)供電安全穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高。而熱控系統(tǒng)作為火力發(fā)電的重要組成部分，對(duì)其干擾源進(jìn)行分析，并作出相對(duì)應(yīng)的舉措降低干擾對(duì)于提高整個(gè)發(fā)電廠的效率來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要。更新設(shè)備、提高系統(tǒng)的抗干擾性、加強(qiáng)日常系統(tǒng)維護(hù)等都是重要的熱控系統(tǒng)抗干擾對(duì)策。

1 干擾的分類和原理

火力發(fā)電廠內(nèi)部的環(huán)境較為復(fù)雜，熱控系統(tǒng)所包含的程序以及零部件也較多。熱控系統(tǒng)在工作時(shí)需要將指令或者各個(gè)零部件的運(yùn)作情況轉(zhuǎn)換成微弱的低電壓、低電流信號(hào)才能進(jìn)行傳輸。而在這過(guò)程中極易受到其他電磁信號(hào)的干擾，從而影響熱控系統(tǒng)對(duì)指令的反應(yīng)速度，甚至是被無(wú)關(guān)電流信號(hào)誤導(dǎo)做出錯(cuò)誤的反應(yīng)。

分類的參考依據(jù)不同，可以得出最終的分類結(jié)果也會(huì)不同。一般被業(yè)內(nèi)普遍接受的是以下三種分類方式：1）根據(jù)干擾產(chǎn)生方式的差別可以將其分為浪涌噪聲、高頻振噪聲以及放點(diǎn)噪聲；2）根據(jù)干擾信號(hào)波形的不同可以將其分為偶發(fā)噪聲和持續(xù)噪聲兩類；3）根據(jù)其干擾正常信號(hào)方式的不同將其分為共模干擾和差模干擾兩類。一般在實(shí)際的生產(chǎn)中采用第三種分類方式，而又以共模干擾的影響最大。由于命令的信號(hào)發(fā)送端和接收端的電位差不同而使得信號(hào)兩端都容易受到共模干擾信號(hào)的影響。共模干擾屬于非對(duì)稱性干擾的一種。

2 干擾的主要來(lái)源

2.1 控制機(jī)柜內(nèi)部的干擾

控制機(jī)柜內(nèi)部的構(gòu)造比較復(fù)雜，且信號(hào)源也比較多，因而也容易發(fā)出干擾信號(hào)對(duì)熱控系統(tǒng)產(chǎn)生影響。我們可以將機(jī)柜內(nèi)部的干擾分為卡件信號(hào)干擾、走線干擾以及接線端口干擾三種。機(jī)柜內(nèi)部有大量的電器元件以及各種卡件，而許多卡件都有其使用壽命，如果長(zhǎng)期未檢修或更換就很有可能造成卡件之間或者是電路之間的絕緣不良的情況的出現(xiàn)，這會(huì)造成漏電阻回路的產(chǎn)生，從而發(fā)出干擾信號(hào)。而且機(jī)柜內(nèi)部的空間有限，要在這其中布置大量的走線就可能會(huì)造成一次電纜與二次線路的重合，這時(shí)的強(qiáng)弱電信號(hào)就可能相互融合影響，這種交互磁場(chǎng)的產(chǎn)生會(huì)影響信號(hào)的傳輸。此外接線的端口的工作量巨大，且維護(hù)較難這就會(huì)導(dǎo)致其在長(zhǎng)期的運(yùn)行之后發(fā)生松動(dòng)的現(xiàn)象，這時(shí)在其結(jié)合的部位容易發(fā)生腐蝕，物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電勢(shì)產(chǎn)生并對(duì)信號(hào)的回路進(jìn)行干擾。

2.2 接線問(wèn)題引起的干擾

接線普遍存在于熱控系統(tǒng)中，屬于十分重要但是極有可能出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)。在將信號(hào)線接入控制柜的過(guò)程中極容易受到環(huán)境中其他信號(hào)的干擾，導(dǎo)致控制端接受的信號(hào)出現(xiàn)誤差。不同的控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用不同的電器元件進(jìn)行信號(hào)的接受和分析，一旦在選擇中出現(xiàn)偏差就可能因?yàn)榻佑|點(diǎn)出現(xiàn)電位差而受到共模信號(hào)的干擾。而且信號(hào)線對(duì)于電磁場(chǎng)的反應(yīng)敏感，因而如果信號(hào)線鋪設(shè)的地方與其他的電纜存在重疊的地方就極有可能導(dǎo)致在信號(hào)傳回的過(guò)程中受到這些磁場(chǎng)的干擾。除此之外接線松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致接觸干擾的產(chǎn)生，信號(hào)備用線在控制柜中的位置不恰當(dāng)（垂直向上）會(huì)誘發(fā)天線效應(yīng)，信號(hào)發(fā)送接受與發(fā)送端的距離跨度太大也會(huì)因?yàn)殡娢徊畹某霈F(xiàn)誘發(fā)信號(hào)干擾。

2.3 其他干擾

系統(tǒng)接地不良會(huì)導(dǎo)致信號(hào)干擾的產(chǎn)生。這種接地不良主要是指不同接地點(diǎn)之間存在電位差導(dǎo)致信號(hào)傳輸過(guò)程中形成電流環(huán)路，從而干擾信號(hào)的正常傳輸途徑。由于信號(hào)線不同于其他的電流傳輸電纜，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中需要做好信號(hào)屏蔽層的設(shè)置，并保證屏蔽層無(wú)法容許電流的傳輸。但是在操作過(guò)程中經(jīng)常會(huì)由于不同接地點(diǎn)電位差的存在以及屏蔽層與大地之間電流的出現(xiàn)影響屏蔽層的使用效果，這種屏蔽層上的感應(yīng)電流極易對(duì)信號(hào)線上的信號(hào)產(chǎn)生干擾。

3 熱控系統(tǒng)抑制干擾的措施

3.1 對(duì)控制柜進(jìn)行定期檢修

設(shè)備安裝前的檢查確認(rèn)以及安裝后的日常檢修對(duì)于保證機(jī)組的正常運(yùn)行以及抑制干擾來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要?？刂乒駜?nèi)部干擾的產(chǎn)生絕大部分都與安裝不當(dāng)、檢修不到位有關(guān)。首先在信號(hào)線安裝前需要對(duì)兩端接地點(diǎn)的電位差進(jìn)行分析，避免電流回路的產(chǎn)生。此外在廠內(nèi)檢修時(shí)需要對(duì)控制柜內(nèi)的各個(gè)卡件、接線端點(diǎn)以及絕緣體的使用狀況等進(jìn)行詳細(xì)的檢查和分析，盡可能降低設(shè)備因素導(dǎo)致的信號(hào)干擾情況的出現(xiàn)。接地電阻的測(cè)試和檢修尤為重要，在實(shí)際操作過(guò)程中對(duì)其檢修分為兩部分，當(dāng)控制柜停止運(yùn)行，屏蔽電纜斷開(kāi)與大地的連接時(shí)，需要對(duì)大地與屏蔽電纜之間的電阻，當(dāng)其小于規(guī)定的最小的電阻值時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換或者調(diào)整。回復(fù)連接之后從線路的另一端進(jìn)行電阻測(cè)試，其值應(yīng)當(dāng)小于4Ω?？傊褪且ㄟ^(guò)檢修和維護(hù)保證控制柜的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 選擇正確的接地方式

要想保證整個(gè)熱控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸，抑制干擾源的影響單純進(jìn)行控制系統(tǒng)一側(cè)單點(diǎn)接地所產(chǎn)生的效用是有限的。這時(shí)可以嘗試將控制系統(tǒng)信號(hào)線的接地連接斷開(kāi)，選擇讓信號(hào)線的一端始終接地。發(fā)電廠的環(huán)境不可避免會(huì)導(dǎo)致信號(hào)線與其他電纜的相互交錯(cuò)，為了避免這些電流的干擾可以采取具有屏蔽作用的特殊鎧裝型電纜或者直接在信號(hào)線外層加設(shè)屏蔽層。同時(shí)還可以采用雙層屏蔽方式，實(shí)際操作中外部屏蔽層電纜的兩端都需要接地，而內(nèi)層的屏蔽只需一端接地即可，這些措施在實(shí)際應(yīng)用中都取得了較好的成效。如果屏蔽層的加設(shè)仍舊不能減輕干擾，這時(shí)可以在系統(tǒng)中接入一個(gè)信號(hào)控制器，控制器可以通過(guò)一系列操作將所有信號(hào)電流的負(fù)端接地。

3.3 電纜的正確選擇和施工工藝減少

不同的信號(hào)傳輸電纜具有不同的特點(diǎn)，也有不同的適用范圍。因而在實(shí)際的應(yīng)用中需要根據(jù)傳輸信號(hào)的不同特點(diǎn)選擇不同的信號(hào)線。電纜線的粗度要恰當(dāng)，其橫截面耳朵面積應(yīng)當(dāng)保證在1mm2以上。除此之外，大電流信號(hào)與普通的模擬量信號(hào)以及低電平開(kāi)關(guān)量信號(hào)應(yīng)當(dāng)分開(kāi)，其信號(hào)線應(yīng)當(dāng)獨(dú)自開(kāi)設(shè)一道電纜槽，要保證強(qiáng)弱電信號(hào)分別采用不同的電纜進(jìn)行傳遞?，F(xiàn)代化的熱控系統(tǒng)，信號(hào)的輸入和輸出端都是由計(jì)算機(jī)控制的，在這種情況下需要將電纜鋪設(shè)在電纜槽中，并保證其與大地的接觸良好，之后再進(jìn)行加蓋處理?，F(xiàn)代火力發(fā)電廠的熱控系統(tǒng)的信號(hào)傳遞一般都需要加設(shè)屏蔽層。電纜屏蔽層應(yīng)當(dāng)選用屏蔽效果良好的材質(zhì)，例如銅或者鋁。對(duì)于不同的信號(hào)要選擇不同的電纜傳輸。

4 結(jié)論

綜上所述，在實(shí)際的發(fā)電過(guò)程中系統(tǒng)所受到的干擾更加復(fù)雜且多變，因而在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中要結(jié)合發(fā)電廠的實(shí)際情況對(duì)干擾源進(jìn)行分析，并研究干擾的產(chǎn)生機(jī)理及抑制措施，從而對(duì)火力發(fā)電廠的熱控系統(tǒng)進(jìn)行完善和更新，推動(dòng)發(fā)電廠發(fā)電效率的提高的同時(shí)保證發(fā)電過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展。

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TM6

A

1674-6708（2015）149-0067-02

劉健，本科，研究方向：大型火力發(fā)電機(jī)組熱工控制