电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用王治华

电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用王治华

王治华

(神华国能宁夏煤电有限公司宁夏银川750000)

摘要：在电厂热工控制系统展开工作的过程中，如果受到一系列的干扰信号的严重影响，则会容易造成大型安全事故的发生。对此，本文针对在电厂热工控制系统中的抗干扰技术进行了详细的阐述，简单讲解了几种比较常见的干扰信号及干扰来源，对于抗干扰技术的应用也有了进一步的讨论，希望对于保证电厂热工控制系统的正常运行提供帮助。

关键词：热工控制；抗干扰；干扰源

引言

随着电厂建设规模的不断扩大，高效运行和安全生产已成为电厂运行的工作内容。然而，随着发电机组容量的不断增大，热控系统的功能和系统也越来越复杂，这是因为随着电厂内部机组的增加，内部和外部干扰的概率相应增大，给热控系统带来了更多的干扰因素，导致测量误差和运行故障，影响电厂的正常生产。因此，采用科学有效的抗干扰技术，有效避免干扰信号对热控系统造成的损害，应通过对热控系统干扰源的选择和应用，从根本上提高控制系统的抗干扰能力。充分发挥电厂热力系统的功能和作用，促进电厂的可持续发展。

1、干扰的主要来源

（1）绝缘电阻。绝缘电阻直接决定了绝缘效果。如果绝缘电阻材料使用不当，会导致泄漏。热控系统长时间运行后，绝缘电阻逐渐老化，绝缘功能减弱，造成泄漏，干扰系统运行。（2）天气干扰。如果天气不好，特别是在雷雨天，信号线周围的磁场很强，会产生干扰信号。同时，恶劣的天气条件会对地线造成干扰，影响系统的正常运行。（3）无线设备的干扰。由于无线设备产生的电磁波，如果在热控系统附近使用无线设备，磁场会影响系统，使无线设备尽可能远离线路。（4）静电耦合。热控系统中的平行信号线由于静电耦合会形成电抗通道，从而导致干扰信号侵入系统。

2、电厂热工控制系统中的干扰源与干扰信号分类

2.1干扰源分类

（1）漏阻是电流、电压、电容等干扰源之一。其数值表明泄漏的严重性。漏阻主要是根据电容器在额定工作电压下的漏电流比来计算直流电压。由于绝缘老化，经常会出现泄漏电阻。泄漏发生后，测量的电流值越小，泄漏越严重。（2）当两个或多个回路同时使用相同的阻抗时，电源和母线的内阻将成为共同阻抗，电路元件发生干扰的可能性，回路之间会发生干扰。（3）引入静电耦合时，电力系统采用并联布置，提供一定的电抗通道，控制信号线的布置，注意并联导线之间存在分布电容，产生交流干扰信号，增加干扰。（4）电感引入电磁耦合，在并联导体之间产生电动势。电磁场可以感应电动势。线的干扰会显示出电动势的轨迹，这可以通过所有交变信号线周围的电磁场来证明。（5）在雷电作用下，系统周围存在大量电磁干扰，通过各种接地线引入热控系统。（6）利用移动电话等现代无线通信设备的仪器和信号线的电路耦合，可以测量在使用中发射的强电磁波。这是由于电磁波发射过程中产生的交变磁场，会对热控系统造成一定的干扰。

2.2干扰信号分类

1）差模干扰信号。产生这种干扰的主要原因是热控信号串联或叠加在系统中，在控制信号相互影响的过程中形成差模干扰信号。这种干扰信号会影响控制信号两个节点之间的电压，从而在电磁场中产生一定的电压。当电压叠加在控制信号上时，电厂热控系统的测控精度将大大降低，影响系统的安全稳定，如图1所示。2）共模干扰信号。造成这种干扰的主要原因是热控信号对地位置差，通过电网入侵或电磁辐射的方式影响电厂热控系统的信号线，形成电压重叠问题，影响系统的运行质量。

图1差模干扰示意图

3、电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用

电厂热控系统包括执行系统、控制系统和监控系统三部分。其工作条件复杂，失效概率高。随着科学技术的不断创新和升级，抗干扰技术得到了广泛的发展和应用，为电厂热控系统提供了可靠的保障。

3.1预防干扰故障的抗干扰技术

所谓干扰故障，是指电厂热控系统在应用过程中受到外部干扰信号的严重影响，造成干扰故障，严重影响电厂的优质运行，甚至给电厂带来巨大的经济损失。因此，在探讨抗干扰技术在电厂热控系统中的应用时，有必要对防止干扰故障的技术进行分析。为了有效地实施防止干扰故障的技术，应注意系统中接地电位的均衡分布，避免电位差和循环电流，达到防止干扰故障的目的。在实施抗干扰技术时，运行人员应使用监控设备保持接地点悬挂，避免接地干扰引起系统故障，使电厂稳定运行。此外，母线切换也是电厂热控系统发生干扰故障的主要原因之一。母线切换时电缆会发出强烈的电磁干扰信号，导致电厂热控系统保护动作信号失灵。为了有效地防止这种强电磁干扰信号的产生，应同时采用屏蔽技术对母线和电源进行有效的控制，电缆之间的距离使系统中的信号有效地传输。同时，发电机组跳闸在电厂热控系统运行中也很常见，严重影响了电厂的效率。这种故障的主要原因是循环水泵与控制室的距离太远，信号干扰会引起跳闸。针对这种故障，应加强故障检查，采用屏蔽技术对中控室和循环水进行升级改造。水泵接地系统之间的抗干扰能力，使电厂运行更加高效，达到为社会提供更稳定动能的目的。

3.2屏蔽技术的运用

在热工控制系统正常工作过程中，为了应对干扰信号可使用屏蔽技术来实现抗干扰作用。其原理则是使得干扰信号不能进入热工控制系统，进而无法对系统的稳定工作造成影响。首先要求建设一个屏蔽系统，然后将其安装在电厂的热工控制系统中，屏蔽系统可以使用金属材质对目标物体结构完成隔离，这样既可以完成隔绝干扰的作用，还能够抑制因为电流而造成的耦合性噪声的产生，这样做的话使得热工控制系统不再受到外部电磁场的作用，从而可以满足要求的测量准确性。可以考虑在屏蔽系统中安装有屏蔽功能的电缆，可以快速抵制静电感应干扰的影响，保证系统能够安全稳定的运行。

3.3平衡抑制技术的运用

平衡抑制技术本身有着非常明显的特点，即操作方法简易，实用操作性强。此类抗干扰技术在热工控制系统中有着非常普遍的应用。其主要使用原理就是完全处理掉干扰信号，通过平行安装一样的传输信号导线来达到实际作用。导线之间的干扰电压会和干扰信号相互抵消，进而消除信号，特别是针对周围电磁场造成的干扰现象，可以实

现有效的预防机制。为了更好的达到消除信号的作用，可以考虑在热工控制系统中安装双绞线结构，这样就能发挥出此种线路的特点，既能消除内部线路之间的干扰，也能对因磁场产生的干扰信号产生一定程度的抑制，进而确保电厂热工控制系统能够安全稳定的运行。

3.4物理隔离技术的运用

针对火电厂热控系统中的干扰问题，采用物理隔离技术，可以实现基本的抗干扰目标。该技术的原理是采用物理隔离措施，有效地阻断干扰信号的传输，采用物理隔离技术对电厂热控系统进行保护，可以通过提高导体电阻的绝缘效果，在一定程度上提高系统的抗干扰能力。基于抗干扰技术的应用，在电厂热控系统的建设过程中，应保证系统中所用的绝缘材料具有良好的耐压效果，且漏电电阻的绝缘效果应达到较高的水平，以有效提高系统的抗干扰能力。除正确选择材料外，在设置物理隔离的过程中，还应注意系统的实际运行要求，特别是在布线布置上，应消除强电系统电路和弱信号同时发生的问题，这种布置可以减少共模干扰信号对系统稳定运行的影响。在实际布置过程中，必须按标准间距将电气系统、防雷接地网和控制系统分开，避免电厂热控系统运行时产生严重的内部干扰。此外，多芯电缆还可以应用于电厂的热控系统，可以在同一类型的传输测量信号中，在一定程度上抑制干扰。例如，两根线具有相同的传输信号，两根线都位于同一根电缆上，可以实现干扰信号与源隔离的预防效果。在电厂热控系统中布置导线时，必须严格避免平行设置，这种方法可以防止导体之间的干扰。对于强信号和弱信号的导体，重点应分开，应遵循“导线不卡、电缆不穿”的原则，电源线和信号线不能共用同一根导线。通过这种布置，控制信号导线、信号功率导线和干扰源之间可以保持一定的距离，随着间距的增大，系统的抗干扰能力进一步提高。

4、电厂热工控制系统干扰的应对措施

4.1保持接地线接触良好

如果接地线接触不良，干扰信号将进入热控系统。因此，电厂应加强对地线的检查，从根本上消除干扰。保持接地线接触良好，按电位分布均匀，否则在电流发生时，接地线会对系统产生严重影响，相关人员应使用探测器检测接地线是否正常，并保护好配线。同时，在日常工作中，电厂应尽量选择具有屏蔽功能的线路，防止电磁干扰对保护动作的影响。

4.2保证水泵运行稳定

水泵是热控系统的核心部件。通过保持泵的稳定运行，可有效减少机组跳闸次数。泵控制系统通常远离中央控制系统，容易受到干扰，使系统不能正常运行。电厂应合理建设中控室与循环水泵房之间的回路，加强检查，及时发现问题和维修，保持系统运行的稳定性，避免外部信号干扰。

结束语

电厂热工控制系统受到干扰时，会对整个系统的造成严重危害，是电厂稳定发展的很大阻碍。因此，抗干扰技术的是电厂持续运营的需求，在很大程度上降低干扰信号对系统的影响。采取物理隔离技术、平衡抑制技术和屏蔽隔离技术以尽可能消除干扰信号对系统造成的负面作用，使热工控制系统持续正常运行，增强系统各方面性能，推动电厂更加稳定的经营和发展。

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