浅析火电厂热控系统抗干扰技术

浅析火电厂热控系统抗干扰技术

栾义清,戴卫林,孙继华

华电克拉玛依发电有限公司 新疆克拉玛依市 834002

摘要：在火电厂的正常的运行中，热控系统发挥着十分重要的作用，是火电厂实现生产安全和高效运行的前提条件。但是，伴随着火电厂经营规模的不断扩张，厂内陆续引入各种各样的先进设备和现代技术，热控系统的功能和系统软件的操作也随之而变得愈来愈繁杂起来，也为我们的生产带来不同层面上的干扰因素，对热控系统的正常运行带来的极大的影响。因此，本文以火电厂热控系统为论点，对热控系统的抗干扰技术展开分析和讨论，以便为广大同业者提供借鉴和参考。

关键词：火电厂；热控系统；抗干扰技术

1热控系统信号干扰的主要来源

1.1传导干扰

1.1.1漏电因素

在火电厂内，一般会铺设大量不同种类和型号的电缆。这些电缆往往会盘绕、铺设在电缆槽中。在火电厂的发电过程中，若信号传输电缆之间相互接触，就很有可能会由于绝缘层材料老化而出现漏电的情况，从而产生信号叠加的干扰问题，对数据信号的传输过程产生极大的负面影响，降低实际的传输效率。产生信号干扰的主要原因是绝缘层材料老化，所以这类干扰往往并不会出现在系统运行的早期阶段，大部分都存在系统运行的中期和后期。

1.1.2人为因素

因为热控系统中一部分执行模块选用220V或380V的电源进行供电，但有时候会因错误操作而产生开关电源与电源线短路等方面的故障问题，在电源线增加髙压的时候会对热控系统的运行产生极大的负面影响，严重时甚至会损坏机器设备，严重降低热控信号的传输效果。在此过程中，人为失误导致的信号干扰一般较为严重，不但会导致机器设备损坏，甚至会对火力发电厂工作人员的生命形成威胁，产生人身安全意外事故。

1.1.3共模干扰

在火力发电的过程中，若不同数据信号的电缆屏蔽层两边同时接地，两边的接地保护就会产生电位差，使数据信号电缆产生很大的接地电流，与数据信号电流叠加在一起，形成信号干扰。在这一过程中，若叠加的电流量比较大，则可能会损坏硬件配置，对系统运行的正常效果带来极大的负面影响，对信号的传输效率形成阻碍，为火力发电厂的正常运作带来了极大的安全隐患。此外，在DCS分散控制系统中，若接地装置出现问题，就会导致接地线电阻扩大，地电位差上升，当电位数值超出限定值时，就会使机器设备损坏。

1.2耦合干扰

其一，在电缆管内或电缆槽内铺设的电缆，往往会有很多不同的种类和型号，在这种互相盘绕在一起的电缆中间会产生一定程度的分布电容，因而干扰数据信号会累加在别的信号电缆上，对数据信号的传输产生极大的干扰。其次，在交变数据信号的传输过程中，传送电缆周边会形成一定范围的交变磁场，在这一交变磁场里的别的信号电缆会检测出感应电动势，而对配电线路产生耦合干扰。其三，因为火力发电厂中往往会使用到大量的高压电气设备，所以在运行和停止运行的情况下，其四周会形成范围更大的交变磁场，与信号电缆耦合的时候会形成更大、更严重的干扰，或与电力工程电缆耦合的时候会造成高频率干扰，以上情形，都会对火电厂热控系统的正常运行和安全生产过程产生极大的不利，并对内部工作人员的生命安全产生威胁。

1.3辐射干扰

电磁感应干扰的由来极为普遍和繁杂，不仅有雷击等天气现象造成的辐射源干扰，也是有雷达探测、通讯人工放射性物质的干扰。这种电磁辐射不但能通过系统内部电路的感应，还能够根据外部设备和通信网络的感应来形成干扰。例如雷雨天气的电磁辐射会对数据信号导致强干扰，从而导致发电机组产生跳电的情况。

2.热控系统信号干扰的抑制技术措施

2.1提高热控系统电源的稳定性及可靠性

在热控系统中，为仪表盘和控制系统提供电力供给的设备，通常为内部设置的热工电源盘装置。现阶段，在设计系统电源的过程中，应对冗余供电展开考虑。在各路的配电模件中，每一个配电设备控制模块，都应设置独立的截峰二极管(过电压)和自动隔离开关(过电流)来进行保护。要想有效的提高供电系统稳定性，最好是选择隔离变压仪来进行管理，那样动力强电系统的热控接地点就可以被独立分离出来，从而提升热控系统电源的稳定性和可靠性。在这一阶段中，为防止出现波动，在热控的DCS系统中，电源来源应选择负载转变小的电网，同时，也要避免强电通过接线端子排线路接连到DCS的24v电源回路之中，降低热控系统电源产生安全问题的可能性。

2.2选择正确的系统接地方式，完善系统接地

系统接地的操作具有两个明显的优点，其一是安全，其二是可以抑止信号干扰。健全的接地系统是热控系统避免干扰信号的关键举措之一。一般来说，系统有三种接地方式：浮地接地方式、立即接地方式和电容器接地方式。就现阶段广泛使用的热控DCS系统来讲，归属于低电平控制系统，应直接接地。因为通信电缆分布电阻和输入模版滤波的危害，信号交换工作频率一般小于1MHz，因此集中化布局的DCS系统数据信号接地线选用星型接地。接地极的接地电阻器低于2欧。接地极最好是埋在离房屋建筑10 ~ 15m处(或离控制板不得超过50m)，系统接地点务必离高压设备接地点15m之上。当多个点的数据信号双绞屏蔽线与多芯式绞线总屏蔽双绞线联接时，不同的屏蔽层之间应相互连接，并挑选一个好的接地点开展单点连接。

2.3物理隔离

电磁感应干扰是对可靠性指标产生影响的重要原因之一。因为干扰与距离成正比例关系，这就需要在条件允许的状态下，提升微机与干扰源之间的间距，来提升隔离效果，如光学隔离、变电器隔离等，不仅可以让全部的信号线具备良好的绝缘效果，还可以有效的降低漏电的概率，避免触碰所引发的信号干扰；这其中，模拟量信号(特别是热电阻、热电偶信号等低电频AI信号)对高频脉冲信号的抗干扰能力很低。对于开关量信号，可以采用屏蔽电缆来进行连接，并在独立的线槽中独立展开运作。高电平DI、DO电磁阀的输出信号比以上两种信号的抗干扰能力更强，但这种信号一般会对其他的信号产生干扰。因此，在联接时可以用屏蔽电缆，独立时用电缆管或电缆槽，可以将相近的信号线缆铺设在电缆管路或电缆槽中。另一种隔离是在信号源与计算机上进行电气隔离，如此一来，不仅可以大幅度的降低共模干扰对系统的影响。例如信号的输入可以用隔离放大仪来与电子计算机进行隔离。最后一种隔离方式是供配电系统的隔离。为了避免在供电线路上引进共模高频率干扰信号，需要在供电线路上配置隔离变压器，来实现干扰隔离的效果。

结束语

综上所述，伴随着现代科学技术的不断发展，在火电厂不断发展的过程中，对热控制系统抗干扰技术的需求越来越高。为了有效提升火电厂的安全性和稳定性，务必要对热控系统采用抗干扰对策，同时利用软硬件技术来处理系统软件中出现或很有可能存在的干扰问题，从而全面提升火电厂的生产安全，增强热控系统的稳定性。本文对火电厂热控系统抗干扰技术展开系统分析和研究，希望能够为广大业内同仁提供参考建议，并促进行业改革和长效发展。

参考文献：

[1]盛海波.试析火电厂热控系统抗干扰技术[J].科学家,2017,5(15):112+117.

[2]华国钧.火电厂热控系统防雷与抗干扰技术研究及应用[J].中国电力,2016,49(01):53-58.

[3]李建国, 火电厂热控系统防雷和抗干扰技术研究及应用. 浙江省,浙江浙能乐清发电有限责任公司,2015-01-24.

[4]王丘.火电厂热控系统抗干扰技术分析[J].硅谷,2014,7(14):121-122.

[5]杭伟.浅析火电厂热控系统抗干扰技术[J].企业导报,2012(11):293.DOI:10.19354/j.cnki.42-1616/f.2012.11.206.

[6]王渝锦.火电厂热控系统抗干扰技术[J].四川电力技术,2008(01):91-94.