電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術研究

陳剛

摘 要：在電廠熱工控制系統中，信號會受到一定的干擾，這嚴重影響了熱工控制系統的安全運行。而干擾信號即疊加或竄入到信號線和系統電源上的電磁信號。在干擾信號的影響下，電廠的熱工控制系統經常會出現測量偏差以及控制失靈等故障，嚴重者還會造成電力安全事故的發生。因此，必須要深入研究與分析引起干擾信號的原因，并且要科學合理地運用抗干擾技術，從而保障電廠熱工控制系統的安全運行。該文主要分析了電廠熱工控制系統應用中存在的干擾源，介紹了干擾信號的類型，并提出幾種有效的抗干擾技術，希望能夠使得抗干擾技術在電廠熱工控制系統中得到更加合理與有效地應用，從而提高熱工控制系統的抗干擾能力，保障熱工控制系統的安全穩定運行。

關鍵詞：電廠 熱工控制系統 抗干擾技術 研究

中圖分類號：TM621.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0091-02

電廠的熱工控制系統是保障電廠安全生產與運行的重要基礎，其對電廠的生存與發展具有非常重要的意義。隨著電廠規模的不斷擴大，電廠機組的容量也在不斷地增大，而熱工控制系統的功能以及體系也變得越來越復雜，在此狀況下，電廠熱工控制系統所受到內外部干擾的概率也相應的增大，這就會造成熱工控制系統出現動作失靈以及測量偏差等故障，從而嚴重影響電廠的正常生產運營。因此，為了有效避免干擾信號對熱工控制系統形成的干擾，為了有效保證電廠熱工控制系統能夠安全穩定地運行，電廠要不斷地研究與分析，采取科學有效的抗干擾技術，從而提供控制系統的抗干擾能力，避免干擾故障的發生，進而充分發揮電廠熱工控制系統的功能與作用，促進電廠的可持續發展。

1 干擾源

在電廠的熱工控制系統應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]。漏電阻的數值越小，就證明漏電情況越嚴重。絕緣不良是導致漏電阻出現的主要原因。在絕緣材料發生老化以后，就會出現漏電現象，從而會對其它信號產生一定的影響。

1.2 公共阻抗

在兩個或者兩個以上的回路共同使用同一個阻抗的時候，就可能會通過公共阻抗而產生回路間的干擾。如在多個電路共同使用同一個電源的時候，電源內阻以及匯流條就會變成公共阻抗。

1.3 靜電耦合引入的干擾

因為在電力系統當中，需要對很多的控制信號線給予平行布置，而由于在平行導線間存在著分布電容，那么就會為交變干擾信號提供一定的電抗通道，從而加大了外部干擾的進入概率。

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電勢[2]。在所有的交變信號線周圍都會存在著交變電磁場，而這些電磁場又會在并行的導體間產生電動勢，從而對線路產生一定的干擾。

1.5 雷擊引入干擾

在雷擊的作用下，可能會使得系統周圍出現很大的電磁干擾，而且也可能會利用各種接地線將干擾引入到熱工控制系統當中。

1.6 現代無線通訊設備產生的干擾

各種現代無線通訊工具，例如手機等都會發射出比較強的電磁波，而這些電磁波會產生一定的交變磁場，并利用儀器儀表以及信號線上的電路耦合從而產生一定的干擾。

2 電廠熱工控制系統干擾信號的種類

2.1 差模干擾信號

所謂的差模干擾信號即為熱工控制信號在熱工控制系統內部進行疊加以及串聯，在此過程中因為彼此的影響作用，從而產生的一種干擾信號。該信號主要是干擾熱工控制信號的兩個極點之間的電壓，此時其電磁場會在信號間的耦合感應與電路失衡轉變為共模干擾的時候形成電壓。此電壓會在熱工控制信號產生疊加，從而影響到熱工控制系統的控制功能，影響到系統的測量功能。

2.2 共模干擾信號

當熱工控制信號對地面產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電工控制系統產生一定的影響，而且也可以以對地電位差的方式，使得熱工控制系統信號線路出現感應現象，這樣會產生電壓疊加問題，進而產生共模干擾信號，并對電廠的熱工控制系統進行干擾。

3 電廠熱工控制系統抗干擾技術的運用

3.1 屏蔽系統干擾技術

這一技術主要是利用金屬導體將電廠熱工控制系統當中的信號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量的方法，對干擾信號以及系統設備給嚴密的測量，從而抑制電流產生的耦合性噪聲，進而充分保障系統測量信號免受外部電磁場的影響[4]。所以在電廠熱工控制系統運行的過程中，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，從而使得系統控制信號免受外部電磁場的影響。

3.2 平衡抑制技術

所謂的平衡抑制技術即借助于平衡電路，當兩條導線具有相同的傳輸信號，而且還產生相同干擾電壓的時候，就能夠使得導線中的干擾電壓形成一個平衡的狀態，從而抵消干擾信號，進而使得電廠的熱工控制系統免收外部磁場的影響。此項技術是熱工控制系統抗干擾技術中的一個重要組成部分，而且也是所有抗干擾技術中比較簡單而又靈活的方法之一。所以，在熱工控制系統的運行過程中，要科學合理地運用平衡抑制技術，將雙絞線看做系統平衡電路，從而有效抑制外部電磁場中的干擾信號，使得電廠的熱工控制系統能夠安全穩定地運行。

3.3 物理隔離技術

作為電廠電工控制系統抗干擾技術的一項基礎性技術，物理隔離技術具有非常廣泛的應用范圍。在應用物理隔離技術的時候，一定要采用科學合理的設置方式。首先要避免出現平行設置的狀況。要保障強弱信號導線的分離，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導線與動力導線之間的距離，在導線穿管鋪設的時候，要保障電源線以及信號線不能使用同一根電導線管。其次，要盡量保證芯電纜能夠傳遞同類的測量信號。例如在兩根導線傳遞相同信號的時候，要保證鋪設在在同一條電纜中。而且，要防止出現強電系統以及弱電信號回路同時接地線的現象。對于具有相同型號的兩根導線的地線路，要首先對其進行短接，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不可以同時使用同一個接地網，而且要使得三者之間保持一定距離，避免三者之間出現相互影響，只有這樣才能有效保證熱工控制系統安全穩定運行。endprint

4 處理熱工控制系統的干擾故障的有效措施

首先，要避免出現由于接地不良而造成的熱工控制系統故障。針對此問題的預防重點即為有效控制系統接地電位的分布不均勻現象，要避免由接地產生的電位差而出現的循環電流，最終造成熱工控制系統不能正常地運行。所以，現場的工作人員要利用檢測儀表功能，使得系統的接地點能夠處于一種浮空的狀態，從而使得熱工控制系統接地能夠具有良好的設置，從而避免其他故障的發生，進而使得電廠的熱工控制系統能夠安全穩定運行。

其次，要避免出現熱工控制系統母聯倒閘而造成的保護動作失誤現象。在母聯倒閘電纜發出較強的電磁干擾的時候，就會嚴重干擾到系統保護動作控制信號，并將會影響系統的正常運行[5]。針對此問題，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，同時還要使其能夠與強電電纜保持相對的距離，進而避免其對系統控制系統信號產生干擾。

再次，要避免發電機組出現跳閘故障，尤其是要有效地防止循環水泵故障的發生。因為循環水泵房要遠離中央控制室，所以外部電磁場就會干擾到循環水泵房的控制信號，一旦循環水泵出現跳閘現象，那么緊接著熱工機組也會發生跳閘。因此，在實際的工作中，電廠的工作人員要嚴格地檢查中央控制室以及循環水泵的接地系統，從而有效地消除干擾信號，保證循環水泵能夠正常穩定的運行。

總而言之，電廠熱工控制系統功能能否得到正常發揮會關系到電廠的經營運行的安全性以及穩定性。這主要是由于熱工控制系統在運行過程中會產生過干擾信號，而這些干擾信號會嚴重影響到熱工控制系統的安全以及功能。因此，必須要加強對電廠熱工控制系統應用中的抗干擾信號技術的研究，可以采用物理隔離技術、屏蔽干擾技術以及平衡抑制技術等多種不同的控制干擾技術有效地抑制干擾信號，從而提高電廠熱工控制系統的抗干擾能力，進而使得熱工控制系統能夠正常穩定的運行，促進電廠的可持續發展。

參考文獻

[1] 翟曉文.電廠熱工控制系統應用中的抗干擾分析[J].才智，2009，22（9）：58-59.

[2] 劉瑞強.電廠熱工控制系統應用中的抗干擾問題處理[J].產業與科技論壇，2012，20（8）：62-63.

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

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

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