電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術

王平鋒　湯澤煜　梁平

[摘? ? 要]目前，各行業快速發展態勢和用電需求增加，推動電廠工程規模不斷發展，生產制造水平逐步提高，綜合管理水平不斷提高，電廠實現綜合整治。但是，在電廠發展的過程中，熱工控制系統的作用和管理系統也越來越復雜。值得一提的是，隨著發電機組的改進，外部環境影響不斷擴大，安全生產成為當前電廠業務運營的關鍵職責，必須促進針對抗干擾技術的研究。

[關鍵詞]電廠熱工;控制系統應用;抗干擾技術

[中圖分類號]TM621.4 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]At present， the rapid development trend of various industries and the increase in electricity demand have promoted the continuous development of power plant engineering scale， slow completion of efficient operation， gradual improvement of production and manufacturing level， and continuous improvement of comprehensive management level. The power plant has achieved comprehensive renovation. However， in the process of power plant development， the role of thermal control systems and management systems have become more and more complex. It is worth mentioning that with the improvement of generator sets， the external environmental impact continues to expand， and safe production has become a key responsibility of the current power plant business operations. Research on anti-interference technologies must be promoted.

[Keywords]power plant thermal engineering; control system application; anti-interference technology

在電廠熱工控制系統的過程中，如果受到抗干擾的一系列比較嚴重的影響，極易引發大中型安全生產事故。對此，文章對電廠熱工控制系統中的抗干擾技術進行詳細探討，并簡單解讀幾種常見的抗干擾技術及其影響的來信號，對抗干擾技術的應用進行了進一步討論，期待協助確保電廠熱工控制系統的正常運行。

1 熱工控制系統干擾信號的種類

1.1 共模干擾數據信號

電廠熱工控制系統對地電位差是共模干擾數據信號引起的關鍵感應。這種電位差影響熱工控制系統的關鍵手段是波輻射和電網入侵。此外，累積電壓多是由對地電位差引起的電廠熱工控制系統數據信號路徑的磁感應。共模干擾數據信號作為電廠熱工控制系統的關鍵抗干擾，在電廠安全運行中可以合理抑制。

1.2 差模抗干擾

發電廠熱工控制系統的差模抗干擾是由熱工控制系統在積累和串聯的過程中保溫控制數據信號的相互影響而引起的。電廠熱工控制系統兩個頂點之間的電壓受差模抗干擾的影響很大，差模影響和共模干擾通常是交叉影響的。

2 干擾主要原因

2.1 接地電阻和公共阻抗

接地電阻的標準值可以確定絕緣層可以多少。電信號的問題主要是接地電阻本身的原材料問題。熱工控制系統長期也會造成接地電阻脆化，最終造成絕緣層不足而導致供電狀態。這種情況很可能會對系統造成影響。共同特性阻抗是指幾個控制回路的交叉性條件，不同的控制回路會相互影響。

2.2 靜電感應耦合和感應耦合

熱工控制系統中的電信號線遍布平行平面，其中的電容器可以為抗干擾提供安全通道。一般來說，這種效應的直接原因多是靜電感應。在電信號線遍布的周邊地區，一般會出現磁場，利用電導體造成相互影響，而抗干擾是根據感應電動勢的變化影響熱工控制系統。

2.3 天氣要素

一般在溫度差的標準下，特別是在雷雨天氣下，電力線周圍會產生非常大的場，會產生抗干擾。同時，自動控制系統本身有很多電線接頭。當遇到極端溫度條件時，對導線接頭的影響也會對熱工控制系統造成一定程度的影響。

2.4 無線設備的影響

無線網絡設備在正常情況下可以自發產生無線電波。如果無線網絡設備在電廠熱工控制系統的自然環境中使用，會影響場地發生，而抗干擾可以通過系統的數據信號路由來影響它。在這個階段，可以通過繞過干擾信號的方式來處理無線網絡設備的影響。

3 電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術干擾信號分析

3.1 耦合引入的干擾信號

在電廠熱工控制系統中，控制數據信號的電纜總數和種類都比較多。一般在布置時采用平行平面進行布局，既保證美觀大方，又便于管理、維修，但這種排序方法必須是電纜中間有很多電容器。此類電容器將成為干擾的感應安全通道，增加熱工控制系統受外部干擾信號影響的概率。

3.2 漏電阻干擾信號

漏電阻是接地電阻絕緣性能差造成的。其標示值的大小是在額定工作電壓下根據電容器的交流電壓與漏電流之比。標示值越大，供水接地電阻供電越嚴重。接地電阻絕緣不良的最關鍵原因是絕緣材料脆化、破壞，或產品質量問題。當電信號狀況發生時，會影響其他數據信號，因此對熱工控制系統的形成具有一定影響。

3.3 公共阻抗干擾信號

共同特性阻抗是在兩個或多個控制回路中一起應用的特性阻抗。但是，在具體應用中，當電流量以公共阻抗為基準時，在回流過程中是非常重要的。控制回路之間容易造成影響，多個電信號電路一起使用時也會產生干擾信號。因此，在設計開關電信號控制回路時，盡量減少幾個電信號電路共用一個公共阻抗的現象。

3.4 耦合引入的干擾信號

所謂耦合就是電感引入的感應電流，因為所有的交流信號線周圍都有交變場。如果系統電信號電路中并行處理的電導體中存在感應電動勢，則會對線路中的信號會造成一定的沖擊，危及熱工控制系統的安全系數。

3.5 雷擊等自然條件引入的干擾信號

發電廠熱工控制系統中的電信號電路在雷擊等外界自然條件的破壞下，不可避免地會產生非常大的抗干擾。這種干擾信號會根據熱工控制系統中的導線接頭引入系統，影響系統的一切正常運行，甚至對系統造成不同程度的損壞。

3.6 設備本身引入的干擾信號

在熱工控制系統中，電子計算機等電氣設備在通斷時，會產生一定的工作電壓或電流，并會產生耦合干擾信號;日常生活中的現代信息內容，如手機、錄音機、平板電腦等通訊設備，在應用過程中會發出更明顯的波，與波的耦合會導致耦合產生交變磁場，從而產生干擾信號。干擾信號會利用儀表設備或電力回路耦合設備，進一步影響發電廠的熱工控制系統。

4 電廠熱工控制系統應用中的抗干擾技術

4.1 屏蔽隔離技術

在熱工控制系統的正常過程中，可選擇屏蔽技術解決干擾信號，實現抗干擾。這種技術的關鍵原因是操縱干擾信號，使其無法進入熱工控制系統，從而不會影響系統的可靠性。以某保溫公司為例，為更好地保證電廠熱工控制系統能夠正常進行，電廠熱工控制系統中屏蔽安裝系統的基本建設中，應用屏蔽金屬材料保護整體目標物體的結構，達到阻擋沖擊的目的。值得一提的是，系統的這種屏蔽還可以抑制電流量引起的耦合噪聲。也就是說，熱工控制系統不僅不易受到外場的危害，同時也滿足熱工控制系統對精密測量精度的要求。

4.2 平衡抑制技術

除了以上幾個方面，在具體應用的整個過程中，平衡抑制技術比較普遍，具有操作步驟簡單方便的特點。因此，它是電廠熱工控制系統中較為常見的抗干擾技術。從具體應用的角度來看，這類技術的適用性很強，其關鍵的基本原理是徹底解決干擾信號。最常見的方法是并聯安裝相同的傳輸線信號，達到特定效果。工作電壓的影響和傳輸線中的干擾信號會相互抵消，完成信號頭的去除。這種抗干擾技術最常用于去除場引起的干擾信號，進而對系統進行合理的阻止。例如，為了進一步提高平衡抑制技術的抗干擾能力，某保溫公司選擇了5類雙絞線結構，安裝在熱工控制系統中，依托5類雙絞線。不僅可以合理去除內部線路的影響，而且可以在一定程度上抑制磁場引起的干擾信號，從而保證熱工控制系統的安全穩定運行。

4.3 應用物理隔離措施

物理隔離技術指使用物理隔離和阻斷以多種方式屏蔽干擾信號。進而保護了系統不受干擾信號的影響，提高了電廠熱工控制系統的可靠性。也可以采用物理隔離的方法，擴大傳輸線電阻的阻值，達到抗干擾的實際效果。在實際應用中，采用絕緣效果好的原材料，可以合理提高漏電阻的絕緣性能，防止漏電阻對其產生影響，提高電廠熱工控制系統的抗干擾能力。電廠熱工控制系統采用物理隔離方式抗干擾時，應注意其設置方法和相關等級的技術標準，主要關注以下幾個關鍵點。

（1）弱電開關電信號系統和弱電系統應使用不同的連接線，因為同一線接頭會造成相互影響。

（2）同種信號傳輸時，應將功能轉移到多芯電纜上，防止不同信號傳輸時相互影響。

（3）自控系統、電氣控制系統和防雷線接頭應分開接地，避免三網信號相互影響，保證發電廠熱工控制系統的可靠性。

（4）電廠熱工控制系統的電纜應避免敷設在平行面上，防止輸電線路之間相互影響。

（5）發電廠熱工控制系統中不同類型的信號線會相互影響。因此，強信號線和弱信號線不能布設在同一根電纜中。應采用不同電纜分開傳輸，強信號電纜、弱信號電纜、電信號插頭、干擾信號線等不同信號傳輸線之間的距離應盡可能大，防止相互干擾。

4.4 處理好系統干擾故障

（1）接地裝置不良引起的計算機軟件常見故障。主要原因是系統接地裝置的電位差分布不均，造成一定的電位差，進而產生的循環系統電流，導致計算機軟件無法正常運行。因此，工作人員可以使用測量儀提示連接點顯示浮動狀態，保證熱工控制系統連接地址的設置質量，清除系統異常，以確保安全運行。

（2）由于總線耦合器切換導致維護動作錯誤。當母聯開關的電纜具有明顯的抗干擾性能時，系統會影響維護動作控制信號。可以應用五種具有實際屏蔽效果的雙絞線，促進電纜線的影響改變方向，并與弱電電纜線保持相對距離，避免其對信號頭的影響。控制系統。

（3）電廠絕熱發電機組跳閘常見故障。由于循環系統泵房距離中央主控室較遠，其控制信號受外場影響，循環泵產生電信號跳閘，進而引起保溫發電機組跳閘。因此，對循環泵和中間主控室的接地保護進行合理檢查，并在仿真信號中加入電容濾波控制回路，促進干擾信號的消除。

4.5 其他處理措施

在具體應用的整個過程中，除了在上述各類電廠熱工控制系統應用中采用抗干擾技術外，還可以基于其他解決方案，合理放置電信號的應用。對于熱電公司，工作人員必須按時測量儀器的作用。在具體檢查的整個過程中，改進對接地裝置電位差的操縱，進而合理改善不均勻性，防止因接地裝置不良引起的系統常見故障。接地裝置電位差的不均勻會引起較大的電位差，從而在熱工控制系統中引起系統循環電流。值得一提的是，母聯開關電纜抗干擾能力強，會出現保持姿勢的情況。

要多注意接地裝置的電位差，檢查中央主控室、循環泵等區域地接地保護至關重要。同時選用具有屏蔽功能的五類雙絞線，可以合理避免循環泵出現跳閘現象。以一家火力發電廠為例。在具體過程中，需要檢驗員對循環泵等區域進行檢驗。同時還要防止循環泵跳閘，保證弱電電纜與循環泵之間保持一定距離，防止發電機組受到損壞出現電信號跳閘故障。

5 結束語

電廠熱工控制系統中的關鍵干擾信號是差模干擾信號和共模干擾信號。干擾信號包括耦合引入的干擾信號、漏電阻干擾信號、公共特性阻抗干擾信號、蓮花耦合等。共同引入的干擾信號、雷擊等自然條件引入的干擾信號、機械設備本身引入的干擾信號。現階段，電廠采用較為常見的抗干擾技術的關鍵是屏蔽系統軟件技術、平衡抑制技術和物理隔離技術等。在具體應用中危害抗干擾技術的關鍵要素是必須利用技術、人為因素、干擾信號等因素，防止因接地裝置不良、母線跳閘、電力跳閘等安全事故引起的保溫自控系統常見故障。選用多種抗干擾技術，提高電廠自動絕緣水平，控制系統的抗干擾性保證了電廠熱工控制系統的正常穩定運行。

參考文獻

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