电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术研究

陈刚

摘 要：在电厂热工控制系统中，信号会受到一定的干扰，这严重影响了热工控制系统的安全运行。而干扰信号即叠加或窜入到信号线和系统电源上的电磁信号。在干扰信号的影响下，电厂的热工控制系统经常会出现测量偏差以及控制失灵等故障，严重者还会造成电力安全事故的发生。因此，必须要深入研究与分析引起干扰信号的原因，并且要科学合理地运用抗干扰技术，从而保障电厂热工控制系统的安全运行。该文主要分析了电厂热工控制系统应用中存在的干扰源，介绍了干扰信号的类型，并提出几种有效的抗干扰技术，希望能够使得抗干扰技术在电厂热工控制系统中得到更加合理与有效地应用，从而提高热工控制系统的抗干扰能力，保障热工控制系统的安全稳定运行。

关键词：电厂 热工控制系统 抗干扰技术 研究

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0091-02

电厂的热工控制系统是保障电厂安全生产与运行的重要基础，其对电厂的生存与发展具有非常重要的意义。随着电厂规模的不断扩大，电厂机组的容量也在不断地增大，而热工控制系统的功能以及体系也变得越来越复杂，在此状况下，电厂热工控制系统所受到内外部干扰的概率也相应的增大，这就会造成热工控制系统出现动作失灵以及测量偏差等故障，从而严重影响电厂的正常生产运营。因此，为了有效避免干扰信号对热工控制系统形成的干扰，为了有效保证电厂热工控制系统能够安全稳定地运行，电厂要不断地研究与分析，采取科学有效的抗干扰技术，从而提供控制系统的抗干扰能力，避免干扰故障的发生，进而充分发挥电厂热工控制系统的功能与作用，促进电厂的可持续发展。

1 干扰源

在电厂的热工控制系统应用过程中主要存在于以下几种干扰因素。

1.1 漏电阻

所谓的漏电阻即为绝缘电阻。漏电阻的数值大小主要是在额定工作电压下直流电压以及通过电容的漏电流之间的比值[1]。漏电阻的数值越小，就证明漏电情况越严重。绝缘不良是导致漏电阻出现的主要原因。在绝缘材料发生老化以后，就会出现漏电现象，从而会对其它信号产生一定的影响。

1.2 公共阻抗

在两个或者两个以上的回路共同使用同一个阻抗的时候，就可能会通过公共阻抗而产生回路间的干扰。如在多个电路共同使用同一个电源的时候，电源内阻以及汇流条就会变成公共阻抗。

1.3 静电耦合引入的干扰

因为在电力系统当中，需要对很多的控制信号线给予平行布置，而由于在平行导线间存在着分布电容，那么就会为交变干扰信号提供一定的电抗通道，从而加大了外部干扰的进入概率。

1.4 电磁耦合引入的干扰

所谓的电磁耦合即为利用电感引入的感应电势[2]。在所有的交变信号线周围都会存在着交变电磁场，而这些电磁场又会在并行的导体间产生电动势，从而对线路产生一定的干扰。

1.5 雷击引入干扰

在雷击的作用下，可能会使得系统周围出现很大的电磁干扰，而且也可能会利用各种接地线将干扰引入到热工控制系统当中。

1.6 现代无线通讯设备产生的干扰

各种现代无线通讯工具，例如手机等都会发射出比较强的电磁波，而这些电磁波会产生一定的交变磁场，并利用仪器仪表以及信号线上的电路耦合从而产生一定的干扰。

2 电厂热工控制系统干扰信号的种类

2.1 差模干扰信号

所谓的差模干扰信号即为热工控制信号在热工控制系统内部进行叠加以及串联，在此过程中因为彼此的影响作用，从而产生的一种干扰信号。该信号主要是干扰热工控制信号的两个极点之间的电压，此时其电磁场会在信号间的耦合感应与电路失衡转变为共模干扰的时候形成电压。此电压会在热工控制信号产生叠加，从而影响到热工控制系统的控制功能，影响到系统的测量功能。

2.2 共模干扰信号

当热工控制信号对地面产生一定量的电位差以后，此电位差可通过以电磁辐射等方式对电工控制系统产生一定的影响，而且也可以以对地电位差的方式，使得热工控制系统信号线路出现感应现象，这样会产生电压叠加问题，进而产生共模干扰信号，并对电厂的热工控制系统进行干扰。

3 电厂热工控制系统抗干扰技术的运用

3.1 屏蔽系统干扰技术

这一技术主要是利用金属导体将电厂热工控制系统当中的信号线与电路等重要部位完全地包围起来，形成一定的屏蔽体系，而且还要利用隔离测量的方法，对干扰信号以及系统设备给严密的测量，从而抑制电流产生的耦合性噪声，进而充分保障系统测量信号免受外部电磁场的影响[4]。所以在电厂热工控制系统运行的过程中，借助于具有屏蔽功能的电缆可以完全消除静电作用的干扰信号，从而使得系统控制信号免受外部电磁场的影响。

3.2 平衡抑制技术

所谓的平衡抑制技术即借助于平衡电路，当两条导线具有相同的传输信号，而且还产生相同干扰电压的时候，就能够使得导线中的干扰电压形成一个平衡的状态，从而抵消干扰信号，进而使得电厂的热工控制系统免收外部磁场的影响。此项技术是热工控制系统抗干扰技术中的一个重要组成部分，而且也是所有抗干扰技术中比较简单而又灵活的方法之一。所以，在热工控制系统的运行过程中，要科学合理地运用平衡抑制技术，将双绞线看做系统平衡电路，从而有效抑制外部电磁场中的干扰信号，使得电厂的热工控制系统能够安全稳定地运行。

3.3 物理隔离技术

作为电厂电工控制系统抗干扰技术的一项基础性技术，物理隔离技术具有非常广泛的应用范围。在应用物理隔离技术的时候，一定要采用科学合理的设置方式。首先要避免出现平行设置的状况。要保障强弱信号导线的分离，不能将其捆扎在一起，更不可以使用同一条电缆。要尽可能地拉大干扰源信号导线与动力导线之间的距离，在导线穿管铺设的时候，要保障电源线以及信号线不能使用同一根电导线管。其次，要尽量保证芯电缆能够传递同类的测量信号。例如在两根导线传递相同信号的时候，要保证铺设在在同一条电缆中。而且，要防止出现强电系统以及弱电信号回路同时接地线的现象。对于具有相同型号的两根导线的地线路，要首先对其进行短接，然后再与大地相连。最后，要保证防雷、电气以及分布式控制系统不可以同时使用同一个接地网，而且要使得三者之间保持一定距离，避免三者之间出现相互影响，只有这样才能有效保证热工控制系统安全稳定运行。endprint

4 处理热工控制系统的干扰故障的有效措施

首先，要避免出现由于接地不良而造成的热工控制系统故障。针对此问题的预防重点即为有效控制系统接地电位的分布不均匀现象，要避免由接地产生的电位差而出现的循环电流，最终造成热工控制系统不能正常地运行。所以，现场的工作人员要利用检测仪表功能，使得系统的接地点能够处于一种浮空的状态，从而使得热工控制系统接地能够具有良好的设置，从而避免其他故障的发生，进而使得电厂的热工控制系统能够安全稳定运行。

其次，要避免出现热工控制系统母联倒闸而造成的保护动作失误现象。在母联倒闸电缆发出较强的电磁干扰的时候，就会严重干扰到系统保护动作控制信号，并将会影响系统的正常运行[5]。针对此问题，可以选用具有屏蔽功能的双绞线，从而改变电缆干扰的走向，同时还要使其能够与强电电缆保持相对的距离，进而避免其对系统控制系统信号产生干扰。

再次，要避免发电机组出现跳闸故障，尤其是要有效地防止循环水泵故障的发生。因为循环水泵房要远离中央控制室，所以外部电磁场就会干扰到循环水泵房的控制信号，一旦循环水泵出现跳闸现象，那么紧接着热工机组也会发生跳闸。因此，在实际的工作中，电厂的工作人员要严格地检查中央控制室以及循环水泵的接地系统，从而有效地消除干扰信号，保证循环水泵能够正常稳定的运行。

总而言之，电厂热工控制系统功能能否得到正常发挥会关系到电厂的经营运行的安全性以及稳定性。这主要是由于热工控制系统在运行过程中会产生过干扰信号，而这些干扰信号会严重影响到热工控制系统的安全以及功能。因此，必须要加强对电厂热工控制系统应用中的抗干扰信号技术的研究，可以采用物理隔离技术、屏蔽干扰技术以及平衡抑制技术等多种不同的控制干扰技术有效地抑制干扰信号，从而提高电厂热工控制系统的抗干扰能力，进而使得热工控制系统能够正常稳定的运行，促进电厂的可持续发展。

参考文献

[1] 翟晓文.电厂热工控制系统应用中的抗干扰分析[J].才智，2009，22（9）：58-59.

[2] 刘瑞强.电厂热工控制系统应用中的抗干扰问题处理[J].产业与科技论坛，2012，20（8）：62-63.

[3] 黄泽山.浅谈电厂热工控制系统应用中的抗干扰分析[[J].中国电力教育，2011，36（10）：83-84.

[4] 史宏俊.电厂PLC应用中的抗干扰技术[J].河南科技，2013，11（1）：46-47.

[5] 熊建华，张琼.提高热工控制系统可靠性的改造措施[J].内蒙古电力技术，2012，10（6）：47-49.endprint