抗干扰技术在电厂热工控制系统中的应用研究

陈志明

摘 要：电厂热工控制是电厂高效运行、安全生产的重要基础，随着电厂规模的扩大，机组容量的增加，电厂热工控制被广泛的应用于电厂生产领域当中，并取得较为显著的成效，然而电厂热工控制系统中的信号却常常受到干扰，影响电厂热工设备的正常运行，本文将从热工控制系统中的干扰来源出发，深入研究抗干扰技术在电厂热工控制系统中的应用，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：电厂；热工控制；电力设备；抗干扰技术

随着我国经济的快速发展，电力需求也随之增加，为了实现高效运行、安全生产，大部分电厂都开始采用热工控制系统用于生产，然而热工控制系统的抗干扰能力较弱，容易受到干扰信号的影响，进而出现动作失灵等故障，使电厂的日常生产的连续性大打折扣，本文将立足于电厂热工控制系统中干扰信号的类别，探讨电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术。

1 电厂热工控制系统应用中存在的干扰源种类

1.1 供电电源干扰

热工控制系统的工作环境非常复杂，容易受到周边磁场的影响。热工控制系统的周边不仅有强大的磁场，还有交直流传动装置。这都会导致电厂热工控制系的失灵，尤其交直流传动装置会产生谐波，这会直接造成电力设备的停止运行，给电厂的生产与运行带来不利的影响。为了应对谐波的干扰，许多企业都在供电电源的周围布置了隔离设备，但受技术条件的限制，隔离效果都不甚理想。[ 1 ]

1.2 热工控制系统的内部干扰

热工控制系统的电路复杂，不同的电路之间常出现电流或者辐射干扰，可以按照逻辑电路的不同，将内部信号干扰分为同频干扰和临频干扰。相比同频干扰，邻频干扰主要指传输的信号受频率相近的信号的干扰，从而导致接收机的频谱内，出现许多非目标信号，对目标信号的接收工作产生一定的影响。随着现代电网的不断发展，其兼容性、传播速率、电网构架都有大幅度的提升，然而也出现了许多问题，随着热工控制系统容量的增加，对信号接收的频率更宽了，每个一定距离频率会重复出现，从而一个频带能够接收到许多相近频率的信号，给目标信号的传输工作造成不利的影响。要提高热工控制系统的稳定性，首先要杜绝系统内部的干扰源，从而提高电厂生产的效率。

1.3 信号的干扰

热工控制系统常常处于一个较为复杂的环境中，不可避免的会受到周边信号的干扰，尤其同频的信号，会对电力设备的运行带来不利的影响。因此当热工控制系统遇到载频相同的信号，一定程度上会影响信号的正常传输，使接收器无法接收到受到被同频干扰的信号。相关技术人员将电力设备的发射功率调整到合适的范围内，能够有效的控制同频信号互相干扰的现象，提高电网基站的工作效率。[ 2 ]

2 电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用

2.1 物理隔离技术

物理隔离技术是常见的抗干扰技术，因此被广泛的使用于电厂热工控制系统当中，物理隔离技术是指将影响热工控制系统正常运行的信号源进行隔离，从而屏蔽掉干扰信号，降低外部磁场对热工控制系统的影响。[ 3 ]

此外，物理隔离技术还能进一步提高漏电阻的绝缘效果，充分提高电厂热工控制系统运行的稳定性。技术人员可以在线缆的周围布置绝缘材料，避免各系统之中出现互相干扰的现象。

此外，为了确保相邻的线路之间不产生干扰，相关技术人员应该采取相应的预防措施，许多技术人员为了方便维护与管理，对热工控制系统的电缆进行捆扎处理，这不仅会增强信号之间的互相干扰，还会降低电厂电力设备运行的可靠性，正确的做法是控制隔离导线的平行设计，来增强隔离效果，从而提高热工控制系统的安全性。

2.2 平衡抑制技术

平衡抑制技术是热工控制系统抗干扰技术的重要组成部分，也是稳定性最高一种抗干扰技术，在使用平衡抑制技术之前，需要保证热工控制系统的电路平衡，从而达到信号干扰互相抵消的作用。平衡抑制技术的使用较为灵活，要求相关工作人员对其原理有一定的了解，能够在实际的操作当中，维持热工控制系统的稳定性。此外，平衡抑制技术还对热工控制系统的内部干扰源具有一定的抑制作用，能够为热工控制系统提供外层的保护，具有较高的实用价值。

2.3 屏蔽系统干扰技术

信号干扰是影响热工控制系统正常运作的主要干扰源，因此可以采用屏蔽系统干扰的方式，降低干扰信号对系统重要部件的影响，如控制电缆的屏蔽线、控制机柜的接地线。其屏蔽系统干扰技术的原理是通过加强信号传输方向的针对性，从而控制信号的主波直接对准接收器，这种技术主要利用特殊金属的信号隔离的属性，达到保护系统的目的。一般来说，扩充热工控制系统容量虽然能够提供较好的传播效果，但在一定程度上也限制了信号的传递的精确性，而屏蔽系统干扰技术的应用，弥补了两个极点间相互干扰的缺陷，在不影响电力设备运行的基础上，提高了热工控制系统的抗干扰能力，充分发挥了屏蔽技术的作用，并且屏蔽系统干扰技术与其他抗干扰技术一起使用，也能起到显著的效果，因此在短时间内得到业界的青睐，并推广应用。[ 4 ]

3 抗干扰技术在实际案例中的应用

某电厂发生了循环水泵不明原因跳闸现象，相关工作人员对现场仪表、DCS控制系统及通道卡件均进行了检查，但并未查明原因。为查明循环水泵跳闸的原因，相关工作人员使用了屏蔽信號干扰技术，切断干扰途径。对模拟信号增加电容滤波回路，终于在分布式控制系统组态中找到影响循环水泵正常工作的干扰信号，使问题得到解决。

4 小结

总而言之，为了加强热工控制系统中的连续运行的能力，应该加强抗干扰技术的应用，尽量将信号干扰与供电电源干扰造成的影响降到最低，是电厂各生产设备能够在抗干扰技术的保护下，安全稳定的运行。

参考文献：

[1] 张培建，吴建国.先进控制技术在电厂热工过程控制中的应用[J].南通大学学报报（自然科学版），2014，04：74-77.

[2] 王文兰，张晓东，丁美，王秀玲.Matlab在电厂热工自动控制系统教学中的应用[A].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社.中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社，2010：4.

[3] 管志敏.自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2010.

[4] 杨锦，龙新峰，梁平.预测控制技术在电厂热工过程中的应用分析[J].电力设备，2016，05：57-61.