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摘要:随着我们国家电网铺设的普及性，电厂也有了突飞猛进的进步，而在电厂热工控制系统中，这些年其信号一直会受到干扰，这个情况对热工控制系统的安全运行有了很大的威胁。在这种受到信号干扰的情况下，电厂的热工控制系统，会经常性的在测量上出现偏差和控制失灵的问题，为例解决这些问题，下面我们就对这个干扰信号源进行分析，希望为以后抗干扰技术的发展提供可靠的依据。
关键词：电力热工；控制系统；抗干扰技术
引言
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。
一、电厂热工控制系统的基本构成
电厂热力的生产过程都相对复杂，许多设备的运行环境都较为恶劣，因此自动检测装置、自动保护装置不断应用在电厂热工控制系统中。热工控制系统主要由以下几部分组成。
1、DCS系统
电厂DCS系统融合了系统控制技术、多媒体技术、计算机技术和网络通信技术。
2、烟气脱硫系统
烟气脱硫系统包括PLC和FUDDCS，通过电脑键盘对烟气脱硫系统各设备的开启和关闭进行控制，同时检测和监控各设备的运行情况。在设置烟气脱硫系统控制点时，可综合考虑电厂实际情况，将其与除尘系统合并到电除尘控制室中，然后再与DCS系统相连接，实现综合控制，保证机组的稳定运行。
3、辅助系统集中控制网络
电厂辅助系统集中控制网络采用交换机、控制器、入机接口的连接方式，并结合煤点、尘点、水点的位置来设置调节终端，满足电厂初期过渡阶段和电厂安装、调试的需求。
二、热工控制系统干扰信号的种类
1、差模干扰信号
差模干扰信号产生的原因主要是由于热工控制信号在热工控制系统内部串联和叠加的过程中由于相互影响而形成的一种干扰信号。热工控制系统差模干扰信号主要是对热工控制信号两个极点间电压形成干扰，这时其电磁场将在信号之间的藕合感应以及电路失衡变换成为共模干扰时，产生一定的电压。当这个电压叠加在热工控制信号上，就会对热工控制系统的测量功能和控制功能造成很大的影响。
2、共模干扰信号
共模干扰信号产生的主要原因是热工控制信号对地产生的电位差，这种电位差可以通过电网窜入、电磁辐射等方式影响热工控制系统，也可以以对地电位差的方式造成热工控制系统信号线路感应现象，出现电压的叠加问题，会对热工控制系统产生干扰。共模干扰信号是热工控制系统主要的信号类型，应该在实际的操作中加强对共模干扰信号的控制。
三、干扰源
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。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。
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。
3、静电藕合引入的干扰
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。
4、电磁藕合引入的干扰
所谓的电磁藕合即为利用电感引入的感应电势。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。
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。
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藕合从而产生一定的干扰。
7、电容藕合
直流静电极易产生电容藕合，系统设备的周围存在很多直电流，很多的直电流都与热工控制系统是平行的，而且直电流与交流量二者之间能够出现电容，在改变电流的情况下就会出现电容藕合，导致干扰信号出现。
8、电线的组合干扰
电线的组合安装如果出现问题，或者是安装不符合相关的标准都会出现电磁干扰的信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测量头接地所产生的电流过大就会使整个热工控制系统承受的负荷极其不平衡，大量的电压导致共模干扰信号的出现，如果电压强度不大，就会形成电位差，从而出现差模干扰信号。
9、供电电源干扰
电网具有覆盖面积广的特点，同时其又是热工控制系统电源的主要来源。这导致热工系统电源处于复杂的环境中，受到周围磁场的影响较大，其中交直流传动装置导致的谐波、大型电力设备的启动和停止都会导致控制系统电源受到干扰。虽然目前电网系统中对热工控制系统的电源采用了部分隔离技术，但受其技术条件和构造、参数等因素的影响，隔离效果较差，达不到理想的要求。
9、信号线的干扰
连接热工控制系统的信号线不可避免的会受到周边信号干扰源的干扰，从而导致控制系统的信号较差。目前，热工控制系统的主要干扰信号为:变送器供电电源及其周边仪表的干扰和空间电磁辐射感应干扰。后者较为常见且具有较大危害，即我们常见的外部信号干扰。外部干扰易影响信号线的测量精度，使信号出现异常，甚至导致系统元件失去基本功能。尤其是对于本身隔离效果较差的系统，信号干扰将导致回流现象异常，严重时可导致系统处于死机状态。
10、热工控制系统内部干扰源
热工控制系统自身电路复杂，不同电路之间常出现一定的电流或辐射干扰。其中包括逻辑电路相互间的干扰、逻辑电路对模拟电路的干扰、逻辑地对模拟地的干扰和各元件之间的相互干扰等。具体表现为控制机柜的内部信号干扰。导致其出现的原因为DCS卡件或其内的绝缘性能下降、机柜内部线路布置不合理，导致电缆同二次线强电、弱电信号出现重叠，造成模拟信号干扰、热工控制系统运行时间过长导致的线路松动，影响绝缘效果，或者由于金属瘸蚀而化学电势，造成信号回路，影响线路信号的输出。要提高热工控制系统的效率，就要控制其内部干扰及其它干扰问题，确保其稳定运行是电厂设备更新的主要任务。
三、电厂热工控制系统抗干扰技术的运用
1、物理隔离技术
物理隔离技术是热工控制系统抗干扰技术的基础性技术，其主要要点是应用物理方面的隔离措施，实现干扰信号的有效阻断，进而降低干扰对热工控制系统的影响，提高热工控制系统的稳定。利用物理隔离的方法还可以有效提高导线电阻的绝缘效果，进而起到对抗干扰的目的。在实际的工作中为了实现系统抗干扰的目的，可在应用耐压效果好的绝缘材料以及电绝缘电阻，提高漏电阻的绝缘效果，防止漏电阻对系统的干扰。在系统物理隔离应用过程中，其设置方式是很重要的，应该注意相关的设置和技术方面的要求:应该避免弱点信号和强电系统回路采用同一接地线，降低接地时产生的干扰。应该将电气、控制系统以及防雷的接地网分开设置，并保证三个地界网存在一定的间距，避免三网间相互的影响，确保热工控制系统稳定的工作。应该保证多芯电缆能够作用于同类型的传递测量信号中，例如:如果两条导线的传递信号相一致，并设置在同条电缆上，这样有利于在源头上控制干扰信号。应该防止热工控制系统导线的平行设置，预防导线间的相互干扰，特别应该注意的是热工控制系统强信号和弱信号的导线必须做到分离，严格执行“导线不困扎，不采用通条电缆”的原则，真正将信号动力导线、信号导线和干扰源间距扩大，保证信号线和电源线不共用同条导线。
2、平衡抑制技术
所谓的平衡抑制的方法，其实就是相互抵消的技术，通常在信号控制源领域中所说的平衡抑制，其实就是合理的利用了平衡电路的作用，如果说两条导线在正常工作中，拥有一样的传送信号，同时干扰电压也能产生一样的量的时候，那么导线中的干扰电压，在两个导线之间就会形成一个平衡的状态，进而就把干扰信号给抵消了，电厂的热工控制系统就可以避免被这种外部磁场所影响，整个热工控制系统就处在一个比较安全的环境中了。这个技术在热工控制系统抗干扰技术领域中，是非常关键的一环，也是其重要的组成部分，为什么这么说，不仅其有以上这种非常好的抗干扰源的效果，而且这个平衡抑制技术在实践应用的过程中，和所有的抗干扰技术比较起来，其是最简单又灵活的方法，大大的提高了维护中的工作效率。所以以后我们在解决热工控制系统的抗干扰工作中，一定要科学合理地运用平衡抑制技术，把双绞线看成抑制干扰源的平衡电路，有效的把外部电磁场抑制住，保证电厂的热工控制系统不受信号影响，安全稳定地给人类提供服务运行。
3、预防干扰故障
电厂热工控制系统受干扰信号严重影响时就会形成干扰故障，将造成较大的经济损失，因此对干扰故障进行有效预防尤为重要。电厂热工控制系统接地时应特别注意接地电位要平均分布，否则就会在接电线产生一定的电势差，并在导线中形成循环电流，从而严重影响电厂热工控制系统的稳定运行。为避免此类干扰，操作人员可运用检测设备使接地点呈悬空状态。电厂热工控制系统接地点的质量要得到保障，因其是避免产生接地干扰的关键，对系统的稳定运行至关重要。另外，电厂热工控制系统保护动作失误的主要原因是母线倒闸，因为母联倒闸的电缆发出强烈的电磁干扰信号时，就会对电厂热工控制系统保护动作信号产生干扰，引发误动，从而造成故障。为避免这类故障，应架设双绞线对干扰信号进行屏蔽，并保持与强电电缆的安全距离，防止其对电厂热工控制系统的信号造成干扰。电厂热工控制系统另一常见故障就是发电机组跳闸。预防发电机组跳闸的关键在于预防水泵故障，因为循环水泵故障往往会引起发电机组跳闸。循环水泵距离中央控制室较远，易受干扰信号影响而发生跳闸现象。对这类故障的预防措施主要是加强检查，对循环水泵的接地系统和与中央控制室之间的干扰信号加以屏蔽，从而保证电厂热工控制系统的稳定运行。
4、屏蔽系统干扰技术
屏蔽系统干扰技术主要对干扰信号采用屏蔽技术，这样可以起到使热工控制系统免受干扰信号影响的作用。屏蔽系统干扰技术的主旨是将热工控制系统的主要器件用金属包围起来，特别对热工控制系统电路、信号线、重要元器件等部位用金属导体完全包围，形成屏蔽体系，降低外部干扰信号对热工控制系统的影响。
5、接地保护技术
接地保护技术是热工控制系统抗干扰的重要手段之一，也是安全的保护措施。屏蔽系统技术、平衡抑制技术、物理隔离技术等的应用主要在于对系统本身的保护，而接地保护既能有效保证系统的安全，也能有效保证人身的安全。在接地处理时，一般可分为保护接地与工作接地两种模式。其中，接地保护是通过金属部分的连接，以连接出一个连接体，电气设备及电仪表在通常情况下能使短路的电流直接接入大地，而无需通过电气设备及仪表，从而起到保护设备安全的作用;而工作接地则是通过祸合作用产生的电压差和低压差进行消除，从而提高仪表工作的可靠性与精确性。其实，无论采用何种接地模式，都必须要遵循保护原则，即减弱干扰信号的强度，并抑制共模干扰信号与差模干扰信号的产生，从而保护热工控制系统。
结语
综上所述，电厂现代化的建设和经营离不开热工控制系统功能的正常发挥，在热工控制系统的运行中会产生差模干扰信号和共模干扰信号，对热工控制系统功能和安全的影响。本研究提供了屏蔽干扰、平衡抑制和物理隔离等一系列方法，目的是提高电厂热工控制系统的抗干扰能力，由于研究起点和研究方法存在的不足，导致研究存在各种问题，同仁应该针对本研究的长处和缺憾展开进一步分析，以加强实际研究和理论论证为手段，真正提升热工控制系统抗干扰能力，进而确保热工控制系统功能。
参考文献:
[1]刘瑞强.电厂热工控制系统应用中的抗干扰问题处理[].产业与科技论坛，2012,20(8):62-63.
[2]黄泽山.浅谈电厂热工控制系统应用中的抗干扰分析[].中国电力教育，2011,36(10):83-84
论文作者:袁慧存
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/19
标签：干扰论文; 控制系统论文; 热工论文; 信号论文; 电厂论文; 抗干扰论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第25期论文;