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摘 要：在电厂的热工控制系统中，最常受到的干扰信号就是电信号。 电信号种类很多，其中 叠加 或者插 入系统电源或者是信 号线路上的电信号称为干扰信号。 本文主要分析了产生干扰信号的原因，并且指出了解决办法。
关键词：电厂热工控制系统；干扰信号；抗干扰
干扰信号的影响是不容小觑的，轻则影响整个热工系统，会出现测量误差，重则会引起电路事故，导致保护系统失效。所以我们必须对干扰信号有一个初步的认识，并且要找出干扰信号的根本原因并作出分析，采取有效的措施保护整个热工系统。
1. 干扰信号的分类
我们根据干扰信号作用方法的不同，大致将其分为两大类：共模干扰和差模干扰。其中共模干扰是指由于信号与大地之间电位差，所以干扰信号很容易从电网进入，并在空间电磁辐射的信号线上产生叠加的共态电压。差模干扰主要是由于干扰信号和输入信号之间串联叠加而成。因为电路的不平衡性，所以在各种信号之间产生了耦合感应共模干扰从而形成了电压。这种电压对于控制系统的测量精确度会产生直接的影响。
2. 干扰源
在整个电厂热工控制系统运行的过程中，干扰信号主要来源于以下几个方面：
第一，绝缘不良而导致的漏电现象。主要是由于在长期使用过程中，材料老化，绝缘效果下降，从而对信号产生干扰。第二，公用阻抗。如果两个或对个线路共同使用同一个阻抗，那么就会导致在多个线路之间形成回路干扰，公共阻抗的形成也可能是由于公共线路使用同一个电源。第三，静电耦合干扰。在传统线路中常使用平行布置的方式来放置，这样就会产生分布电容，使得干扰信号有了流动通路，外部的干扰信号也比较容易的进入到系统中来。第四，电磁耦合的引入。电磁耦合就是引入的感应电势，由于交变信号的附近都会产生感应电势，所以就会有无用信号对电路产生干扰。第五，计算机带来的干扰。由于计算机是控制整个系统的一个开，关，这些动作时都会产生一些电流和电压的变化，在这种就可能会产生信号的耦合干扰，所以必须要减少开关系统的次数，避免超出范围后产生干扰。第六，现代通信设备信号的干扰。由于我们每个人的手机等产生的信号都会有一个固定的电磁波，这个电磁波的来源与热工系统的不同，所以之间会产生信号的耦合干扰。第七，直流静电感应产生的电容耦合。由于设备附近可能会存在一些直流电，这些直流电与热工系统的线路是平行铺设的，直流电和交流电之间产生电容，从而使得在电流改变的情况下就会产生耦合电压，从而产生干扰。第八，电感耦合。交变电流之间产生了磁交联从而影响了电路中的电流发生了变化，从而产生了干扰。第九，电磁辐射。电磁辐射是无处不在的一种干扰，无论是在电动碳棒滑动过程中，还是在电动机的开关过程，辐射干扰都会存在，其扩散形式是空间辐射型，不仅会干扰信号还会干扰测量的准确性，严重可能会影响整个系统的工作过程。第十，线路的组装问题。线路如果组装的有问题，不符合标准的话也会产生电磁干扰信号。例如，测量头的连接同时接地时，如果通过的电流过大就会导致整个系统负荷的不平衡，从而产生电压，形成共模干扰，这种干扰的强度并没有前几个那么大，但是如果形成电位差，就会产生差模干扰。第十一，公用电阻的干扰。由于外部信号的电阻较多，每个电阻的内部都会存在一个电路信号，这些电路信号又靠同一个公共电阻进行降压，产生的电压差就会耦合到其他的回路，这些电压和电流就会瞬间释放到空间中，从而产生顺势的电磁干扰。第十二，雷击等自然条件。自然条件的干扰是不可避免的，雷击会产生瞬时的极大的电磁干扰，这些电磁会流入控制系统中，从而干扰系统的工作和运行，甚至会造成系统的破坏。
通过上述文字的分析和比对，我们得知如果要生成干扰信号必须有一个干扰源，一个传递此信号的耦合通道和一个敏感型电路，这三者缺一不可。
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3. 热工控制系统中抑制干扰信号的策略
根据对干扰信号产生的要素和原因进行分析后，我们要想抑制干扰信号就必须从根源下手，主要是从以下三方面进行抑制：
3.1 物理隔离
物理隔离的方法是产生二次影响最小的一种方式，最主要在于绝缘工作的质量上。首先，是绝缘材料的质量上。绝缘材料一定要保证绝缘效果，防止漏电情况的发生。其次，是绝缘电路的铺设方式也很重要。铺设时一定要注意将不同规格的电线分开铺装，注意不要将电线进行靠压和缠绕，确保强信号和弱信号不会靠近从而对弱信号进行覆盖和影响。再者，对于强信号和弱信号的电线使用相同的电阻和共同接地方式，如果使用了共同的电阻和接地方式就会使得产生电压差或者是电流感应，为了避免这种情况的发生，要将强信号的电路用长线相连，短信号的电路用短线先连。
3.2 屏蔽干扰信号
既然干扰信号的产生是不可避免的，那么我们可以选择对干扰信号进行人工屏蔽，从而可以降低干扰信号的影响，也可以减少工作的流程。屏蔽设备主要由以下几部分构成：金属导体，信号线，电路盒子和电路元件。主要的工作原理是：由屏蔽设备将热工系统和干扰信号分开，主要是根据其两者之间的电流性噪音超声的耦合现象不同，从而在不同的电流间产生屏蔽，从而抑制了干扰信号的作用。在实际过程中也会有静电感应现象的产生，我们常常用屏蔽电缆来解决问题。
3.3 平衡抑制
利用电路本身的特点进行平衡抑制。由于电路存在平衡关系，我们可以根据这种平衡关系使得产生的电位差和干扰信号相互抵消，从而来抑制干扰信号的工作。在实际中，平衡电路最常见的是双绞线。这一原理就是利用两根平行的线来替代线路中的双绞线，从而降低干扰作用。
3.4 接地保护
接地保护是最安全的保护措施。前几项多在于对系统本身的保护，而接地保护不仅能保护系统安全，更能保护人身安全。在进行接地处理时，往往有两种模式。第一，是通过金属部分的连接导出一个连接体，从而使电气设备和电仪表在一般情况下可以使短路的电流不经过其设备而直接进入大地，减少对仪器本身的损害。第二，利用耦合作用产生的电压差与大地进行消除。无论是哪一种模式，都必须遵守一个原则：减弱干扰信号的强度，抑制共模和差模干扰的产生，保护系统本身。
4. 常见事故的处理
实际生产过程中，干扰信号往往是不能完全的抑制的，严重时会对整个设备产生极大的破话。下面就举例说明在实际工程中出现过的几个典型问题。
4.1 循环水泵跳闸造成机组跳闸
这种情况经常发生在夏天，由于夏天水温过高，从而会导致产生大量负荷，这样就会使得循环系统一直处于高温模式，从而就会发生跳闸现象。如果出现此类情况，首先要对整个 DCS 系统进行全面的检查，再分别对电仪表，热工保护信号，跳闸信号进行检查。排除产生干扰信号的原因后，可停止运行信号数字来进行保护。
4.2 接地原因造成计算机工作紊乱
接地电位一定要均匀分布，以免不平衡的电位产生电位差，从而产生干扰信号，多是共模干扰。解决方法一般使用浮空仪表的接地点来消除故障。
4.3 6kV母联倒闸引起的发电机氢温高保护误动作
6KV 的母联倒阀动力电缆是最容易产生较强辐射电磁干扰的电缆，其主要原因是由于热电耦合信号和热电阻信号之间产生的电位差。在实际工作中，我们用设置屏蔽双绞线的方法来改变电缆的电流走向，从而抑制动力线产生的电磁干扰。
5 结语
总之，由于电厂热工控制系统的内部构造和调试过程十分复杂，所以抗干扰的工作也十分复杂。必须考虑多方面的因素，采取最有效，方便，经济的解决方式，并且要注意日常的检修和维护工作，这样才能保证控制系统的正常运行。
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论文作者:陈强
论文发表刊物:《电力技术》2016年第3期
论文发表时间:2016/7/14
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