电厂热工控制系统应用中的抗干扰问题分析

摘要：电厂热工控制系统是保证电厂安全生产的基础，其在长期运行中容易受到信号的干扰。在信号干扰下，容易导致热工控制系统产生测量偏差及保护动作失灵等故障，严重的还会导致电力安全事件的发生。文章首先分析了对热工控制系统干扰的信号种类，并对其干扰源进行了分析，最后提出了相关的抗干扰技术，以保证电厂的安全、高效运行。

关键词：电厂；热工控制系统；干扰信号；干扰源；测量偏差；保护动作失灵

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0047-02

电厂热工控制系统作为保证电厂安全生产及高效运行的重要设备，在电厂的发展中发挥着重要的作用。随着现代电厂规模的不断扩大，各种先进技术的应用越来越多，使热工控制系统的结构、功能等越来越复杂，从而导致系统在运行过程中受到的内外部干扰的几率不断增大。系统在运行中受到各种信号干扰，容易出现控制动作失灵、测量偏差等故障问题，从而影响电厂的正常、安全生产。这就要求必须要加强对热工控制系统干扰信号的分析与了解，根据干扰信号采取相应的抗干扰技术，保证热工控制系统的正常运行，从而保证电厂的安全生产。

1 热工控制系统的干扰信号类别

1.1 差模干扰信号

这类信号是一种由热工控制信号在系统内部串联与叠加时相互作用而形成的干扰信号。差模干扰信号通常是对热工控制信号中的两个极点之间的电压进行干扰，由于此时该电磁场将在信号间的耦合感应和电路失衡转化成共模干扰，因此会产生一定的电压。当电压作用到热工控制系统的信号上时，就会直接影响热工控制系统的测量及控制功能，从而影响热工控制系统的正常、可靠运行。

1.2 共模干扰信号

这类信号主要是由于热工控制信号对地所产生的电位差引起的，而这种电位差不仅能通过电磁辐射、电网窜入等形式对热工控制系统造成影响，还能以对地产生电位差的形式导致热工控制系统信号产生线路感应的情况，使电压叠加，从而直接干扰热工控制系统。由于共模干扰信号作为热工控制系统的一种常见信号类型，因此在实际操作中必须要加强对共模干扰信号的

控制。

2 热工控制系统的干扰源

在电厂热工控制系统的运行中，各种干扰信号的产生会对系统的可靠、安全运行造成影响。而各种干扰信号的来源主要包括以下九个方面：（1）电磁耦合形成的干扰。由于作用在热工控制转换信号线周围，使转换电磁场产生，因此对控制系统导体产生电感干扰；（2）静电耦合形成的干扰。当电力系统控制信号处于平行方向时，在平行导线间就会设置相应的电容，从而形成干扰信号；（3）公共阻抗干扰源。当系统的两个或两个以上回路同时使用同一阻抗时，就会导致回路干扰源的产生；（4）电磁辐射。无论是电动碳棒滑动时，还是电动机的开关，都会产生辐射干扰，电磁辐射的扩散为空间辐射型的，既会影响系统测量的准确性，还会对系统的整个运行过程造成影响；（5）接地系统干扰。电力系统在正常接地时，能有效抑制周围电磁干扰，若电力系统出现错误接地时，就会产生干扰信号对电力系统的运行造成干扰；（6）雷击干扰源。在雷击时，系统及其周围就会产生电磁干扰源，从而干扰系统控制信号；（7）漏电电阻干扰。该干扰的形成主要是由于电阻绝缘效果不佳引起的，电阻绝缘出现漏电现象，从而干扰控制系统信号；（8）现代通讯工具的干扰。在手机、电话机等通讯工具的电磁波干扰下，形成电路耦合干扰，从而干扰系统的控制信号路线及仪表；（9）计算机供电线路干扰。由于电厂电气设备的启动操作及开关装置的运作比较频繁，在运作时产生的火花与其周围形成交变磁场，并直接作用在系统信号路线或电源路线上，从而形成耦合或高频干扰，直接影响计算机系统的运行。

3 抗干扰技术在电厂热工控制系统中的应用

3.1 屏蔽系统技术

屏蔽系统技术是一种屏蔽对热工控制系统进行干扰信号的技术，以使系统免受干扰信号的影响。屏蔽系统干扰技术的应用主要是通过采用金属将系统的主要器件包围起来，尤其是对热工控制系统的信号线、电路及各种重要元器件，通过金属包围形成屏蔽体系，能有效避免或减少外部干扰信号对系统的影响。

3.2 平衡抑制技术

平衡抑制技术是一种重要的抗干扰技术，是各种热工控制系统抗干扰技术中最为简便、灵活的方法。平衡抑制技术的应用在于平衡电路，通过两条传输信号一致的导线将干扰信号抵消掉，从而起到平衡与抑制干扰信号的作用。平衡抑制技术在热工控制系统运行中的应用，通过采用双绞线作为平衡电路，能有效抑制外部电磁场信号对系统的影响，以保证热工控制系统功能的稳定性。

3.3 物理隔离技术

物理隔离技术的应用，其关键是保证导线的可靠绝缘性。为了保证导线绝缘的可靠性，除了必须要选用耐压等级符合相关技术规范的绝缘材料与电阻，还要做好导线的敷设。其中，导线的敷设要求如下：（1）不得平行敷设。应尽可能扩大信号导线、动力导线，且要扩大干扰源的距离。在导线穿管敷设过程中，必须要保证电源线与信号线分开，绝不允许处于同一导线管中；（2）应尽量保证多芯电缆作用在传递同类测量信号中，如两根导线所传递的为相同信号时，应敷设在相同的电缆中；（3）强电系统和弱点信号的回路不得共同接电线。对于信号相同的两根导线，其接地线的连接应为先短接、再接地；（4）分布式控制系统、防雷系统及电气系统绝对不能共用同一个接地网，且三个系统间必须要保持一定的距离。

3.4 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耦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。

4 结语

综上所述，鉴于热工控制系统在现代电厂建设与经营中的重要作用，必须要合理分析控制系统中的差模及共模干扰信号，并找出各种干扰源，然后采取有效的抗干扰技术进行解决，以提高热工控制系统的抗干扰能力，从而保证电厂的高效运行与安全生产，最终提高电厂的经济效益。

参考文献

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[4] 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，2012，28（20）.

作者简介：贺胜（1972-），男，湖南隆回人，新疆西部天富合盛热电有限公司中级工程师，研究方向：热工自动化

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