关于电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术探讨

2021-04-04白世明

电子测试 2021年12期

白世明

（北京国电龙源环保工程有限公司大同分公司,山西大同，037008）

1 电厂热控保护装置的主要作用

当电厂的发电、动力、工艺设备在运行过程中出现问题时，热控保护装置能够第一时间检测到设备的故障，在报警通知电厂工作人员的同时，及时将故障设备切除，并采取相对应的联锁保护措施，当电厂的设备以及电厂热控系统停止运行时，维修人员再对其进行相应的维护和检修。热控保护装置的运用可以最大限度的降低电厂设备损坏，维护电厂的经济效益，促进电力企业的可持续发展。

2 电厂热工自动化技术介绍

电厂的热力自动化主要具有自检，运行控制，警报声和设施保护的功能。在当前应用中，发电厂的热力自动化不是手动操作，几乎所有主要发电厂都是通过控制自动化机器间接完成的。在实际应用自动化技术时，首先要注意对电厂设备信息的实时测量，并在此基础上实现对发电设备的监控和使用，并具有自动报警或保护系统来保护发电设备。系统。在发电过程中，发电设施的自动控制可以减少人为操作造成的错误，并更全面地保护设备，防止发生事故，在电力领域已经取得了巨大的成就，基本突破了过去复杂的传统发电方式，发电厂使用的各种发电设施正在逐步改善，现在大多数发电厂正在从旧的发电方式改进为新的发电方式，以更好地适应社会的强大电力需求。自动化设备采用热自动数字仪表代替原来的仪表，采用先进的动力控制机代替手动控制。在电力监控方面，一些合格的发电厂已经开始使用进口的电子计算机和数据显示器。加强电力自动化监管，确保先进设备不落后等，为电厂火力发电工作打下良好基础，有利于火力发电自动化技术的应用，在电力控制和发电方面具有一定水平的能力，中国电力工业的突破可以促进中国电力工业的积极发展。电力自动化技术具有很大的特点。首先，它是一个自我检查系统。作为主要通过电表和自动化设备测量各种热力发电数据的系统，它可以用于电厂热力自动化技术中来反复检查设备，并且在出现数据偏差等问题时可以及时进行维修和更换。其次，它是一个自动控制系统。在自动化生产和发电过程中，发电厂经常使用一些自动控制设施来及时调整生产零件和发电设备，以防止发电机故障和其他影响发电效率的条件。第三，它是一个警报系统。当生产的电气部件不构成安全隐患或威胁人身安全时，警报系统可以帮助人们及时发现问题，并避免在任何人不在的情况下发生事故。第四，它是一种保护制度。如果热参数过高或电气设备出现问题，则保护系统可以及时切断电源，停止电动机运行，减少机械设备中其他元件的损耗，并延长设备的使用寿命。

3 电厂热控系统中的热控保护装置故障分析

3.1 热控保护装置回路故障分析

回路故障发生次数较为频繁且对热控装置的危害较大。在该类故障中，回路短路、断路、误接以及受电磁干扰等回路问题是较为常见且易发的类型。回路短路问题指热控保护回路线路在某种因素影响下发生短路，这种问题一旦出现，若不能及时地切断电路连接，将导致热控保护装置内部线路和相关设备元件的烧毁，保护装置将失去作用。当回路断路发生时，回路将被阻截，任何电厂设备信息和数据将无法接受，保护装置也无法根据指令进行参量控制和保护，这种现象被称为回路断路。当热控保护装置的操作人员出现错误操作或保护装置长时间运行且未进行检修而出现内部线路老化问题时，极有可能导致保护装置内部两个，甚至更多的回路线路出现误接现象，这种问题被称为回路误接，其极有可能导致保护装置内部的烧毁。当保护回路附近存在强大电磁干扰源时，回路产生感应电流，影响回路的正常工作。

3.2 热控保护装置供电故障

热控保护装置电源一般是独立的，这种独立的电源设计能够保证保护装置的稳定性。一旦独立电源出现供电故障，保护装置将不能继续工作，对电厂设备元件的保护也将立即停止，由于突然的断电，甚至导致保护装置出现损毁。根据供电故障的不同类型，可以分为短路问题、线路漏电、电压不稳以及线路搭接错误等常见事故。电源线路短路事故不仅会导致电源供电的停止，还将造成保护装置内部设备元件的损毁。漏电事故不仅会对保护装置本身产生危害，还将危胁电厂人员的生命安全。电源电压和电流的不稳定会使保护装置运行状态下降，长时间的电压不稳将导致保护装置使用寿命和性能的下降。线路的错接极有可能导致线路短路和短路以及漏电等问题。

3.3 控制系统的硬软件故障分析

热控保护装置主要依赖于电厂控制系统发挥作用，控制系统硬软件出现故障，也会对热控保护装置产生极大的危害。从硬件方面来讲，常见的硬件故障主要有硬件损坏、插接松脱以及电源输出错误等。硬件损坏因素一般来自于内部和外部两个方面，内部原因即电压、电流以及温度等一系列原因造成硬件损坏；外部原因即由设备检修、人力破坏等原因造成的。插接松脱主要是由于线路接驳不仔细以及运行过程自动松脱两个方面的因素引起的。软件故障一般包括软件延时或停止运行、数据信息不匹配以及参数错误等。软件延时或停止运行主要是因为通信网络接口过小，而信息数据量很大，造成软件通信繁忙引起软件出现延时或停止运行。参数错误主要是指参数定值设置与实际情况不符。

4 电厂热控系统中的热控保护装置故障应对策略分析

4.1 确保热控保护装置的回路的设计、运行和检修合规

首先在回路设计上保证其合理，包括电缆芯数、截面选择，电缆护套与护层设计，桥架与保护管设计，电磁屏蔽设计等；其次，提高运行人员的专业水平，确保日常运行没有误操作；再次，定期对保护装置进行回路检修是有效避免回路故障以及减少其他故障发生概率的有效手段。在进行检修任务时，要设计好检修方案，确定检修内容和检修范围，了解每台保护装置的具体状况并制定好相应的检修任务，判断其是否存在运行风险。

4.2 确保热控保护装置供电系统的稳定

首先，在设计上确保供电系统的合理性，必须选择交流或直流、电压、频率合适的电源，如有需要增设备用电源并安装电源自动切换装置，一旦某一回路电源故障，另一回路电源自动投入使用；其次，加强对供电系统的定期排查，检测供电系统是否存在断路、漏电或短路等问题存在，并及时修复；再次，对供电系统进行电压测量，查看其供电电压是否稳定，对于可能存在的电压不稳情况，分析原因并做出合理有效、经济可行的处置措施；最后，加强对供电系统线路接驳的排查，检查其是否存在误接、漏接和松脱等情况，确保每条线路都能够按照规定进行接驳，能够发挥出切实的作用。

4.3 加强控制系统的硬软件维护

控制系统的硬软件维护对于热控保护装置发挥功能具有重要作用。对于硬件维护来说，主要应该以硬件老化、硬件损坏以及接线等方面进行，及时更换老化硬件和损坏硬件，对接线有误的线路进行重新接驳。对软件维护来说，要适当扩展信息数据接口，确保通信顺畅；使用正版软件并及时更新，避免软件存在漏洞造成热控保护装置出现异常运行；采用合理逻辑在线判断传感器工作是否异常，必要时采用仪表资产管理系统对传感器做运行分析和寿命预测；根据实际情况正确设置软件参数，使其能够发挥应有的作用。

在实际应用过程中，在应用电厂热控制系统时，除上述防干扰技术外，还可以采取其他处理措施，以有效防止干扰技术在电厂热控制系统中的应用。对于热电公司，操作人员应在实际检测过程中定期检查设备功能并改善接地电势控制，以有效地改善不均匀性，避免由于接地不良而导致的热控制系统错误。接地电位分布不均匀会在热控制系统中产生很大的电位差，从而使电流在热控制系统中循环。此外，母线扎带开关电缆会产生强烈的电磁干扰并具有保护措施，重点检查中央控制室，循环水泵等区域的接地系统，选择具有屏蔽功能的双绞线，可以有效防止循环水泵发生故障。以火电公司为例。在实际工作过程中，检查人员应重点检查循环水泵等，避免循环水泵跳闸，并在强电流电缆与循环水泵之间保持一定距离。发电机组受到影响，并且发生了跳闸故障。