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抗干扰技术在电厂热工控制系统中的运用研究

2022-01-14张君毅

中国设备工程 2022年1期
关键词:热工干扰源干扰信号

张君毅

(神华国能哈密电厂,新疆 哈密 839000)

当前在人们日常生活、企业日常运作中都离不开电,这也使得电厂建设的规模日益扩大,如何才能实现高效率安全运行便成为电厂工作的重点内容。随着电厂容量的不断增大,对于热工控制系统功能性提出了较高要求,同时也存在较多且复杂的干扰因素,进而造成电厂热工控制系统故障发生几率越来越高,测量中数据出现较大偏差,对于电厂正常生产带来了较大的影响。所以,运用抗干扰技术能够将电厂热工控制系统中的干扰信号发生几率降到最低。而此次首先针对电厂热工控制系统干扰源以及干扰信号分类进行了阐述,在此基础之上分析了具体的运用情况,一方面希望能够为电厂抗干扰技术的运用提供些许建议,另一方面为控制系统抗干扰能力提高提供保障。

1 电厂热工控制系统中的干扰源与干扰信号分类

1.1 干扰源分类

(1)供电电源干扰。由于在电厂热工控制系统中受到复杂环境影响,周边磁场会对系统带来较大威胁,除此之外还设有很多交直流传动装置,这都会在很大程度上造成系统失灵,特别是交直流传动装置谐波的产生会导致设备无法正常运行,为了能够减少干扰源,一些电厂会将隔离设备安装至供电电源周边,通过此方法起到很好的干扰隔离效果。

(2)系统内部干扰。由于电厂热工控制系统内部电路非常复杂,而且不同类型电路间又极易存在电流、辐射等不确定干扰。内部信号干扰主要划划为同频干扰、临频干扰。二者相比较,后者主要是由于传输过程中信号受到了与其频率相近或者是相似信号的干扰,进而造成接收机频谱内存在较多非目标信号,进而影响到了目标信号的接收。当前电网已经基本实现了现代化,虽然兼容性、传播速率以及构架都有所提坑,但是依然会有一些潜在问题的存在,热工控制系统容量在不断增加,信息号接收范围、频率拓宽,重复频率出现的几率越来越高,相同频带可能会接收很多相似频率信号,无形之中影响到了目标信号接收。所以电厂热工控制系统稳定性的提高要从干扰源着手,生产效率才能提升。

1.2 干扰信号分类

(1)差模干扰信号。产生此干扰最为根本的原因便是热工控制系统中信号出现了内部串联或者是叠加现象,信号间相互进行影响进而产生了差模干扰信号。此信号会影响到控制信号间的电压,进而造成电磁场产生了电压。如果控制信号中出现了电压叠加情况,便会降低系统测量出来的数据精准度,安全稳定运行必然会受到影响。具体见图1所示。

图1 差模干扰示意图

(2)共模干扰信号。产生此干扰主要的因素是由于热工控制中的信号对地处于较差的地位,此地位差会由电网的窜入或者是电磁辐射进而对系统中的信号线路带来较大的影响,出现了严重的电压叠加情形,电厂热工控制系统运行的质量便会受到影响。

2 抗干扰技术在电厂热工控制系统中的具体运用

2.1 屏蔽技术的运用

电厂热工控制系统如果要想确保运行的正常,就要准确找出干扰信号,进而运用屏蔽技术达到较好的抗干扰效果。屏蔽技术运用原理也就是阻止电厂热工控制系统中的干扰信号,进而将其对系统运行影响降低,确保系统处于稳定安全运行状态下。在运用干扰信号屏蔽技术的时候,要构建相应的屏蔽体系,同时安装于热工控制系统中。构建屏蔽体系的时候,可通过金属导体的充分利用将系统结构有效隔离,不但可以将外部干扰信号隔离,而且能够在很大程度上将电流耦合噪音抑制住,如此在电厂热工控制系统测量信号的时候就能够避免被外部磁场影响,测量精准度会更加标准。由于系统中信号的线路、电路等等都极易被干扰,所以运用屏蔽技术,可以将其设为保护重点,同时可将屏蔽电缆运用其中,将静电感干扰信号清除,使系统整体安全系数提高。

2.2 平衡抑制技术的运用

平衡抑制技术和屏蔽技术相比较,将其运用到电厂热工控制系统中,优势比较突出,而且操作也会更加简单方便一些,也正是因为其具备了较强的操作性,所以被广泛的应用到电厂热工控制系统中。此技术运用的最终目的就是将干扰信号消除,此技术运用的原理便是将同一传输信号导线进行平行设置。因为导线间传输信号是相同的,所以构成了同一干扰电压,进而实现了导线间干扰电压的均衡,对干扰信号具有消除与抑制作用,同时还能够防范外部电磁场干扰。如果要想将抗干扰效果大幅度提高,电厂热工控制系统中的线路布置可采用双绞线,将此线路的优势充分发挥出来,使系统内部线路间干扰平衡,抑制外部磁场干扰信号,内外部双重保护,进而使电厂热工控制系统在运行的时候会更加安全,更加可靠。

2.3 物理隔离技术的运用

物理隔离技术在电厂热工控制系统中的运用,可以确保最基础性的抗干扰目标的实现,此技术在运用的时候主要采用的原理便是能够物理隔离的方法,将干扰信号传输进行有效的阻断。电厂热工控制系统的保护中,此技术的运用,可将导线电阻绝缘效果大幅度的提高,在很大程度上确保了整个系统自身抗干扰性能的提升。以抗干扰技术运用思路为基础,构建系统的时候要确保绝缘材料耐压效果是最佳的,同时还要使用较好效果的漏电阻,这样才能将电厂热工控制系统抗干扰性能提高。除此之外,正确选择合理的材料非常重要,同时还要重视物理隔离设置的时候,以系统运行具体情况为依据,特别是布置接电线的时候,要严禁存在强电系统回路情况,同时避免弱点信号的发生等问题,此方法可以将系统中共模干扰信号带来的不稳定性影响降低。在进行布置的时候,要根据规定的标准间距,将电气系统、防雷接地网以及控制系统进行分开设置,这样做的主要原因就是为了减少电厂热工控制系统在运行的时候发生内部干扰等不良影响。除此之外,系统中可采用多芯电缆,可以在相同类型传递测量信号中使用,可发挥较好的抑制与干扰功能。比如如果两条导线传输信号是相同的,而且又都设置到了相同电缆上,这样便可以在很大程度上由源头将干扰信号隔离,进而起到了很好的预防作用。电厂热工控制系统导线布置的时候,要避免出现平行设置的情况发生,此做法可以对导线间互相干预进行预防,针对强信号、弱信号导线要做到重点分离工作,严格按照导线不扎结、通条电缆不使用的规定,而且相同的导线中不能既有电源线,又有信号线。此布置方法可以对信号导线、信号动力导线、干扰源间距进行合理控制。扩大间距可以有效提升系统抗干扰能力。

2.4 干扰故障处理技术的应用

电厂热工控制系统中预防以及科学合理处理干扰故障,可以将系统运行过程中的安全稳定性以及可靠性大幅度的提高。第一,要确保系统中接地线具有良好的接触性,以免由于接触不良情况的发生,进而导致较多干扰信号向热工控制系统传递。对于接地不良情况,除了要将现场检查工作做到位以外,还要提前预防。可以将检测仪表安装在现场,对接地线进行随时随地检测,同时还要将保护装置安装于接地线中,减少干扰的发生;第二,系统中保护动作准确率越高,便可以及时处理干扰故障,将故障问题引发的不良后果有效抑制,故障造成的损失同样也会大幅度降低。系统运行的时候,母联倒闸极易有电磁干扰产生,此干扰会对保护动作执行的有效性进行抑制,针对此情况,就要将屏蔽功能线路充分的运用其中,有效抑制电磁干扰的同时,能够使保护动作准确率大幅度提高。

3 结语

电厂热工控制系统要想实现有序运行,确保安全可靠性,就要不断提高抗干扰能力,由于当前对系统造成干扰的因素多种多样,而且还有很多干扰信号所带来的不良影响难以想象。所以提高系统抗干扰性能,就要充分利用屏蔽、平衡抑制、物理隔离、故障处理等技术的优势,确保电厂运行更加稳定,实现电厂长远发展目标,更好地服务于社会。

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