淺議火電廠熱控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

1、淺議火電廠熱控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)    摘要：本文主要闡述了火電廠熱控系統(tǒng)的干擾問(wèn)題，分析了產(chǎn)生控制系統(tǒng)干擾的來(lái)源，并結(jié)合實(shí)際提出抗干擾的技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：熱控系統(tǒng) 信號(hào)干擾 抗干擾措施隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，DCS、PLC等控制系統(tǒng)在發(fā)電廠中得到廣范應(yīng)用，發(fā)電廠熱力過(guò)程控制的穩(wěn)定性和可靠性也有了很大的提高。但是在施工、調(diào)試、運(yùn)行過(guò)程中，因熱控系統(tǒng)受到干擾而造成硬件損壞的現(xiàn)象屢見不鮮，同時(shí)也對(duì)電廠的安全生產(chǎn)也構(gòu)成了很大威脅。一方面我們也要在工程設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)中高度重視，多方配合來(lái)共同解決問(wèn)題，以求系統(tǒng)、有效地提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。一、火

2、電廠熱控系統(tǒng)干擾的主要來(lái)源1、傳導(dǎo)干擾(1)電纜絕緣老化漏電在大型火力發(fā)電廠中，需要敷設(shè)大量的電力、控制、信號(hào)電纜。而許多電纜在電纜通道中交織在一起，當(dāng)幾種信號(hào)電纜在一起傳輸時(shí)，由于絕緣材料老化而漏電，將其信號(hào)疊加在其它信號(hào)上，即在其它信號(hào)中形成干擾，這種干擾在施工建設(shè)期間，一般不會(huì)出現(xiàn)，往往在機(jī)組運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后出現(xiàn)的一種干擾形勢(shì)。(2)設(shè)備損壞或人為因素在一些現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，如電動(dòng)閥門，電動(dòng)執(zhí)行器等，采用220V或380V電源供電，有時(shí)設(shè)備燒壞或者人為因素，造成電源與信號(hào)電纜間短路，使強(qiáng)電竄入弱電電纜之中，形成較大的干擾，以致造成設(shè)備損壞。由此而造成的后果也特別嚴(yán)重，往往會(huì)促成設(shè)備損壞，甚

3、至人身事故的發(fā)生，這種干擾是在工程施工建設(shè)期間，由于管理不善或技術(shù)措施不恰當(dāng)，便很容易出現(xiàn)這種干擾形勢(shì)。2、電容電感耦合干擾在整個(gè)系統(tǒng)中，由于傳輸電源及信號(hào)的大量電纜將通過(guò)電纜槽或者電纜管同時(shí)接入控制系統(tǒng)，而傳輸這些信號(hào)的電纜在一起敷設(shè)時(shí)，它們之間均存在著分步電容，而干擾信號(hào)通過(guò)這些分步電容加到別的信號(hào)電纜上，使別的信號(hào)失真而被干擾。3、大型電氣設(shè)備啟停引起的干擾在火力發(fā)電廠中，存在大量的高壓電氣設(shè)備，而大型電氣設(shè)備的啟、停在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)有發(fā)生。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、開關(guān)的閉合所產(chǎn)生的火花，會(huì)在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場(chǎng)，這些交變磁場(chǎng)既可以通過(guò)在信號(hào)電纜上耦合產(chǎn)生干擾，也可能通過(guò)在電源電纜上耦合產(chǎn)生高頻

4、干擾，這些干擾如果超過(guò)允許范圍，也會(huì)影響系統(tǒng)的工作。4、來(lái)自空間的輻射干擾來(lái)自空間的電磁輻射干擾分布極為復(fù)雜，由于在空問(wèn)中存在著雷電、雷達(dá)、無(wú)線電、通信等，它們所產(chǎn)生的電磁輻射，不僅能通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾，還可通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的輻射，由外圍設(shè)備和通信線路的感應(yīng)引入干擾。二、熱控系統(tǒng)抑制干擾的措施1、提高熱控系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性及可靠性在熱控系統(tǒng)中，一般設(shè)計(jì)有熱工電源盤，來(lái)為控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)儀表提供電源。在系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮冗余供電，各路配電模件應(yīng)該有獨(dú)立的截峰二極管(過(guò)壓)、自動(dòng)斷路器(過(guò)流)等保護(hù)，供電系統(tǒng)最好采用隔離變壓器，使熱控接地點(diǎn)和動(dòng)力強(qiáng)電系統(tǒng)接地點(diǎn)獨(dú)立開

5、來(lái)。為避免波動(dòng)，在熱控DCS系統(tǒng)中，供電電源要盡量來(lái)自負(fù)荷變化小的電網(wǎng)上，要嚴(yán)格防止強(qiáng)電通過(guò)端子排線路串入DCS 24V供電回路。在DCS應(yīng)用中，一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的電網(wǎng)情況提出要求，2、選擇正確的系統(tǒng)接地方式，完善系統(tǒng)接地接地的目的通常有兩個(gè)，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是熱控控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。系統(tǒng)接地的方式一般可分為：浮地方式、直接接地方式和電容接地方式三種。對(duì)現(xiàn)在普遍使用的熱控DCS系統(tǒng)而言，屬于低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入模板濾波等的影響，信號(hào)交換頻率一般都低于1MHz，所以集中布置的DCS系統(tǒng)信號(hào)接地線采用星型接地方式。接

6、地極的接地電阻小于2，接地極最好埋在距建筑物1015M遠(yuǎn)處(或與控制器間不大于50m)，而且系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距15m以上。多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，同時(shí)選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)連接。3、電纜的正確選擇和施工工藝減少干擾對(duì)于不同的信號(hào)要選擇不同的電纜傳輸?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)大致分為模擬量信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)與數(shù)據(jù)通訊信號(hào)。模擬量信號(hào)包括模入和模出信號(hào)，此類信號(hào)應(yīng)使用屏蔽對(duì)絞電纜連接，信號(hào)電纜芯的截面應(yīng)大于等于lmm2。而高電平(或大電流)的開關(guān)量的輸入輸出信號(hào)可用一般對(duì)絞電纜(控制電纜)連接，但應(yīng)與模擬量信號(hào)、低電平開關(guān)信號(hào)分開，單獨(dú)走電

7、纜槽。電纜屏蔽層宜選用銅帶屏蔽或鋁箔屏蔽。屏蔽層接地的原則為一端接地。儀表信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜交叉敷設(shè)時(shí)，宜成直角;平行敷設(shè)時(shí)，若動(dòng)力電纜有屏蔽層，兩者之間的距離一般為150mm;若動(dòng)力電纜無(wú)屏蔽層，兩者之間的最小允許距離按下表執(zhí)行。 儀表電纜與動(dòng)力電纜最小平行線間距            動(dòng)力電纜負(fù)荷        最小平行線距離     

8、0;          125V，10A        600                250V，50A        450    

9、            440V，200A        600                6300V，800A        12000 

10、60;   電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)時(shí)，必須嚴(yán)格按一定層次敷設(shè)，自下而上分層排列的順序是：動(dòng)力電纜、控制電纜、信號(hào)電纜(屏蔽電纜)。4、對(duì)重要回路采取隔離技術(shù)對(duì)于模擬量輸入倘出(AL/AO)回路，要防止從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的強(qiáng)電竄入卡件，以及就地設(shè)備與DCS系統(tǒng)不共地可能產(chǎn)生電勢(shì)差，這種電勢(shì)差在信號(hào)回路中產(chǎn)生電流，對(duì)信號(hào)進(jìn)行干擾。對(duì)于這種干擾，主要采用信號(hào)隔離器進(jìn)行抑制，這樣強(qiáng)電就不會(huì)串入卡件及信號(hào)回路，而且發(fā)生故障時(shí)，也主要檢修隔離的外回路，較為方便簡(jiǎn)單。5、良好的維護(hù)可以有效減少干擾的產(chǎn)生在火電站熱控系統(tǒng)維護(hù)中，不僅要定期對(duì)系統(tǒng)接地電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，還要對(duì)信號(hào)電纜屏蔽層進(jìn)行對(duì)地絕緣測(cè)試，防止因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中電纜屏蔽層出現(xiàn)多點(diǎn)接地現(xiàn)象。加強(qiáng)對(duì)控制系統(tǒng)環(huán)境溫度和濕度的認(rèn)識(shí)，這些因素大幅度的變化會(huì)導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)部出現(xiàn)溫度和化學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致干擾的出現(xiàn)，因此必須將環(huán)境溫度和濕度按照DCS廠家要求控制在一定范圍之內(nèi)。對(duì)控制系統(tǒng)卡件、機(jī)箱、電源定期進(jìn)行清灰可以有效減少機(jī)柜內(nèi)模板之間干擾的產(chǎn)生，接線端子良好的緊固也可以有效減少熱電勢(shì)帶來(lái)的干擾。三、結(jié)束語(yǔ)火電廠熱控DCS系統(tǒng)的干擾問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地采用各種抗干擾措施，利用軟硬技術(shù)去解決系統(tǒng)中存在的或可