火电厂热控信号干扰问题解决对策

火电厂热控信号干扰问题解决对策

王刚

上海大屯能源股份有限公司热电厂  江苏省徐州市沛县  221611

摘要：在科学技术发展下，计算机技术与热控系统都被广泛的使用在发电厂系统中，但由于热控系统程序复杂，同时存在的影响因素很多，所以会出现干扰因素，进而对火电厂的生产运行产生影响。因此，对火电厂热控系统干扰问题进行分析有一定现实意义。

关键词：火力发电厂；热控系统；信号干扰；优化

1 前言
目前火电厂的热控防干扰系统的应用范围是非常广泛的，应用得广泛了就会发展得快，所以这项技术也在日益的革新当中，但是也不可忽视的，这项技术并没有达到完美，尚且存在一些问题。随着时代的发展，很多人工的技术都转化为了自动化技术，也就是不需要人工去跟进每一环了。系统都是由很多的环节构成的，所以需要很多的操作人员去盯住每一环，任一一环出现错误都会引起整体的系统崩溃。但我们也知道，只要是人呢，那就一定会犯错误，所以自动化的出现是时代的产物，我们也迫切的需要这些自动化来帮助我们完成更高难度的工作。虽然已经有了自动技术的引进，但是防干扰系统的问题仍然还有，就是我们常见的信号干扰，信号干扰经常会影响到正在运行的系统，信号干扰就造成热控系统硬件的损坏，因此解决这个问题，避免不必要的损失是我们现在要研究的意义。

2 火电厂热控保护介绍与重要性
众所周知，在火电厂中，对于热控保护装置来说，它一般是针对主设备及辅设备，当这二者出现故障问题，该装置可以在第一时间运用针对性措施，对它们实行保护，进而将故障软化，亦或是将机器暂停，等待维修，避免在这一过程中出现人员伤亡现象，防止出现设备损坏问题。针对热控保护系统而言，若是主辅设备出现故障问题，该系统就会充分发挥相关功能，直接进入工作状态；若是主辅设备未出现故障，那么该系统就会一直保持带电准备状态。近几年，从主辅设备的故障情况来看，因为该系统也时常会发生故障问题，所以保护装置也经常出现不行动的现象，当主设备及辅设备无问题，在正常运行的过程中，由于系统本身存在问题，就会进行有关的行动，进而导致主设备及辅设备出现停运现象，对整个系统的健康运行造成影响。就热控参数来看，它几乎包含全部的设备，如机、电等设备，在每个系统间都存在密切的联系，且它们之间还都是相互制约的，因此，不管哪个环节产生故障，都极有可能在热控保护系统的运行下，产生跳机停炉信号，进而导致发电厂产生一定的经济损失。对此，怎样防止DCS系统出现失误，防止热工保护发生误动问题，怎样进一步增强该系统的稳定性及安全性，这对于火电厂而言，是亟需解决的问题。

3 热控信号干扰问题分析
        3.1电容耦合干扰
        由于发电机组中敷设有大量的用于连接现场设备与控制系统的电源、控制和信号电缆，如果在电缆敷设阶段没有按照设计和施工要求进行，而是在电缆桥架通道中将电缆进行平行或交织敷设，此时具有不同性质的电缆、线路及电缆中的控制信号会在一起传输，且由于线路中的电流变化会引起周围磁场的变化，加之电缆的质量不符合设计要求、电缆绝缘材料老化或破坏、电缆的屏蔽层未进行连续连接、且存在接地点位差等问题，传输信号的电缆中会混杂有由于空间电磁辐射、电缆之间的电容性耦合、感性耦合、直接性耦合以及公共阻抗耦合等引起的无用信号，这些无用信号与有效信号进行叠加，因此会引起控制信号的失真问题。
        3.2大型电气设备启停引起的干扰
        大型电气设备如凝结水泵、电泵等进行启停时，会引起空间电磁辐射耦合，然后再通过电缆之间的电容耦合就会对热控信号产生干扰。由于在大型电气设备启停时，开关的闭合会导致负载电流的快速变化，而电流的变化会在周围产生一个较大的交变磁场，这个磁场会引起分布电容和电感，导致其中的控制与测量信号电缆受到感应而对信号产生干扰。此外，这个磁场还会通过信号电缆的耦合在电缆之间形成电动势，也会对线路上的信号产生干扰。
        3.3接线问题引起的干扰
        在进行信号电缆的施工阶段，如果由于人为原因而导致屏蔽层两端同时接地，那么这两端的接地系统就会出现一个电位差，这将会导致在信号电缆上产生一个很大的电流，此电流会与信号电流进行叠加，因而对模拟量信号产生波动，而如果这个叠加电流过大就会造成卡件损坏，影响设备的正常运行。而且如果在接地施工中采取不合理的施工工艺导致接地电阻值过大，就会使整个控制系统的地点位过高，也会对设备造成损坏，影响系统的正常运行。
        3.4空间辐射干扰
        空间辐射主要包括雷电、雷达、无线电、通信等因素，其分布广泛，且具有随机性和复杂性，这些因素产生的电磁辐射不仅会对计算机内部的电路感应产生干扰，而且还会对计算机外围的设备和通信网络产生辐射，并由这些外围设备和通信线路的感应引入干扰[1]。此外雷击还可能在系统周围产生很大的电磁干扰，并通过各种接地引入干扰。环境中还会存在静电也往往成为毁坏系统设备的杀手。

4 热控信号抗干扰措施
4.1 合理的排列电缆，正确放置电缆
        为避免漏电产生的信号干扰现象，在铺设电缆的时候就要注意将电缆铺设得紧紧有条，不乱摆不乱放，还有就是要经常的检查电缆的外围绝缘体有没有损坏，一定要多注意这些细节，因为细节的东西往往会被人所忽视，而也正是这些被忽视的细节，最终会造成不可挽回的事故。还有因为电缆铺设问题产生的短路现象，对硬件设施的损害也是很大的，所以我建议，在铺设电缆的时候，情况允许下，尽量都分门别类的安置，比如，分槽放，将强电的电缆和弱电的电缆分开放。电缆的种类也需要分槽，电力电缆、控制电缆和信号电缆都分槽放，才能减少发生信号干扰的几率。当然了，也有情况不允许的时候，必须放在同一个槽里，这种时候就可以采用第二种办法，可以将种类不同的电缆按照上中下来铺设，这样也可以很好的减少发生信号干扰的几率。
        4.2 设置干扰信号防护器
        由于热控系统内部混杂着多种电磁波，在系统运行过程中大量干扰因素全面涌来，因此要设置干扰信号的防护器，从根源上减少热控系统受到的干扰影响。干扰信号防护器采用多元件干扰防护系统为核心控制模块，对不同级别的干扰要素进行有效拦截，及时确定干扰原因并找到相应的防护部件，执行拦截干扰要素的命令，对热控系统内部的电磁波干扰进行有效拦截。防护器采用粗细级保护电路编译电磁波的滤波方式，代替热控系统复杂的输出结构，以单一串联的方式将防护器安装于热控系统内部，保持在网络覆盖范围内，将输出信号与命令准确执行。当输出拦截指令受到电磁波干扰时，防护器可通过自动拨动编程开关的方式，接入适当的抑制干扰信号的电路以达到抗干扰的目的。设置干扰信号防护器后，热控系统抗干扰能力得到大幅提高，且在任何状态下当有干扰因素到来时，迅速将干扰源钳制在恒定水平，对干扰因素进行有效控制。
        热控系统内部的干扰因素受到有效拦截后，外部环境的干扰因素变化逐渐显现，大量的外力因素导致热控系统在运行过程中，经常发生继电器和其他元件损坏的现象，造成热控系统部件内部的电子线路和外部的金属外壳都有一定程度的破坏，降低热控系统的抗干扰性能。为此在元件外壳上设置干扰信号防护器，通过金属安装支架与元件外壳形成自然连接，使得当现场热控设备发生故障时，热控系统受到的电磁波干扰程度降低，对故障周围的干扰源进行有效控制。当发生意外放电故障时，热控系统周围的辐射磁场会在各电缆设备周围形成新的干扰电磁波，进而增强元件金属外壳上产生的感应电压，当感应电压超过元件外壳的耐压强度时，就会导致元件受损。在全网覆盖区域内接入干扰信号防护器，当区域内的感应电压超过外壳耐压强度的三分之一时，防护器会自动启动，对干扰电磁波进行拦截。安装过程中，注意对防护器的执行机构和电源的输出回路进行额定参数设置，使得在拦截电磁波过程中，能快速定位电磁波的响应源，从根源上控制干扰因素的流出，提高热控系统的抗干扰性能。
        4.3 正确选择信号电缆及屏蔽层规范接地
        机柜的外壳即安全地，可以避免工作人员和设备承受高电压伤害而采取的保护措施；计算机电源的中性点即交流电接地；计算输入信号的屏蔽电缆层接地，可以释放静电能量；计算机内部逻辑地要参考零电位点。除此以外，为了保证控制电缆的屏蔽层和接地点正确连接，将干扰信号尽可能的降低要对信号电缆屏蔽层按照规范进行接地。信号源在测量现场接地的测点屏蔽线的屏蔽层可以按照以下方法进行接地：可以选用对绞屏蔽线的单根屏蔽线的测点屏蔽层，在屏蔽层测点附近的现场接地，多个单根对绞屏蔽线的测点，在现场可以利用就地接线盒对该线的屏蔽层和多芯电缆的总屏蔽层可靠的链接在一起之后就近接地。信号源在测量现场不接地的测点屏蔽线的屏蔽层接地要在计算机侧进行接地。

4.4技术性操作科学化
就热控保护系统来说，元器件是其关键构成部分，若是元器件质量存在问题，那么系统及设备就无法实现相关的需求。结合相关的资料进行分析，由于元器件运用不科学，或是选取不合理，都会造成设备故障及失效，其失效数量占据绝大部分。因此，针对元器件的选取，需确保其规范化。唯有应用先进的技术，选取规范化的元器件，才能最大限度地降低系统故障问题的出现。强化技术培训工作，增强热控工作者的技术水平，以及对故障的处理能力。其中比较常见的问题，就是控制站电源及CPU冗余设计，针对部分执行设备的执行电源，也需对其进行监控，如跳闸电磁阀。针对比较关键的热工信号，还需开展冗余设置，同时，针对相同来源的测点信号，需开展全方位的监控，对于关键测点的通道，需分开进行布置，使其分散在各个卡件上，以此将风险进行分散，确保其安全性。对于重要测点来说，其取样孔也需借助多点及互为独立的方式开展取样，增强可靠性，为故障处理提供助力。尽可能地利用完善的技术以及高质量的热控元件。基于科学投资的状况，可投入优质、高效的就地热控设备，需选取优质及高效的就地热控设备，并进一步健全保护逻辑组态。以此增强系统的安全性，减少其发生误动及拒动的概率。

5 结语
热控系统是火力发电厂运行中的关键部分，其在工作时会受到各个方面的影响，因此在实际生产过程中，火力发电厂必须要注意干扰的防御，在分析干扰来源的基础上，通过定期的检修和选用合适的接地方式等措施，以此来对干扰源进行预防和控制，进而保障火力发电厂的正常运行。

 参考文献：
[1]王渝锦.火电厂热控系统抗干扰技术[J].四川电力技术，2018，31（1）：91-94
[2]王翔.滨海热电厂热控系统干扰问题分析处理与预控[J].浙江电力，2016（6）：35-38

[3]火力发电厂控制系统电源可靠性分析及改进措施[J].朱延海，安思琪.南京工程学院学报（自然科学版）.2016（01）