火电厂分散控制系统的抗干扰技术分析

火电厂分散控制系统的抗干扰技术分析

郭丽珍

中国电力工程顾问集团新能源有限公司西安分公司陕西西安710032

摘要：随着近年来火电厂建设的不断发展，分散控制系统在火电厂的运用得到了进一步的扩充。通过利用分散控制系统的可靠性，将提高火电厂的生产安全和经济效益，并且通过分散控制系统的抗干扰能力将实现对系统运行可靠性的保障。于火电厂而言，其环境复杂，存在较多的干扰项，如果不能做好对干扰项的处理，就很容易导致火电厂生产过程中出现安全问题。在引入分散控制系统后，能够通过元器件和电子线路的高密度和传速快的特点实现快速的生产信息传输，但因其受干扰的问题也比较严重，因此需要通过有效的措施来提高抗干扰能力。本文章将通过对火电厂分散控制系统的抗干扰技术进行研究，以此来推动我国火电厂分散控制系统的运用和发展。

关键词：火电厂；分散控制系统；抗干扰技术；干扰机制

前言：以陕西省某火电厂分散控制系统为例子，对火电厂中的干扰问题进行了深入分析，介绍了火电厂分散控制系统中的抗干扰技术，这些技术包含隔离、屏蔽、接地及电源干扰的抑制等，从多方面入手，探讨了火电厂分散控制系统的抗干扰技术。

一、分散控制系统的干扰源及干扰机制

干扰又叫噪声，是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰会造成设备损坏。常见的干扰有以下几种：

（一）电阻耦合引入干扰

1）当几种信号线在一起传输时，由于绝缘材料老化，漏电而影响到其它信号，即在其它信号中引入干扰。

2）由于接地不合理，例如在信号线的两端接地，会因为地电位差而加入一较大的干扰，信号线的两端同时接地，这样，如果两点的距离较远，则可能会有较大的电位差eN，这个电位差可能会在信号线上产生一个很大的环流。我厂#5机组在设备改造后发现过热器新换的几只元件显示有时跳变，但将测点的接线端子拆下后测量毫伏值显示正常，在重新接线后，该点仍有跳变。在对发生的现象分析后认为：两点接地对热电偶的测量产生了影响。将屏蔽电缆机柜侧接地拆后显示正常。

（二）电容电感耦合引入干扰

在被控现场有很多信号并行敷设，同时接入DCS。信号线之间有分布电容存在，通过电容将干扰加到别的信号上；同时信号线与动力线并行，在动力线的周围会产生交变的磁场，也会造成线路上的干扰。

（三）供电线路引入干扰

大型电气设备启动时，电动机的启动、开关的闭合会在其周围产生很大的交变磁场.这些交变磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰，也可能通过电源线上产生高频干扰，这些干扰如果超过容许范围，也会影响DCS系统的正常运行。

二、分散控制系统的抗干扰设计思路

（一）TT接地方式抗干扰

分散控制系统在使用TN方式的时候，当电气受到雷击或者电焊等情况下回产生二次体系作用，导致测量装置受到影响。因此二次体系弱电装置应当以独立接地的方式进行建设，以TT接地的模式来二次体系稳定，此外，在供电电源处需要以隔离变压器的方式进行控制，通过运用全场公共接地网和分散控制系统独立接地网来实现对二次体系本身的保障，这种设计的原理在于，二次体系其本身不会直接产生接闪，而且其供电容量小不会发生大接地电流。

（二）开关量回路的抗干扰

为了保障开关量回路的抗干扰，需要对回路进行优化设计以减少外部对回路的影响。通过连接DI干接点回路以屏蔽电缆作为主材料来确保工作过程中开关回路不会受到外界因素的干扰，通过以“一点接地”思路来进行抗工频能力的提升，选择信号充电的时候时间常数要大于5ms，隔离后的GD可以采用悬空设置同时也可以考虑“一点接地”的方式接到独立接地网。

（三）分散控制系统的电缆选型抗干扰

为了保障分散控制系统的整体可靠性和稳定性，在进行设计的时候一定要注重电缆型号的选择。在进行选型的时候，要注意一下几点：

（1）控制电缆以铜导体；选用阻燃电缆；选择耐火电缆；电缆线芯横截面积应当按照回路最大允许点降压及仪表最大外部电阻来进行选择。

（2）电厂电缆选型是电厂分布式控制系统抗干扰措施的重要环节。为确保强弱信号不应使用同一根电缆，信号电缆应尽量避开电力电缆，避免与电力电缆并联布置。当传输距离很小时，可以使用单根导线或通用控制电缆进行传输。当传输距离较长时，应使用主屏幕控制电缆或总屏幕计算机电缆，屏蔽电缆应用于模拟信号的现场传输。对于信号精度高的情况，可以选择带扭曲屏幕的计算机电缆或带有屏幕扭曲的计算机电缆。

三、电厂分散控制系统抗干扰措施探究

电力分散控制系统在电厂中处于十分重要的地位，只有保障电力分散控制系统的正常运行才能够确保电厂的内外抗干扰取得较好的发展。在多年的时间过程中，我们可以了解到控制干扰源需要从弱电磁削弱入手，通过对系统设备进行优化，提高系统抗干扰能力来确保分散控制系统的高效运用。要围绕着设备和部件的建设以标准化的建设流程来进行开展，要确保分散控制系统的稳定性，保障整体的系统运行状态。

（一）优选系统设备

电厂分散控制系统设备的选择对抗干扰的能力建设有着十分重要的意义。优质的昂干扰设备产品能够使得电磁兼容性得到较好的保障。因此可以运用现代比较先进的技术来进行操作，以现代新型技术来提高抗干扰能力，或者选择隔离性较好的电厂分散系统来保障分散控制系统能够在高频下良好运转。

（二）完善电厂分散控制隔离措施

在进行电厂分散系统的抗干扰能力培养的时候，需要以最短原则进行电缆设置，尽可能避免外界环节对电缆的干扰。此外，在硬件设置上，需要围绕着火电厂主设备进行建设，在设备的内部需要建设防静电地板，以此来实现静电的控制。另外，在进行电磁干扰隔离上，可以通过建立钢筋接地线的形式来进行电磁干扰的控制。

为了确保分散控制系统的可靠运行，应使用交流稳压器来稳定分散控制系统的电源。由于非屏蔽电力变压器之间的耦合电容较大，且共模干扰很强，因此在变压器的第一级之间应设置屏蔽层，以减少变压器第一级之间的干扰。隔离变压器可以切断变压器两端的低频共模电流。但有时候隔离变压器初级端之间的寄生电容仍然可以为更高频率的共模电流提供通路，所以隔离变压器的屏蔽层必须良好接地。

总结：火电厂分散控制系统的抗干扰是一个重要问题，在实际工作中容易被忽略。但干扰对热工控制设备的危害极大。在系统的设备选型、工程设计和安装调试过程中都要考虑现场的干扰情况，并对系统进行抗干扰隔离，采用软硬件结合的方法去解决系统的干扰问题，才能有效地提高整个系统的安全可靠性。由于干扰的发生条件是多种多样的，且干扰的发生不易发现，我们只有在平时的工作中严格按照控制系统的要求去作，才能保证控制系统正常运行。

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