发电厂热控系统干扰源分析与对策

摘　要：DSC、PLC等控制系统在不断发展的计算机技术及网络通信技术的影响下在发电厂中的应用越来越多，并大大提高了发电厂热力过程控制的稳定性和可靠性。然而，在一些外部因素的影响下，运算错误、不准确的信号显示、保护误动等问题经常出现在控制系统中。

关键词：发电厂；热控系统；干扰分类
　　一、干扰的分类和原理
　　微弱的低电压、低电流信号是远距离传输被测量所转换的形式，这主要是因为发电厂热控系统工作环境的复杂性而决定的。所谓的干扰就是在信号采集和传输过称中出现的与被测信号无关的电压或电流信号。
　　一般情况下，以干扰产生的原因、模式和波形，我们将干扰分为三类：
　　第一、以产生原因为依据，我们将干扰分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；
　　第二、以波形性质为依据，我们将干扰分为持续噪声、偶发噪声等；
　　第三、以有用信号被干扰信号作用的方式分为共模干扰、差模干扰。
　　在本文中，笔者主要对共模干扰和差模干扰进行讨论。
　　所谓共模干扰，指的是由于一定的电位差存在于信号接地端与控制系统接地端之间而形成的同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　观察图1，Us+Ucm和Ucm是系统信号接受端A和B对系统地的电压，A、B对地共有电压是Ucm，也就是说，Ucm是共模电压。现场产生干扰的环境对Ucm的电流性质起着决定性作用；除此之外，对地的共同电压还可以在信号两输入端以静电耦合的方式感应出来。
　　二、干扰的主要来源
　　干扰源是干扰信号产生的主要原因。以产生原因为依据，可以将干扰源分为两种，一种是内部干扰，一种是外部干扰。
　　第一、控制机柜内部的干扰
　　机柜内部的卡件、走线的不合理性、系统接线等是柜内部干扰产生的主要原因：
　　1、由于绝缘不良出现在DCS卡件内部元器件及电路间从而导致漏电阻的产生，形成回路，干扰便产生了；
　　2、大量的走线存在于机柜内部，布置有限的电缆槽合，从而导致没有分开布置电缆与二次线强电弱电信号，导致交变磁场产生，干扰了模拟信号；
　　3、接线端子在长期运行的控制系统的影响下而逐渐松动，导致热电势和金属腐蚀出现在不同金属结合部位，使得化学电势产生，干扰了信号回路。
　　第二、系统接地产生的干扰
　　控制系统良好的接地可以有效地抑制电磁干扰的影响。接地一般包括系统地、保护地、屏蔽地等。接地系统干扰主要是由于各个接地点电位分布不均，存在电势差，引起环路电流，影响控制系统正常工作。
　　第三、信号线引入系统的干扰
　　信号线将就地信号引入控制柜，由于经过的现场复杂，极易产生干扰。模拟量信号线敷设在大电流电缆附近，可能产生差模干扰，迭加在回路中送入控制系统。
　　同时，信号线屏蔽层处理不当也会带来干扰。由于屏蔽层两端接地存在电位差，在屏蔽层上产生电流；另外，屏蔽层与大地构成闭合回路，在外部交变磁场的作用下也会在屏蔽层上出现感应电流。
　　三、抑制干扰的措施
　　第一、选择正确的接地方式，做好良好接地
　　在机柜内部保护地铜块与机柜相连，现场各个机柜的保护地之间可以通过铜导电缆（φ10以上）串联在一起，最后一点接入大地；“系统地”在有条件的情况下，不在柜内与“保护地”连接，采用单独接地，如果现场的系统地不良，建议采用浮地方式，即单列模块+24V地不接入大地，或根据干扰消除效果把某列模块+24V地接地；“屏蔽地”通过柜内各个分汇流排汇入总汇流排，再一点接入大地，现场信号的屏蔽层要求单端接到屏蔽地汇流排，避免在现场侧接地造成环路，引入干扰。多个测点信号的屏蔽接地与多芯总屏电缆接地连接时，各屏蔽层应互相连接好，经绝缘处理后，单点接地，通讯电缆屏蔽层也要与屏蔽地汇流排连接。
　　第二、电缆的正确选择和施工工艺减少干扰
　　对于不同的信号要选择不同的电缆传输。现场信号大致分为模拟量信号、开关量信号与数据通讯信号。电缆敷设要求计算机的输入输出信号电缆应敷设在带盖的电缆槽中，电缆槽道及盖板应保证良好接地。单根信号电缆应穿在钢制电缆管中敷设，电缆管要保证良好接地。单根信号电缆应穿在钢制电缆管中敷设，电缆管要保证良好接地。电缆屏蔽层宜选用铜带屏蔽或铝箔屏蔽。屏蔽层接地的原则为一端接地。仪表信号电缆与动力电缆交叉敷设时，宜成直角；平行敷设时，若动力电缆有屏蔽层，两者之间的距离一般为150mm；若动力电缆无屏蔽层，两者之间的最小允许距离按最小距离。
　　电缆在电缆沟内敷设时，必须严格按一定层次敷设，自下而上分层排列的顺序是：动力电缆、控制电缆、信号电缆（屏蔽电缆）。
　　参考文献：
　　[1] 田雨森. 发电厂热控保护可靠性浅谈 [J]. 山东电力技术，2010，（01）：78-80
　　[2] 姚永红. 浅谈提高PLC控制系统的可靠性 [J]. 四川水泥，2010，（01）：43-45