国家电投集团东北电力有限公司本溪热电分公司 辽宁本溪 117000
摘要:目前火力发电厂热工自动化的主要热工系统控制工具都是采用热工控制仪表,热工控制仪表是确保火力发电厂整机运行的重要保障,需要十分准确的热信号。因为热工控制信号是属于低电压以及低电流的信号,同时其运行时需要和所有具有电磁干扰的设备在一起,需要对热工控制仪表的干扰来源加以确定,并研究正确的消除方法是十分关键的。
关键词:热工控制仪表 热工信号 干扰来源 策略
现阶段,我国发电厂的建设规模正在逐步扩大,发电机组高效率运转也将实现,生产水平也逐渐升级,使火力发电厂的整体运行效率得到有效提升。然而,在火力发电厂发展过程中,热工控制系统的仪表控制越来越复杂。同时,随着发电机组的增加,内部和外部干扰信号也在增加。安全生产成为目前火力发电厂正常运行的关键工作,因此,需要提高对热工控制仪表抗干扰能力研究。
一、热工控制仪表干扰信号的归类
依据不同干扰来源的影响,干扰信号可以归为以下两种类型。第一,差动模式干扰信号,主要是控制信号在系统中重叠,直列连接,由于信号的相互作用形成差动模式信号。该干扰问题严重影响信号之间的电压,因此导致该电压出现在电磁场上。所以,热工控制仪表的准确度和控制效果大大降低。第二,共同模式干扰信号,因为系统的信号对接地具有相应的电位差,因此该电位差会根据电磁辐射或电网蹿入系统的方式影响热工控制系统整体效果。
二、热工控制仪表干扰信号的出处
2.1 AC和DC传输装置的影响
运行中的热工控制系统环境相对复杂,容易受到周围磁场的影响。特别是周围不仅有很大的磁场,并且运行现场安装了AC和DC传输装置。热工控制仪表会因上述几个干扰因素而影响其控制的准确度,尤其是AC及DC传输会产生高谐波,此现象会导致电源设备故障,甚至停止运作,直接限制火力发电厂整体运转。所以,大多数火力发电厂为了防止高谐波的干扰,会在AC和DC传输装置周围安装绝缘装置,然而其效果非常小。
2.2 热工控制系统的内部电路的影响
热工控制系统的内部电路相对复杂,因电路差异而产生电流及辐射的影响。根据逻辑电路的思维,内部信号可以分为两种形式的干扰,即共同频率干扰和暂时频率干扰。他们之间的相互比较可以得知,由于暂时频率干扰,会在信号传输过程中干扰,致使在信号接收过程中,不是目标对象的信号增加,使信号接收效率严重下降。
2.3 接地系统的影响
大多数的干扰都是由于接地系统的引进方式不合理而产生的,在接地系统运行过程中,若是接地电阻太高,同时有多点接地或接地线被切断等条件,就会导致信号数据歪曲或DCS卡死等现象。
2.4 无线设备的影响
一般来说,无线设备是自动生成电磁波的。在火力发电厂的热工控制系统环境中,使用无线设备会出现干扰磁场,干扰信号则可以运行系统的信号线进行干扰。现在无线设备的干扰可以通过避免干扰源来解决。
三、热工控制仪表干扰信号的消除举措
3.1 明确干扰信号的出处
干扰信号的出现则会对周围的信号产生影响,我们可以对干扰信号进行分析并加以明确,其与周边电磁环境、大规模设备操作条件是否有着特定关系。如果没有关系,那就单独测试信息电缆,做出合理的判断,确认信号电缆和接地之间的AC和DC电压,是否存在异常。若是存在异常情况,则是强烈的干扰信号。一般来说,电源电缆都具有强大交流磁场。若是不存在异常情况,那有可能是高次谐波信号窜入到电路中,因此,无法通过一般万用表对干扰信号加以明确。通过不同线路的接入方法可以判断干扰的实际引进点。
3.2 安装信号绝缘装置
如果可以明确干扰信号的实际引进点,同时干扰影响效果甚微的话,则可以通过信号绝缘装置进一步减少干扰。如果干扰表面相对较大,则有必要找出现有的问题点,以热工控制系统正常运转为前提,有效地解决,消除干扰。
3.3 添加电容或者滤波电容
由共同模式下,转入串行模式而产生的干扰,如果使用电缆,需要通过连接电容来消除干扰。由于电磁感应而发生串行模式干扰时,应在信号回路中添加滤波电容,可以有效地解决。
四、提升热工控制仪表抗干扰能力的策略方法
4.1 物理绝缘技术
物理绝缘技术是火力发电厂热工控制系统应用中习以为见的抗干扰技术。一般来说,大多数火力发电厂都会采用物理绝缘技术,有效地对干扰信号进行隔离。为了最大限度地保证热工控制系统运行的稳定性,系统中使用的绝缘材料就必须具备强大的耐压能力,并且,漏电阻自身具备相对强大的绝缘性,所以可以运用漏电阻的绝缘特性进行防干扰。此外,在热工控制系统抗干扰的实际应用中,为了同时避免强大的电气系统回路和弱的系统信号的出现,需要更多的注意节点线路的分布,此种情况下,会使物理绝缘技术性能降低。
4.2 屏蔽干扰信号技术
屏蔽干扰信号技术则是运用特定方式方法对干扰信号加以屏蔽,进而确保热工控制系统运行的安全性和稳定性,防止干扰信号对热工控制仪表产生影响。此种方法需要在热工控制系统中建立屏蔽干扰信号系统,使用金属导体隔离热工控制系统的主要构成器件,系统可以完全隔离于外部干扰。热工控制系统的电路及信号电路容易受到干扰信号的影响。因此,这些构成器件是保护的屏蔽系统的关键组成部分。
4.3 平衡抑制技术
在对热工控制仪表抗干扰实际应用过程中,平衡抑制技术的使用较为常见,因其具有简单便捷的操作特性,是火力发电厂热工控制系统中习以为常的抗干扰技术。从实际的应用状况来看,平衡抑制技术执行的可能性相对较高。其关键原则就是对干扰信号进行完全的处理和解决,最常见的解决方案则是为了将同一传输线信号并列设置从而达到抗干扰的目的。导线和干涉信号之间的干扰电压相互抵消,信号被消除。该抗干扰技术主要应用于消除电子设备的干扰信号,因此有效的防止干扰信号的影响。
五、结束语
总而言之,热工仪表的控制系统相对复杂,并且功能较多,这就导致火力发电机组在运行过程中会发生干扰,诱发控制仪表故障。在实际操作中,我们需要对热工控制仪表的原理和热工控制系统加以充分的了解,对信号干扰问题加以重视,明确解决方案,从而保证热工控制仪表的精准度,有效提升火力发电厂的经济效益。
参考文献:
[1]毛新勇.电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用[J].南方农机,2018, (12).