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摘要：在電廠熱控控制中，模擬量信號經(jīng)常存在較強(qiáng)的干擾，我們的目的就是通過分析，用不同的方案解決干擾，使信號正常穩(wěn)定，正確率、可靠性高。

關(guān)鍵詞：電廠；模擬量信號；抗干擾

在電廠熱工專業(yè)中，由于變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)往往與調(diào)節(jié)器、二次顯示儀表距離較遠(yuǎn)，信號傳輸線路較長.線路中經(jīng)常存在著較強(qiáng)的干擾信號，嚴(yán)重的甚至影響儀表的正常顯示，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的操作和熱工保護(hù)系統(tǒng)的正常動作，危及安全運行。所以，解決熱控儀表的抗干擾問題是非常重要的。

一、干擾的基本內(nèi)涵

干擾是指竄入或疊加在系統(tǒng)電源、信號線上的與熱工信號無關(guān)的電信號。對信號回路的干擾不外乎兩種：輻射和傳導(dǎo)。輻射，即通過感性耦合或容性耦合把電磁波直接輻射到信號回路中。傳導(dǎo)，即通過電源線和地線把干擾信號傳導(dǎo)到信號回路中。

二、干擾可分為以下幾種

電磁干擾分為共模干擾和差模干擾：

共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成；

差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換成共模干擾所形成的電壓，這種電壓疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

表記內(nèi)部干擾：主要是由于儀表設(shè)備本身的設(shè)計配置方式及元器件本身的質(zhì)量不過關(guān)或老化，使儀表不能長期正常運行。這種干擾一般都為硬故障。

外部環(huán)境干擾：主要是指電磁干擾以外的，如機(jī)械振動、溫度、潮濕、熱輻射等因素引起的測量和控制上的擾動。

三、案例分析

案例一：#2機(jī)組#5瓦振動異常波動。2009年6月7日#2機(jī)組A修后啟動，在發(fā)電機(jī)勵磁升壓至10KV左右出現(xiàn)#5瓦的X、Y振動大幅擺動，運行人員立即到現(xiàn)場手測振動值（蓋振）在0.2絲左右，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值，蓋振一般是軸振的1/4，因此判斷軸振在0.8絲左右，DCS畫面出現(xiàn)的#5瓦振動值擺動是由于電磁干擾所致，經(jīng)過大修指揮部及熱工、運行人員分析，將“軸振大跳機(jī)”保護(hù)解除后繼續(xù)開機(jī)。用搖表檢查電纜正常電纜接地正常，測量元件更換電科院剛標(biāo)定的探頭后振動為消除，進(jìn)一步檢查探頭延長線時發(fā)現(xiàn)延長線中間接頭原有的塑料外護(hù)套移位，沒有對接頭起到保護(hù)隔離作用，造成延長線接頭與金屬保護(hù)套管接觸，造成兩點接地。

案例分析：這是一起典型的屏蔽層雙端接地引起的故障。模擬量信號（特別是低電平的模入信號如熱電偶信號，熱電阻信號等）對空間電磁信號的抗干擾能力很差，如果信號電纜屏蔽層兩端同時接地，則兩端的接地系統(tǒng)可能出現(xiàn)電位差異△E，該電位差將會在屏蔽層上產(chǎn)生地環(huán)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合從而干擾信號回路，造成模擬量信號波動。在實際工作中，由于電纜破損或電纜頭處理不佳，造成屏蔽層接殼現(xiàn)象時有發(fā)生，檢修人員也較易忽視這種現(xiàn)象的存在。

案例二、#1機(jī)組發(fā)電機(jī)線圈溫度異常波動，對接線端子進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)端子排氧化，對端子排進(jìn)行更換后，信號穩(wěn)定，但沒經(jīng)過幾個小時#1機(jī)組發(fā)電機(jī)線圈溫度再次波動，經(jīng)檢查熱電阻接線三線中一顆線接地，將三線更為兩線后，溫度穩(wěn)定。小修時候檢查發(fā)現(xiàn)電纜中間有接頭，接頭接觸不好。重新焊接后恢復(fù)三線正常。

案例分析：這是一起由于信號線接地引起的干擾。

案例三、2010年5月24日04：18分4：18：31發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度35.6℃，#3軸承X振：25.40nm，#3軸承Y振：17.34nm，#3軸承蓋振：60.13nm，#4軸承X振：67.40 nm，#4軸承Y振：52.26 nm，#4軸承蓋振：43.16nm，發(fā)電機(jī)汽端回油溫度58℃。4：18：33 發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度35.6℃，#3軸承X振：27.84nm，#3軸承Y振：17.34nm，#3軸承蓋振：10.59nm，#4軸承X振：58.24 nm，#4軸承Y振：52.26 nm，#4軸承蓋振：13.52nm，發(fā)電機(jī)汽端回油溫度58℃，振動顯示恢復(fù)正常。僅檢查發(fā)現(xiàn)安裝時接線錯誤，將電纜屏蔽與探頭接地線對接造成兩點接地。將探頭接地線浮空后正常。

案例分析：這是一起安裝人員業(yè)務(wù)知識不夠和安裝圖紙出錯引起的，他使輸入回路變得不對稱。引起測量回路電磁干擾所產(chǎn)生的共模信號，因電路的不平衡，變成了差模信號，使系統(tǒng)難以克服，引起了干擾。

案例四、DCS系統(tǒng)#6、#11遠(yuǎn)程控制站模塊離線，先對遠(yuǎn)程站接地進(jìn)行檢查，并重新緊固，未見效果；加長DCS系統(tǒng)#6、#11遠(yuǎn)程控制站掃描時間，未見效果；將DCS系統(tǒng)#6、#11遠(yuǎn)程控制站I/O模塊備用通道全部短接后模塊再沒出現(xiàn)離線現(xiàn)象。

案例分析：提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對干擾噪聲 的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。

提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：（1）布線時盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。（2）布線時，電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦 合噪聲。（3）對于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要短接。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下短接。（4）對單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045等，可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。（5）在速度能滿足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路。（6）IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座。

案例五、1#機(jī)在運行中發(fā)現(xiàn)軸向位移漂移，將軸向位移保護(hù)退出，線路檢查未見異常，測量前置器輸出電壓，漂移嚴(yán)重，懷疑探頭和前置器故障或探頭延伸電纜破損引起接地干擾。在停機(jī)檢修時，檢查了前置器、探頭及延伸電纜均為正常，檢查安裝螺栓無松動現(xiàn)象，再進(jìn)一步檢查中發(fā)現(xiàn)，軸向位移安裝支架過長，約有200mm長，長期工作造成其剛性不夠，用手按支架的測量端，位移有20～30絲的變化。由于支架固定端和測量端距離較遠(yuǎn)，造成其剛性不足，機(jī)組運行中的正常振動，通過支架“L”臂的傳導(dǎo)和放大，使其測量端的晃動加大，表現(xiàn)為軸向位移測量值的不規(guī)則晃動，引起軸向位移漂移。在支架“L”臂上焊接一根不銹鋼斜撐，作為加強(qiáng)臂，斜撐的作用是加強(qiáng)支架的剛性。經(jīng)過對軸向位移支架的改造使的剛性得到了很大的提高，消除了漂移現(xiàn)象。

案例分析：這是由于機(jī)械振動，安葬支架剛性不足引起的故障。在實際工作中測量控制系統(tǒng)發(fā)生干擾，不一定都是由于電氣干擾所致，由相當(dāng)部分是因為現(xiàn)場環(huán)境如機(jī)械振動、溫度、潮濕、熱輻射等因素引起的，所以在檢修時要加以區(qū)別，認(rèn)真對待。

四、干擾的抑制

1、保證電纜屏蔽可靠接地，熱控的地要與電氣的地有10米的距離，不能混為一起；

2、若為簡單的信號屏蔽不好，可加裝有源信號隔離器，效果明顯；

3、對于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要短接；

4、查看說明書核實設(shè)備接線，防止接線錯誤造成多點接地；

5、定期檢查電纜，防止電纜接地、續(xù)接、斷路、短路；

6、安裝設(shè)備時不得改動設(shè)備結(jié)構(gòu)，防止造成設(shè)備抗干擾能力下降；

7、敷設(shè)信號電纜時，不得與控制電纜同電纜橋架敷設(shè)。

五、結(jié)束語

電廠熱控系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用時的抗干擾問題，是復(fù)雜而細(xì)致的。雖然在設(shè)計安裝時，通過屏蔽、接地、強(qiáng)弱電分離等等措施來提高熱控系統(tǒng)的抗干擾性能，但抗干擾性檢修還是一個十分復(fù)雜工作，涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場的具體環(huán)境，要求我們要綜合考慮各方面的因素，必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，從減少干擾源、切斷干擾途徑等方面進(jìn)行全面的考慮，熟悉各干擾和抗干擾的理論，充分利用各種抗干擾措施來進(jìn)行檢修。才能真正提高電廠熱控系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用時的抗干擾能力，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運。

作者簡介：

楊建平（1982-），男，山西朔州人，2003年畢業(yè)于太原理工大學(xué)煤氣發(fā)電專業(yè)，初級工程師，主要從事電力設(shè)備檢修。