陳震軍

摘要：文章分析目前水電廠中應(yīng)用二次抗干擾措施的必要性，分析二次設(shè)備干擾的影響，研究目前水電廠運(yùn)行中的二次設(shè)備干擾信號(hào)的來(lái)源，并針對(duì)這些干擾來(lái)源提出了相應(yīng)的抗干擾措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：水利發(fā)電廠;二次抗干擾措施;應(yīng)用

1引言

在目前全球資源緊缺和環(huán)境惡化問(wèn)題不斷加快的形勢(shì)下，世界各國(guó)都在不斷推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整并加大對(duì)各種新型清潔型能源的開(kāi)發(fā)和利用力度。我國(guó)近年來(lái)也加大了對(duì)水電廠的建設(shè)和開(kāi)發(fā)力度，為滿足人們不斷增長(zhǎng)的電能需求以及環(huán)境保護(hù)起到重要作用。而且在目前水電廠相關(guān)設(shè)備和技術(shù)在不斷提高的同時(shí)，水電廠中的自動(dòng)化和智能化水平也在不斷提高，逐漸開(kāi)始營(yíng)業(yè)無(wú)人值班和少人值守的運(yùn)行管理模式。但是與此同時(shí)，由于這些微機(jī)和PLC控制設(shè)備在具有強(qiáng)大功能的同時(shí)也具有容易受到外界電磁干擾的敏感性。加之目前水電廠中數(shù)量較多的一次和二次設(shè)備交錯(cuò)在一起，各種保護(hù)、控制以及通訊和測(cè)量等設(shè)備不僅在一起安置而且還經(jīng)常穿過(guò)高壓帶電設(shè)備區(qū)域，這就會(huì)導(dǎo)致這些具有較高精度的自動(dòng)化設(shè)備受到電磁干擾問(wèn)題。這就需要做好水電廠二次干擾措施來(lái)確保水電廠電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2二次設(shè)備干擾的影響

水電廠運(yùn)行中的各種干擾會(huì)以耦合的方式在控制和保護(hù)等系統(tǒng)中感應(yīng)而出現(xiàn)干擾電壓的問(wèn)題。而且由于在水電廠二次設(shè)備的回路中所采用的設(shè)備為弱電設(shè)備，其中含有數(shù)量較多的微電子以及電子元件，其具有較差的耐電壓能力和抗干擾水平。這就需要通過(guò)相應(yīng)的抗干擾措施來(lái)確保一次設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。這主要是由于二次設(shè)備中的數(shù)字信號(hào)回路會(huì)容易受到干擾信號(hào)的影響而發(fā)生數(shù)據(jù)或地址傳送錯(cuò)誤的問(wèn)題，這也容易導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)功能故障或者運(yùn)行故障。此外，二次設(shè)備運(yùn)行的模擬信號(hào)回路也容易在受到信號(hào)干擾時(shí)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)電路誤翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題，此時(shí)若沒(méi)有設(shè)置足夠的閉鎖措施就會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作問(wèn)題的發(fā)生。

3干擾信號(hào)的來(lái)源

3.1周邊環(huán)境中的強(qiáng)磁場(chǎng)干擾

水電廠中存在數(shù)量較多的發(fā)電機(jī)、電抗器、變壓器、大電流的動(dòng)力電纜等設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行中容易產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)而對(duì)水電廠二次設(shè)備造成干擾，也是水電廠運(yùn)行中比較常見(jiàn)的干擾類型。此類強(qiáng)磁場(chǎng)容易對(duì)其周圍環(huán)境中的弱電回路和控制元件等二次回路造成干擾，在其回路和元件中產(chǎn)生干擾電壓而改變其可編程控制器中的數(shù)據(jù)，并導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)算錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)變位以及通訊中斷等問(wèn)題，表現(xiàn)出系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行以及監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確顯示數(shù)據(jù)等問(wèn)題。

3.2電容耦合產(chǎn)生的干擾

水電廠中的一次回路大電流導(dǎo)體會(huì)對(duì)二次回路存在電容，這就會(huì)產(chǎn)生一次回路對(duì)二次回路的電容干擾問(wèn)題。這主要是由于水電廠中的開(kāi)關(guān)站、主變室內(nèi)回路之間存在相互耦合的現(xiàn)象，以及電源回路和控制回路之間也存在耦合的問(wèn)題。

3.3雷擊干擾

在雷擊發(fā)生時(shí)會(huì)出現(xiàn)電磁耦合的現(xiàn)象，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)回路對(duì)地感應(yīng)的問(wèn)題，也就會(huì)產(chǎn)生干擾電壓?jiǎn)栴}，不僅會(huì)對(duì)二次電源模塊造成損壞，還會(huì)損壞通訊口以及輸入模塊等。

3.4高頻振蕩干擾

水電廠中的高壓開(kāi)關(guān)在通斷線路時(shí)會(huì)出現(xiàn)電弧重燃的問(wèn)題，此問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)會(huì)生成一個(gè)前沿很陡的電流電壓波，而且此電弧重燃的頻率比較高，同時(shí)和伴隨有高頻振蕩的問(wèn)題，此問(wèn)題就會(huì)與周圍的設(shè)備出現(xiàn)二次電纜耦合的現(xiàn)象而產(chǎn)生干擾電壓?jiǎn)栴}。

3.5接地電位差產(chǎn)生的干擾

如果設(shè)備存在絕緣問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致對(duì)地泄露電流的問(wèn)題，在此電流的作用下就會(huì)導(dǎo)致在大地中出現(xiàn)電壓差的問(wèn)題，在此問(wèn)題下也會(huì)導(dǎo)致廠房?jī)?nèi)兩端接地的電纜屏蔽層出現(xiàn)電流而產(chǎn)生對(duì)信號(hào)的干擾。這就需要做好二次設(shè)備的接地點(diǎn)合理選擇的措施來(lái)避免上述電壓差的產(chǎn)生極其對(duì)二次回路的干擾。

3.6外部設(shè)備的高能輻射干擾

目前人們生產(chǎn)和生活中的各種具有高能輻射的無(wú)限通訊設(shè)備的數(shù)量在不斷增多，而其高能輻射會(huì)對(duì)二次回路中的微電子元件造成高頻干擾危害。尤其容易變電站中對(duì)講機(jī)的使用而發(fā)生相鄰保護(hù)裝置誤出口跳斷路器等干擾問(wèn)題。

4有效的抗干擾措施

4.1控制電纜屏蔽層在控制系統(tǒng)端一端接地

此種抗干擾措施主要分為在控制系統(tǒng)端進(jìn)行接地但是被控設(shè)備端懸空不接地的方式以及被控設(shè)備端接地，但是控制系統(tǒng)端懸空不接地兩種方式。但是由于后者容易導(dǎo)致在電容比較小時(shí)會(huì)出現(xiàn)比較大的分配電壓，而且由于電纜屏蔽層對(duì)電纜芯之間的電容比較大，會(huì)導(dǎo)致由于電容耦合而向控制系統(tǒng)內(nèi)部元件與地之間施加，容易對(duì)控制系統(tǒng)的內(nèi)部元件造成損壞。而前一種抗干擾措施則由于會(huì)將一次系統(tǒng)中對(duì)地的接地電流通過(guò)接地電阻向大地流入，而且此對(duì)地電阻的點(diǎn)位也不足以向電纜反擊，也不會(huì)將此位置升高的點(diǎn)位向控制系統(tǒng)引入。但是此種抗干擾措施需要被控制設(shè)備具有較小的接地電阻，而且通過(guò)就近連接的方式進(jìn)行地網(wǎng)連接來(lái)對(duì)反擊電位進(jìn)行吸納之。還要在控制系統(tǒng)電源中進(jìn)行隔離變隔離且確保地網(wǎng)均壓的可靠性。

4.2隔離變壓器在控制回路電源中的應(yīng)用

在控制回路電源中應(yīng)用隔離變壓器的主要作用就是確?；芈分械母鱾€(gè)支路和元器件構(gòu)成等電位，這樣可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)電位隨之升高的措施來(lái)對(duì)反擊問(wèn)題進(jìn)行消除。此外，由于隔離變壓器的輸入端和輸出端沒(méi)有電氣連接，這樣就可以在雷電波通過(guò)電源回路向控制回路進(jìn)行入侵時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電波的隔離并經(jīng)過(guò)此裝置的避雷器來(lái)向大地流入。此外，此裝置在控制回路電源中的應(yīng)用還可起到對(duì)人身安全保護(hù)的作用。

4.3其他抗干擾措施

除了上述抗干擾措施之外，還要對(duì)電纜布局進(jìn)行合理安排來(lái)確保同一根電纜中避免強(qiáng)電和弱電的同時(shí)存在。并使用繼電器或光隔元件隔離控制柜內(nèi)的弱電信號(hào)。不允許對(duì)電纜進(jìn)行兩端接地，使用軟件抗干擾措施來(lái)提高大量使用可編程控制器回路中的抗干擾性能，在回路中進(jìn)行避雷裝置的安裝。在感性元件如繼電器電磁閥之類的元器件的兩端并聯(lián)串有電阻的反向二極管。

5結(jié)語(yǔ)

針對(duì)水電廠中普遍存在的二次設(shè)備干擾問(wèn)題，針對(duì)其所造成的危害，在分析干擾信號(hào)的來(lái)源之后，提出了要控制電纜屏蔽層在控制系統(tǒng)端一端接地以及在控制回路電源中應(yīng)用隔離變壓器等抗干擾措施來(lái)確保水電廠電器設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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