郭志軍

摘要：熱控設(shè)備作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在其運(yùn)行過程中發(fā)揮著十分重要的作用，因此火力發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)采取一定的措施提高熱控設(shè)備抗干擾與接地系統(tǒng)的可靠性，為后續(xù)的電能生產(chǎn)和輸送提供堅(jiān)實(shí)的保障。文章對與火力發(fā)電廠熱控設(shè)備抗干擾與接地系統(tǒng)的可靠性有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了探討，為今后電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；熱控設(shè)備；抗干擾；接地系統(tǒng)；可靠性；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）30-0133-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.065

1 概述

近年來，隨著社會的發(fā)展和科技進(jìn)步，機(jī)組向大容量高參數(shù)邁進(jìn)，一些現(xiàn)有的機(jī)組為了進(jìn)一步滿足社會發(fā)展用電量的需求，部分火力發(fā)電廠根據(jù)自身的實(shí)際情況對電廠的機(jī)組容量進(jìn)行了不同程度的擴(kuò)容。同時為了進(jìn)一步提高工作效率，電廠提高了設(shè)備的自動化水平，并對熱工控制系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，這些系統(tǒng)的改進(jìn)對提高電廠運(yùn)行安全、降低企業(yè)成本等具有重要的意義。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，熱控系統(tǒng)受到了諸多因素的干擾，導(dǎo)致有時會發(fā)生系統(tǒng)硬件損壞等現(xiàn)象，這就在一定程度上為電廠的安全生產(chǎn)埋下了隱患，因此應(yīng)當(dāng)對此引起高度的重視，以保障今后電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，為推動社會進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 火力發(fā)電廠熱控設(shè)備干擾分類及原理

火力發(fā)電廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，同時構(gòu)成熱控系統(tǒng)的程序和零部件也比較多，這就在一定程度上增加了管理及監(jiān)控的難度。熱控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)揮著十分重要的作用，其主要的工作內(nèi)容是將電力系統(tǒng)發(fā)出的指令和就地設(shè)備的運(yùn)行情況以微弱低電壓或者是低電流的方式進(jìn)行傳輸，但是在信號傳輸?shù)倪^程中，它們極易受到其他因素的干擾，例如電磁信號等，這樣一來將會在一定程度上降低熱控系統(tǒng)的靈敏度，嚴(yán)重時熱控系統(tǒng)還會錯誤地識別無用的電流信號，進(jìn)而影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。

通過以上分析可知，熱控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會受到一定的干擾，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此應(yīng)當(dāng)加大對其重視力度。從專業(yè)角度分析，電力系統(tǒng)熱控設(shè)備干擾分類主要有以下三種：第一，以產(chǎn)生干擾方式的差別進(jìn)行分類，主要分為浪涌噪聲、高頻振噪聲和放電噪聲三種；第二，以干擾信號的波形進(jìn)行分類，主要分為偶發(fā)噪聲和持續(xù)噪聲兩種；第三，以干擾正常信號方式進(jìn)行分類，主要分為共模干擾和差模干擾兩種。通常情況下，大部分電廠是使用第三種干擾分類方式，而其中共模干擾對熱控設(shè)備影響最大。究其主要原因是指令信號的發(fā)出端與信號接收端的電位差有一定的差異，使得這兩端都會不同程度地受到共模干擾信號的影響，共模干擾屬于典型的非對稱性干擾。

3 熱控設(shè)備干擾的主要來源

火力發(fā)電廠熱控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有一定的影響，而了解其干擾信號的主要來源對制定相應(yīng)的解決措施具有一定的指導(dǎo)意義，接下來本文將對干擾信號的主要來源進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

3.1 控制機(jī)柜內(nèi)部干擾分析

火力發(fā)電廠的控制機(jī)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時它內(nèi)部的信號源也比較多，因此在運(yùn)行過程中極易對熱控系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。從專業(yè)角度分析，電力系統(tǒng)機(jī)柜干擾可以分為以下種類，即卡件信號干擾、走線干擾和接線端口干擾三種。機(jī)柜內(nèi)部設(shè)有大量的電力元件以及各式各樣的卡件，而一般情況下不同卡件的使用周期是不同的。第一，一旦長時間未對卡件進(jìn)行一定的維護(hù)或者是更換，可能就會導(dǎo)致卡件之間、元器件之間或者線路之間的絕緣性變差，可能會發(fā)生漏電阻回路的現(xiàn)象，繼而發(fā)出干擾信號對熱控設(shè)備的工作產(chǎn)生一定的干擾；第二，電廠機(jī)柜內(nèi)部的預(yù)留空間是有限的，因此一旦內(nèi)部的走線布設(shè)過多就極易導(dǎo)致電纜與電纜之間發(fā)生一定重疊，而其中產(chǎn)生的微弱電信號就會互相干擾，最終使得兩者之間的交互磁場產(chǎn)生的干擾信號對熱控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾；第三，一般情況下，電力系統(tǒng)接線端口的工作量是比較大的，且對其的維護(hù)較難，同時接線端口經(jīng)過長時間的運(yùn)行極易發(fā)生松動現(xiàn)象，這樣就容易造成端口結(jié)合的位置發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化，產(chǎn)生一定的電勢差，對回路信號造成不同程度的干擾。

3.2 接線問題引起的干擾分析

電力熱控系統(tǒng)中接線量比較多，對熱控系統(tǒng)運(yùn)行具有十分重要的作用，但同時該環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的概率較大，例如技術(shù)人員在向控制柜接入信號線時，環(huán)境中干擾信號的存在會對控制端接收信號產(chǎn)生一定的干擾。從專業(yè)角度分析，電力系統(tǒng)中不同控制系統(tǒng)的電氣元件的選擇是不同的，如果電氣元件的選擇出現(xiàn)偏差，就可能導(dǎo)致接觸點(diǎn)之間產(chǎn)生一定的電位差，這時共模干擾信號就會對熱控系統(tǒng)造成干擾。另外，通常情況下，信號線對電磁場的反應(yīng)是比較迅速的，一旦信號線鋪設(shè)位置與電纜鋪設(shè)存在重疊的部分，那么回傳信號就會受到電磁場的干擾，影響熱控系統(tǒng)的安全運(yùn)行。電力系統(tǒng)長時間的運(yùn)行可能導(dǎo)致外接線發(fā)生不同程度的松動，進(jìn)而可能會發(fā)生接觸干擾現(xiàn)象。一旦控制中信號備用線布設(shè)的位置不符合標(biāo)準(zhǔn)就會導(dǎo)致天線效應(yīng)的發(fā)生，這樣一來信號的發(fā)送端與接收端的距離會擴(kuò)大，導(dǎo)致出現(xiàn)一定的電位差，其產(chǎn)生的干擾信號會對熱控系統(tǒng)造成一定的干擾。

3.3 其他干擾信號分析

電力設(shè)備的接地不良會直接導(dǎo)致干擾信號的產(chǎn)生，其主要機(jī)理是，不同接地點(diǎn)之間存在一定的電位差，而信號在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中會形成電流環(huán)路，這時由電位差產(chǎn)生的干擾信號會對信號的傳輸回路造成一定的干擾。電力系統(tǒng)中的信號線與電流傳輸使用的電纜不同，因此在實(shí)際的應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照一定的標(biāo)準(zhǔn)布設(shè)信號屏蔽層，同時屏蔽層設(shè)置應(yīng)當(dāng)使電流無法通過。但是在實(shí)際操作作業(yè)過程中，不同接地點(diǎn)電位差的存在會在一定程度上影響屏蔽層的應(yīng)用效果，由于屏蔽層與大地之間會產(chǎn)生一定的電流，而這種現(xiàn)象的存在對屏蔽層的應(yīng)用效果也會產(chǎn)生一定的影響，這兩種現(xiàn)象的存在使得屏蔽層會出現(xiàn)一定微弱電流，進(jìn)而對熱控系統(tǒng)造成一定的影響。

4 火力發(fā)電廠熱控設(shè)備運(yùn)行過程中的主要問題

火力發(fā)電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，熱控系統(tǒng)的運(yùn)行會受到許多干擾信號的影響，進(jìn)而對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成不利的影響，甚至引發(fā)安全事故的發(fā)生，因此電廠應(yīng)當(dāng)對影響熱控設(shè)備運(yùn)行的干擾因素進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)一步明確電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，為今后制定相應(yīng)的解決措施提供一定的依據(jù)。

4.1 接地系統(tǒng)不規(guī)范

火力發(fā)電廠接地系統(tǒng)的規(guī)范性對整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著十分重要的影響，但是部分發(fā)電廠對此卻并沒有引起高度的重視，沒有建立健全相應(yīng)的監(jiān)督檢查機(jī)制，為電力系統(tǒng)運(yùn)行埋下了安全隱患。例如某發(fā)電廠新引進(jìn)了1000MW電力機(jī)組，但是發(fā)生雷擊時出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速信號超限，導(dǎo)致該機(jī)組發(fā)生跳閘現(xiàn)象，通過對其電纜的屏蔽線進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，儀表內(nèi)部的端子沒有進(jìn)行接地處理。而經(jīng)過大量的實(shí)例調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分電廠接地系統(tǒng)操作存在著諸多的不合規(guī)范的情況。第一，單點(diǎn)接地系統(tǒng)的電纜屏蔽層二點(diǎn)接地或者是未進(jìn)行接地處理；第二，部分電廠接地連接位置或者是接地點(diǎn)選擇不合理，電纜屏蔽層、模件底板、公共直流等長期使用發(fā)生松動或者是本身接觸不良；第三，中間端子箱轉(zhuǎn)接處電纜的屏蔽層沒有接地或者是與殼體發(fā)生一定的接觸；第四，振動探頭電纜延伸接頭沒有使用熱塑管進(jìn)行緊固處理或者是其與殼體發(fā)生一定程度的接觸；第五，機(jī)柜內(nèi)信號地和交流地直接接入到公用地。上述這些現(xiàn)象的存在都屬于典型的接地系統(tǒng)不規(guī)范，且對電力運(yùn)行的影響是不容忽視的。

4.2 電纜絕緣老化漏電

在一些規(guī)模較大的火力發(fā)電廠中，需要鋪設(shè)一定量的電力、控制以及信號電纜，這樣一來就可能導(dǎo)致部分電纜發(fā)生一定的重疊，而經(jīng)過長期使用的電纜的絕緣層可能發(fā)生一定的老化，繼而在使用中發(fā)生漏電現(xiàn)象，并由此產(chǎn)生的電信號會直接在其他信號上發(fā)生疊加，對熱控系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾，且這種干擾現(xiàn)象在短時間內(nèi)不會十分明顯，一旦電力系統(tǒng)機(jī)組長時間運(yùn)行后，干擾信號將會嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行安全，甚至引發(fā)安全事故發(fā)生。

4.3 電纜耦合干擾

在火力發(fā)電廠的電力系統(tǒng)中，為了滿足傳輸電源以及信號的使用要求需要鋪設(shè)大量的電纜，且這些電纜或者是電纜管會一起接入到控制系統(tǒng)，而當(dāng)信號傳輸時，電纜之間會產(chǎn)生分布電容，干擾信號會利用分布電容對其他信號一定的干擾，進(jìn)而使得熱控系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤動作，影響整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，交變信號的電纜會在周圍產(chǎn)生一定的交變磁場，處于并行狀態(tài)的電纜之間會由于這些交變磁場的作用產(chǎn)生一定大小的電動勢，繼而對電力系統(tǒng)的電路造成一定的干擾。

4.4 大型電氣設(shè)備啟停引起的干擾

眾所周知，火力發(fā)電廠中會設(shè)有大量的高壓電氣設(shè)備，且由于生產(chǎn)需要不可避免地會發(fā)生這些大型電氣設(shè)備的啟動和停止，但是大型電氣設(shè)備的啟動或者停止的過程中可能會產(chǎn)生一定量的火花，這樣一來將會在電氣設(shè)備的周圍產(chǎn)生交變磁場。而這些交變磁場一方面可以利用信號電纜的耦合作用產(chǎn)生干擾，也可以通過利用電源電纜的耦合作用產(chǎn)生高頻干擾，一旦這些干擾信號超出一定的范圍，就會對熱控系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，甚至?xí)T發(fā)安全事故的發(fā)生。

5 如何切實(shí)提高火力發(fā)電廠熱控設(shè)備抗干擾與接地系統(tǒng)的可靠性

通過以上的分析可知，火力發(fā)電廠在實(shí)際的運(yùn)行過程中，影響其熱控設(shè)備運(yùn)行的干擾因素較多，因此各個火力發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)對自身存在的干擾因素進(jìn)行詳細(xì)分析，制定出相應(yīng)的解決措施，切實(shí)提高電力熱控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

5.1 確保接地系統(tǒng)的可靠性

為了切實(shí)提高電力熱控設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，同時也為了進(jìn)一步降低干擾信號對設(shè)備運(yùn)行的影響，應(yīng)當(dāng)保證電廠接地系統(tǒng)的安全可靠性。第一，電廠可以根據(jù)自身的實(shí)際情況對熱控系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的接地極，并通過利用該接地極連接電廠的電氣地。這樣一來一方面提高了熱控系統(tǒng)的抗干擾能力，另一方面也提高了電力系統(tǒng)的防雷擊能力；第二，電廠熱控系統(tǒng)由諸多的電力設(shè)備構(gòu)成，如控制箱、接線盒和就地控制盤柜等，而這些電力設(shè)備的接地應(yīng)當(dāng)通過最短的路徑與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，且必須保證連接處的牢固性，并根據(jù)實(shí)際需要通過電焊的方式對連接處進(jìn)行加固處理。另外，就地控制盤、臺、柜基礎(chǔ)框架的每個角都應(yīng)當(dāng)通過利用電焊的方式與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，以保證連接處的牢固性；第三，通常情況下，電力熱控系統(tǒng)的信號傳輸會受到干擾因素的影響，因此僅僅依靠控制系統(tǒng)一側(cè)單點(diǎn)接地來對其進(jìn)行抑制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱控系統(tǒng)的應(yīng)用要求，這時可以將控制系統(tǒng)備用的信號線斷開，而將信號線的另一端進(jìn)行接地處理，這樣一來將會極大地提高熱控設(shè)備接地系統(tǒng)的可靠性，為整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

5.2 保障電纜敷設(shè)合理，避免因其老化發(fā)生漏電現(xiàn)象

火力發(fā)電廠在進(jìn)行熱控電纜敷設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)保障電纜通道空間符合電纜使用要求，且該通道應(yīng)當(dāng)滿足強(qiáng)電電纜與弱電電纜分開敷設(shè)的基本要求。例如當(dāng)電源電纜等級在220V以上、電流強(qiáng)度在10A以下的情況下應(yīng)當(dāng)與信號電纜之間的距離保證不小于150mm。例如某電場的熱控系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其CRT顯示反饋量與給定量之間的差距超出規(guī)定范圍，并且經(jīng)過一定的檢查分析發(fā)現(xiàn)主要問題發(fā)生在電纜位置。技術(shù)人員經(jīng)過查看發(fā)現(xiàn)反饋線使用的是普通電纜，且該電纜與強(qiáng)電電纜敷設(shè)在同一層，而為了切實(shí)解決由此對熱控系統(tǒng)造成的影響，技術(shù)人員對該線路的電纜進(jìn)行了重新敷設(shè)，且使用的電纜為屏蔽電纜，并將其與強(qiáng)電電纜分層敷設(shè)，避免互相影響，造成熱控系統(tǒng)的運(yùn)行故障。

5.3 合理選擇電纜

從專業(yè)角度分析，不同類型的信號傳輸其電纜選擇也是不同的，因此電廠應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的電纜型號，同時電纜的粗細(xì)應(yīng)當(dāng)符合使用要求，且橫截面的面積應(yīng)當(dāng)大于1mm2。另外在電纜敷設(shè)過程中，大電流的信號應(yīng)當(dāng)與低電平開關(guān)量信號分開敷設(shè)，避免互相干擾，影響熱控系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，強(qiáng)弱電信號電纜在分開敷設(shè)的同時其信號線還應(yīng)當(dāng)獨(dú)立占用一道電纜槽，而電廠現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用程度較高，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此這時應(yīng)當(dāng)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電纜敷設(shè)在單獨(dú)的電纜槽中，并進(jìn)行一定的接地處理，設(shè)置屏蔽層，避免對熱控系統(tǒng)造成干擾。

5.4 規(guī)范現(xiàn)場熱控設(shè)備的接地方法

火電廠熱控系統(tǒng)中包含一些大型電力設(shè)備，且這些設(shè)備啟動與停止會對熱控系統(tǒng)造成一定的影響，因此應(yīng)當(dāng)對此引起高度的重視。例如當(dāng)電力設(shè)備直流油泵進(jìn)行啟動，在拉合閘的過程中，在母線充放電過程中電源側(cè)電位會發(fā)生一定的變化且之間存在著一定的相互作用，并產(chǎn)生高頻電流分量，繼而在母線位置形成高頻電流、電壓，對熱控系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定的干擾，這時熱控技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對設(shè)備采取一端接地的方式來降低設(shè)備啟動、停止時對熱控系統(tǒng)的干擾。另外，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)對設(shè)備的電纜敷設(shè)引起一定的重視，避免由此產(chǎn)生交變磁場對熱控系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著社會的不斷發(fā)展，對電廠的要求也越來越高，而為了切實(shí)提高電廠的工作效率，提高熱控系統(tǒng)的可靠性是十分必要的，因此電廠應(yīng)當(dāng)加大對熱控設(shè)備干擾因素及影響接地系統(tǒng)穩(wěn)定性因素的研究力度，并制定出相應(yīng)的應(yīng)對措施，提高熱控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，為保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障。

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