PDF下载
火电厂机组分散控制系统信号干扰分析与处理

黄建皓

国能粤电台山发电有限公司,广东省江门市,519000

摘要: 随着近年来火电厂建设的不断发展,分散控制系统在火电厂的运用得到了进一步的扩充。通过利用分散控制系统的可靠性,将提高火电厂的生产安全和经济效益,并且通过分散控制系统的抗干扰能力将实现对系统运行可靠性的保障。于火电厂而言,其环境复杂,存在较多的干扰项,如果不能做好对干扰项的处理,就很容易导致火电厂生产过程中出现安全问题。在引入分散控制系统后,能够通过元器件和电子线路的高密度和传速快的特点实现快速的生产信息传输,但因其受干扰的问题也比较严重,因此需要通过有效的措施来提高抗干扰能力。本文章将通过对火电厂分散控制系统的抗干扰技术进行研究,以此来推动我国火电厂分散控制系统的运用和发展。
关键词: 火电厂;分散控制系统;抗干扰技术;干扰机制
DOI:10.12721/ccn.2024.157275
基金资助:
文章地址:

随着能源需求的不断增长,大型火电厂机组的规模不断扩大,机组的数量和复杂性也不断提高。传统的集中控制系统在管理大型机组时面临着一系列的挑战,如系统响应速度慢、通信延迟大、容错能力差等。这些问题对机组的运行效率、安全可靠性和成本控制都提出了更高的要求。为了解决这些问题,分散控制系统应运而生。分散控制系统以其高效的并行处理能力、灵活的结构和优秀的容错能力,成为大型火电厂机组控制的理想选择。本文旨在探讨分散控制系统在大型火电厂机组中的应用,重点介绍其在提高运行效率、保证安全可靠性和降低成本方面的作用。

一、分散控制系统的干扰源及干扰机制

干扰又叫噪声,是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰会造成设备损坏。常见的干扰有以下几种:

1.1电阻耦合引入干扰

1)当几种信号线在一起传输时,由于绝缘材料老化,漏电而影响到其它信号,即在其它信号中引入干扰。

2)由于接地不合理,例如在信号线的两端接地,会因为地电位差而加入一较大的干扰,信号线的两端同时接地,这样,如果两点的距离较远,则可能会有较大的电位差eN,这个电位差可能会在信号线上产生一个很大的环流。我厂#5机组在设备改造后发现过热器新换的几只元件显示有时跳变,但将测点的接线端子拆下后测量毫伏值显示正常,在重新接线后,该点仍有跳变。在对发生的现象分析后认为:两点接地对热电偶的测量产生了影响。将屏蔽电缆机柜侧接地拆后显示正常。

1.2电容电感耦合引入干扰

在被控现场有很多信号并行敷设,同时接入DCS。信号线之间有分布电容存在,通过电容将干扰加到别的信号上;同时信号线与动力线并行,在动力线的周围会产生交变的磁场,也会造成线路上的干扰。

1.3供电线路引入干扰

大型电气设备启动时,电动机的启动、开关的闭合会在其周围产生很大的交变磁场.这些交变磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰,也可能通过电源线上产生高频干扰,这些干扰如果超过容许范围,也会影响DCS系统的正常运行。

二、分散控制系统的抗干扰设计思路

2.1TT接地方式抗干扰

分散控制系统在使用TN方式的时候,当电气受到雷击或者电焊等情况下回产生二次体系作用,导致测量装置受到影响。因此二次体系弱电装置应当以独立接地的方式进行建设,以TT接地的模式来二次体系稳定,此外,在供电电源处需要以隔离变压器的方式进行控制,通过运用全场公共接地网和分散控制系统独立接地网来实现对二次体系本身的保障,这种设计的原理在于,二次体系其本身不会直接产生接闪,而且其供电容量小不会发生大接地电流。

2.2开关量回路的抗干扰

为了保障开关量回路的抗干扰,需要对回路进行优化设计以减少外部对回路的影响。通过连接DI干接点回路以屏蔽电缆作为主材料来确保工作过程中开关回路不会受到外界因素的干扰,通过以“一点接地”思路来进行抗工频能力的提升,选择信号充电的时候时间常数要大于5ms,隔离后的GD可以采用悬空设置同时也可以考虑“一点接地”的方式接到独立接地网。

2.3分散控制系统的电缆选型抗干扰

为了保障分散控制系统的整体可靠性和稳定性,在进行设计的时候一定要注重电缆型号的选择。在进行选型的时候,要注意一下几点:

(1)控制电缆以铜导体;选用阻燃电缆;选择耐火电缆;电缆线芯横截面积应当按照回路最大允许点降压及仪表最大外部电阻来进行选择。

(2)电厂电缆选型是电厂分布式控制系统抗干扰措施的重要环节。为确保强弱信号不应使用同一根电缆,信号电缆应尽量避开电力电缆,避免与电力电缆并联布置。当传输距离很小时,可以使用单根导线或通用控制电缆进行传输。当传输距离较长时,应使用主屏幕控制电缆或总屏幕计算机电缆,屏蔽电缆应用于模拟信号的现场传输。对于信号精度高的情况,可以选择带扭曲屏幕的计算机电缆或带有屏幕扭曲的计算机电缆。

3电厂分散控制系统抗干扰措施探究

3.1优选系统设备

电厂分散控制系统设备的选择对抗干扰的能力建设有着十分重要的意义。优质的昂干扰设备产品能够使得电磁兼容性得到较好的保障。因此可以运用现代比较先进的技术来进行操作,以现代新型技术来提高抗干扰能力,或者选择隔离性较好的电厂分散系统来保障分散控制系统能够在高频下良好运转。

3.2完善电厂分散控制隔离措施

在进行电厂分散系统的抗干扰能力培养的时候,需要以最短原则进行电缆设置,尽可能避免外界环节对电缆的干扰。此外,在硬件设置上,需要围绕着火电厂主设备进行建设,在设备的内部需要建设防静电地板,以此来实现静电的控制。另外,在进行电磁干扰隔离上,可以通过建立钢筋接地线的形式来进行电磁干扰的控制。

为了确保分散控制系统的可靠运行,应使用交流稳压器来稳定分散控制系统的电源。由于非屏蔽电力变压器之间的耦合电容较大,且共模干扰很强,因此在变压器的第一级之间应设置屏蔽层,以减少变压器第一级之间的干扰。隔离变压器可以切断变压器两端的低频共模电流。但有时候隔离变压器初级端之间的寄生电容仍然可以为更高频率的共模电流提供通路,所以隔离变压器的屏蔽层必须良好接地。

3.3提升系统可扩展性

大型火电厂机组的规模和功能需求可能会随着时间的推移发生变化。分散控制系统的模块化设计和可扩展性使得它能够轻松适应这些变化。当机组规模扩大时,只需增加相应的控制单元来满足新的需求。而当功能需求改变时,只需替换相应的控制单元,而无需对整个系统进行重建。这种灵活性和可扩展性使得分散控制系统成为适应大型火电厂机组变化需求的理想选择。

4总结

总结起来,分散控制系统在大型火电厂机组中的应用具有显著的优势。它能够提高机组的运行效率,保证机组的安全可靠性,并降低运行成本。此外,分散控制系统还具备较强的可扩展性,能够适应机组规模和功能需求的变化。因此,分散控制系统在大型火电厂机组中的应用前景广阔,并将在未来发展中发挥越来越重要的作用。

参考文献:

[1]李景涛,毕明波,隋文栋.600MW直接空冷机组空冷系统低频干扰问题分析与处理[J].内蒙古电力技术.2013(04)

[2]梁志福,董遇恒.600MW直接空冷机组DEH系统故障原因分析与改进措施[J].内蒙古电力技术.2013(04)

[3]寇少强,胡瀛峰.OVATION系统中典型故障及处理办法[J].陕西电力.2012(07).

[4]陈家斌主编.接地技术与接地装置[M].中国电力出版社,2003.