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忻州广宇煤电有限公司 山西忻州 034000
摘要：在电厂热控控制中，模拟量信号经常存在较强的干扰，我们的目的就是通过分析，用不同的方案解决干扰，使信号正常稳定，正确率、可靠性高。
关键词：电厂；模拟量信号；抗干扰
在电厂热工专业中，由于变送器、执行机构往往与调节器、二次显示仪表距离较远，信号传输线路较长.线路中经常存在着较强的干扰信号，严重的甚至影响仪表的正常显示，调节机构的操作和热工保护系统的正常动作，危及安全运行。所以，解决热控仪表的抗干扰问题是非常重要的。
一、干扰的基本内涵
干扰是指窜入或叠加在系统电源、信号线上的与热工信号无关的电信号。对信号回路的干扰不外乎两种：辐射和传导。辐射，即通过感性耦合或容性耦合把电磁波直接辐射到信号回路中。传导，即通过电源线和地线把干扰信号传导到信号回路中。
二、干扰可分为以下几种
电磁干扰分为共模干扰和差模干扰：
共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成；
差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换成共模干扰所形成的电压，这种电压叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
表记内部干扰：主要是由于仪表设备本身的设计配置方式及元器件本身的质量不过关或老化，使仪表不能长期正常运行。这种干扰一般都为硬故障。
外部环境干扰：主要是指电磁干扰以外的，如机械振动、温度、潮湿、热辐射等因素引起的测量和控制上的扰动。
三、案例分析
案例一：#2机组#5瓦振动异常波动。2009年6月7日#2机组A修后启动，在发电机励磁升压至10KV左右出现#5瓦的X、Y振动大幅摆动，运行人员立即到现场手测振动值（盖振）在0.2丝左右，根据经验数值，盖振一般是轴振的1/4，因此判断轴振在0.8丝左右，DCS画面出现的#5瓦振动值摆动是由于电磁干扰所致，经过大修指挥部及热工、运行人员分析，将“轴振大跳机”保护解除后继续开机。用摇表检查电缆正常电缆接地正常，测量元件更换电科院刚标定的探头后振动为消除，进一步检查探头延长线时发现延长线中间接头原有的塑料外护套移位，没有对接头起到保护隔离作用，造成延长线接头与金属保护套管接触，造成两点接地。
案例分析：这是一起典型的屏蔽层双端接地引起的故障。模拟量信号（特别是低电平的模入信号如热电偶信号，热电阻信号等）对空间电磁信号的抗干扰能力很差，如果信号电缆屏蔽层两端同时接地，则两端的接地系统可能出现电位差异△E，该电位差将会在屏蔽层上产生地环电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合从而干扰信号回路，造成模拟量信号波动。在实际工作中，由于电缆破损或电缆头处理不佳，造成屏蔽层接壳现象时有发生，检修人员也较易忽视这种现象的存在。
案例二、#1机组发电机线圈温度异常波动，对接线端子进行检查，发现端子排氧化，对端子排进行更换后，信号稳定，但没经过几个小时#1机组发电机线圈温度再次波动，经检查热电阻接线三线中一颗线接地，将三线更为两线后，温度稳定。小修时候检查发现电缆中间有接头，接头接触不好。重新焊接后恢复三线正常。
案例分析：这是一起由于信号线接地引起的干扰。
案例三、2010年5月24日04：18分4：18：31发电机进风温度35.6℃，#3轴承X振：25.40nm，#3轴承Y振：17.34nm，#3轴承盖振：60.13nm，#4轴承X振：67.40 nm，#4轴承Y振：52.26 nm，#4轴承盖振：43.16nm，发电机汽端回油温度58℃。4：18：33 发电机进风温度35.6℃，#3轴承X振：27.84nm，#3轴承Y振：17.34nm，#3轴承盖振：10.59nm，#4轴承X振：58.24 nm，#4轴承Y振：52.26 nm，#4轴承盖振：13.52nm，发电机汽端回油温度58℃，振动显示恢复正常。仅检查发现安装时接线错误，将电缆屏蔽与探头接地线对接造成两点接地。将探头接地线浮空后正常。
案例分析：这是一起安装人员业务知识不够和安装图纸出错引起的，他使输入回路变得不对称。引起测量回路电磁干扰所产生的共模信号，因电路的不平衡，变成了差模信号，使系统难以克服，引起了干扰。
案例四、DCS系统#6、#11远程控制站模块离线，先对远程站接地进行检查，并重新紧固，未见效果；加长DCS系统#6、#11远程控制站扫描时间，未见效果；将DCS系统#6、#11远程控制站I/O模块备用通道全部短接后模块再没出现离线现象。
案例分析：提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声 的拾取，以及从不正常状态尽快恢复的方法。
提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：（1）布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。（2）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦 合噪声。（3）对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要短接。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下短接。（4）对单片机使用电源监控及看门狗电路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045等，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。（5）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。（6）IC器件尽量直接焊在电路板上，少用IC座。
案例五、1#机在运行中发现轴向位移漂移，将轴向位移保护退出，线路检查未见异常，测量前置器输出电压，漂移严重，怀疑探头和前置器故障或探头延伸电缆破损引起接地干扰。在停机检修时，检查了前置器、探头及延伸电缆均为正常，检查安装螺栓无松动现象，再进一步检查中发现，轴向位移安装支架过长，约有200mm长，长期工作造成其刚性不够，用手按支架的测量端，位移有20～30丝的变化。由于支架固定端和测量端距离较远，造成其刚性不足，机组运行中的正常振动，通过支架“L”臂的传导和放大，使其测量端的晃动加大，表现为轴向位移测量值的不规则晃动，引起轴向位移漂移。在支架“L”臂上焊接一根不锈钢斜撑，作为加强臂，斜撑的作用是加强支架的刚性。经过对轴向位移支架的改造使的刚性得到了很大的提高，消除了漂移现象。
案例分析：这是由于机械振动，安葬支架刚性不足引起的故障。在实际工作中测量控制系统发生干扰，不一定都是由于电气干扰所致，由相当部分是因为现场环境如机械振动、温度、潮湿、热辐射等因素引起的，所以在检修时要加以区别，认真对待。
四、干扰的抑制
1、保证电缆屏蔽可靠接地，热控的地要与电气的地有10米的距离，不能混为一起；
2、若为简单的信号屏蔽不好，可加装有源信号隔离器，效果明显；
3、对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要短接；
4、查看说明书核实设备接线，防止接线错误造成多点接地；
5、定期检查电缆，防止电缆接地、续接、断路、短路；
6、安装设备时不得改动设备结构，防止造成设备抗干扰能力下降；
7、敷设信号电缆时，不得与控制电缆同电缆桥架敷设。
五、结束语
电厂热控系统现场应用时的抗干扰问题，是复杂而细致的。虽然在设计安装时，通过屏蔽、接地、强弱电分离等等措施来提高热控系统的抗干扰性能，但抗干扰性检修还是一个十分复杂工作，涉及到具体的输入输出设备和工业现场的具体环境，要求我们要综合考虑各方面的因素，必须根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行全面的考虑，熟悉各干扰和抗干扰的理论，充分利用各种抗干扰措施来进行检修。才能真正提高电厂热控系统现场应用时的抗干扰能力，确保系统安全稳定运。
作者简介：
杨建平（1982-），男，山西朔州人，2003年毕业于太原理工大学煤气发电专业，初级工程师，主要从事电力设备检修。
摘要：在电厂热控控制中，模拟量信号经常存在较强的干扰，我们的目的就是通过分析，用不同的方案解决干扰，使信号正常稳定，正确率、可靠性高。
关键词：电厂；模拟量信号；抗干扰
在电厂热工专业中，由于变送器、执行机构往往与调节器、二次显示仪表距离较远，信号传输线路较长.线路中经常存在着较强的干扰信号，严重的甚至影响仪表的正常显示，调节机构的操作和热工保护系统的正常动作，危及安全运行。所以，解决热控仪表的抗干扰问题是非常重要的。
一、干扰的基本内涵
干扰是指窜入或叠加在系统电源、信号线上的与热工信号无关的电信号。对信号回路的干扰不外乎两种：辐射和传导。辐射，即通过感性耦合或容性耦合把电磁波直接辐射到信号回路中。传导，即通过电源线和地线把干扰信号传导到信号回路中。
二、干扰可分为以下几种
电磁干扰分为共模干扰和差模干扰：
共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成；
差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换成共模干扰所形成的电压，这种电压叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
表记内部干扰：主要是由于仪表设备本身的设计配置方式及元器件本身的质量不过关或老化，使仪表不能长期正常运行。这种干扰一般都为硬故障。
外部环境干扰：主要是指电磁干扰以外的，如机械振动、温度、潮湿、热辐射等因素引起的测量和控制上的扰动。
三、案例分析
案例一：#2机组#5瓦振动异常波动。2009年6月7日#2机组A修后启动，在发电机励磁升压至10KV左右出现#5瓦的X、Y振动大幅摆动，运行人员立即到现场手测振动值（盖振）在0.2丝左右，根据经验数值，盖振一般是轴振的1/4，因此判断轴振在0.8丝左右，DCS画面出现的#5瓦振动值摆动是由于电磁干扰所致，经过大修指挥部及热工、运行人员分析，将“轴振大跳机”保护解除后继续开机。用摇表检查电缆正常电缆接地正常，测量元件更换电科院刚标定的探头后振动为消除，进一步检查探头延长线时发现延长线中间接头原有的塑料外护套移位，没有对接头起到保护隔离作用，造成延长线接头与金属保护套管接触，造成两点接地。
案例分析：这是一起典型的屏蔽层双端接地引起的故障。模拟量信号（特别是低电平的模入信号如热电偶信号，热电阻信号等）对空间电磁信号的抗干扰能力很差，如果信号电缆屏蔽层两端同时接地，则两端的接地系统可能出现电位差异△E，该电位差将会在屏蔽层上产生地环电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合从而干扰信号回路，造成模拟量信号波动。在实际工作中，由于电缆破损或电缆头处理不佳，造成屏蔽层接壳现象时有发生，检修人员也较易忽视这种现象的存在。
案例二、#1机组发电机线圈温度异常波动，对接线端子进行检查，发现端子排氧化，对端子排进行更换后，信号稳定，但没经过几个小时#1机组发电机线圈温度再次波动，经检查热电阻接线三线中一颗线接地，将三线更为两线后，温度稳定。小修时候检查发现电缆中间有接头，接头接触不好。重新焊接后恢复三线正常。
案例分析：这是一起由于信号线接地引起的干扰。
案例三、2010年5月24日04：18分4：18：31发电机进风温度35.6℃，#3轴承X振：25.40nm，#3轴承Y振：17.34nm，#3轴承盖振：60.13nm，#4轴承X振：67.40 nm，#4轴承Y振：52.26 nm，#4轴承盖振：43.16nm，发电机汽端回油温度58℃。4：18：33 发电机进风温度35.6℃，#3轴承X振：27.84nm，#3轴承Y振：17.34nm，#3轴承盖振：10.59nm，#4轴承X振：58.24 nm，#4轴承Y振：52.26 nm，#4轴承盖振：13.52nm，发电机汽端回油温度58℃，振动显示恢复正常。仅检查发现安装时接线错误，将电缆屏蔽与探头接地线对接造成两点接地。将探头接地线浮空后正常。
案例分析：这是一起安装人员业务知识不够和安装图纸出错引起的，他使输入回路变得不对称。引起测量回路电磁干扰所产生的共模信号，因电路的不平衡，变成了差模信号，使系统难以克服，引起了干扰。
案例四、DCS系统#6、#11远程控制站模块离线，先对远程站接地进行检查，并重新紧固，未见效果；加长DCS系统#6、#11远程控制站扫描时间，未见效果；将DCS系统#6、#11远程控制站I/O模块备用通道全部短接后模块再没出现离线现象。
案例分析：提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声 的拾取，以及从不正常状态尽快恢复的方法。
提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：（1）布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。（2）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦 合噪声。（3）对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要短接。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下短接。（4）对单片机使用电源监控及看门狗电路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045等，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。（5）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。（6）IC器件尽量直接焊在电路板上，少用IC座。
案例五、1#机在运行中发现轴向位移漂移，将轴向位移保护退出，线路检查未见异常，测量前置器输出电压，漂移严重，怀疑探头和前置器故障或探头延伸电缆破损引起接地干扰。在停机检修时，检查了前置器、探头及延伸电缆均为正常，检查安装螺栓无松动现象，再进一步检查中发现，轴向位移安装支架过长，约有200mm长，长期工作造成其刚性不够，用手按支架的测量端，位移有20～30丝的变化。由于支架固定端和测量端距离较远，造成其刚性不足，机组运行中的正常振动，通过支架“L”臂的传导和放大，使其测量端的晃动加大，表现为轴向位移测量值的不规则晃动，引起轴向位移漂移。在支架“L”臂上焊接一根不锈钢斜撑，作为加强臂，斜撑的作用是加强支架的刚性。经过对轴向位移支架的改造使的刚性得到了很大的提高，消除了漂移现象。
案例分析：这是由于机械振动，安葬支架刚性不足引起的故障。在实际工作中测量控制系统发生干扰，不一定都是由于电气干扰所致，由相当部分是因为现场环境如机械振动、温度、潮湿、热辐射等因素引起的，所以在检修时要加以区别，认真对待。
四、干扰的抑制
1、保证电缆屏蔽可靠接地，热控的地要与电气的地有10米的距离，不能混为一起；
2、若为简单的信号屏蔽不好，可加装有源信号隔离器，效果明显；
3、对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要短接；
4、查看说明书核实设备接线，防止接线错误造成多点接地；
5、定期检查电缆，防止电缆接地、续接、断路、短路；
6、安装设备时不得改动设备结构，防止造成设备抗干扰能力下降；
7、敷设信号电缆时，不得与控制电缆同电缆桥架敷设。
五、结束语
电厂热控系统现场应用时的抗干扰问题，是复杂而细致的。虽然在设计安装时，通过屏蔽、接地、强弱电分离等等措施来提高热控系统的抗干扰性能，但抗干扰性检修还是一个十分复杂工作，涉及到具体的输入输出设备和工业现场的具体环境，要求我们要综合考虑各方面的因素，必须根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行全面的考虑，熟悉各干扰和抗干扰的理论，充分利用各种抗干扰措施来进行检修。才能真正提高电厂热控系统现场应用时的抗干扰能力，确保系统安全稳定运。
作者简介：
杨建平（1982-），男，山西朔州人，2003年毕业于太原理工大学煤气发电专业，初级工程师，主要从事电力设备检修。