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保证电厂安全运行的主要基础依据是电厂热工控制系统,由于现代科学技术的不断发展,热工控制系统的功能以及体制也随之发生改变。由于热工控制系统的复杂性,导致热工控制系统受到外界干扰的机率就会增大。全面研究了电厂热工控制系统抗干技术,从干扰信号的分类入手,将干扰信号进行合理的分类,便于对热工控制系统的隔离、屏蔽以及故障的排除等一系列的工作进行,将热工控制系统的抗干扰能力得以提高,确保检测的准确性、动作的精准性,将热工控制系统的功能和价值得以体现,使热工控制系统得以安全运行。
2干扰信号的分类
将干扰信号依据作用下可以分成差模与共模干扰两种。差模干扰也就是说在信号两端的作用下的干扰电压,引起的因素主要是由于电路的不平衡所至,以及在电磁场所发生的耦合感应而造成的电压所至,它相加于有效输入信号,直接影响了控制系统的精确测量以及精准度。共模干扰即是在系统的输入方与参考方同用的干扰电压。共模干扰是信号与地之间的电位差值,一般是通过电网的串入以及地电的差距和电磁辐射到信号线上所引起的电压相加在一起形成的。信号处理的部分别受到两种对地的电压,即是共模电压。
3干扰源
电厂热工控制系统运行的过程中,干扰信号主要是源于以下几方面:第一,绝缘所造成的漏电现象。长时间运行过程中,材料老化,绝缘效果降低,引起信号干扰;第二,共用阻抗。两个及以上线路合用一个阻抗或者一个电源时,就会引起回路的干扰;第三,静电耦合干扰,采用平行方法布置线路,这样系统容易受到外部的干扰;第四,电磁耦合的引起,在交变的信号源附近引起感应电势,进而引起一些没有用的信号干扰电路,这些感应电势即是电磁耦合;第五,计算机所引起的干扰,在整个系统中计算机是主要控制中心,计算机每个动作的实现都会引起电流以及电压的不稳,造成干扰;第六,现代通信设备所引起的干扰,手机信号通常都会引起一个电磁波,由于其来源与热工系统的不同,所以也会引起干扰信号的产生;第七,电感耦合和电容耦合,设备旁边的直流电以及直流与交流之间所产生的电容交变电流之间的电磁交联等都会引起电路中的电流发生变化,引起干扰信号;第八,电磁辐射,它存在于系统的每个空间中,不仅引起了信号的干扰还会影响测量干扰信号的准确性,比如说,进行测量时,测量一端接地,如果经过的电流过大就会引起系统的超负荷运行,进而引起电压,达成共模干扰,但是如果形成了电位差就会引起差模干扰;第九,受到自然因素的干扰,由于雷击或者其它因素所引起的电磁干扰,混入到控制系统中,影响系统的运行,破坏系统,引起信号的干扰。通过上文中的分析,得知每个干扰信号都一定会有一个干扰来源,一个传输通道,一个较为敏感的电路,三者并存。
4电厂热工控制系统抗干扰技术的运用
4.1屏蔽系统干扰技术屏蔽系统的干扰技术是对系统干扰信号利用屏蔽的方式进行处理,这样可以使电厂的热工控制系统避免由于干扰信号所产生的影响。它主要是把电厂的热工控制系统中的主要配件使用金属全部包起来,尤其是热工控制系统中的主要电路、各种接收信号的信号线、一些重要作用的元器件等其它的部位利用金属全部包围起来,将系统内形成一道完整的屏蔽体系,杜绝由于外部原因所引起热工控制系统的干扰影响。
4.2平衡抑制技术平衡抑制技术是抗干扰技术中最主要的一个部分,也是各类抗干扰技术中最为使用方便和灵活的抗干扰方法,它主要是将电路进行平衡,采用两条一样的传输信号代替干扰信号,以求达到抗干扰信号的目的。可以利用此种方法,平衡电路利用双绞线,一起对抗系统外部的电磁干扰,起到一定的抑制作用,从而达到维持热工控制系统功能稳定的目的。
4.3物理隔离技术在热工抗干扰技术中物理隔离技术是最为基础的一项技术,主要是隔离物理方向,阻止干扰信号,减少对热工控制系统的影响,提升稳定性;此外此种方法还可以提升电阻的绝缘效果。在实际系统的运行过程中,可以利用绝缘效果好的绝缘材料进行电阻绝缘,提升绝缘效果,在进行绝缘处理过程中,采用的绝缘方式很重要,一定要注意相关的技术要求,对于一些强电系统以及弱点信号应当避免利用相同的接地线,进而达到减少接地时的干扰。
4.4处理好热工控制系统的干扰故障杜绝由于接地原因所引起的热工控制系统的故障,主要是预防在接地时由于不均匀将电位分布好,所引起的电位差而形成的循环电流的产生,引起热工控制系统不能正常的工作运行。进行检测的工作人员可以采用检测仪器接地点出现浮空的现象,保障热工控制系统接地点的质量,将故障去除,使系统得以正常运行。当系统中的发电组出现跳闸现象,尤其是循环水泵发生故障时就会影响热工机组跳闸,因此在实际的工作当中对于循环水泵以及控制中心的接地系统都要加强检查,保证干扰信号的消除干净,使循环水泵得以正常、平稳运行。
5结语
1.1跳频抗干扰
跳频抗干扰技术,是主要应用于超短波通信装备的一种较成熟的抗干扰技术。该技术抗干扰能力很强,广泛应用于民用无线通信系统。无线电发信频率技术是跳频抗干扰的核心技术,它是能按照特定规律、速度来回进行跳变的频率。与传统的无线电发信频率技术相比,该技术可以使载波频率不断跳变而达到频谱扩展的目的,就一般情况而言,无线通信载波频率的跳速高低能够直接反应出该系统的性能好坏。具体来讲,载波频率跳速越高,该通信系统的抗干扰性能也就越好;相反,载波频率跳速越低,该通信系统的抗干扰性能则会越差。除此之外,增加跳频的带宽也能提高无线通信抗干扰性能,带宽增大,抗干扰性能变好,带宽减小,抗干扰性能则变差。
1.2扩频抗干扰
扩频抗干扰技术,它主要是通过有效调整信号功率,从而对合成噪声进行一种编码、解码操作,正是把无线通信设备释放、接收的信号像这样隐藏在波状形的噪声中,就能有效地避免来自外界的电磁干扰。当前,最典型的扩频抗干扰手段是直接序列扩频法,它通过扩展无线信号的频带,降低其功率谱密度也就是说降低单位频带内的功率,这样就能让无线通讯信号在噪声中淹没隐藏。无线通信信号通过利用直接序列扩频法来避免干扰,不仅有很好的隐蔽性,还能实现多径抗干扰的目标。CDMA技术是我国3G(第三代移动通信系统)的关键技术之一,它也是主要使用直接序列扩频法。但是,CDMA用户所使用的扩频码一般不可以做到严格正交即无法准确同步,所以,CDMA技术随机接入多个用户时,它所使用的直接序列扩频法会时常受到多址干扰的影响。因此,这一缺陷会导致CDMA技术的通信质量以及系统容量受到很大程度上的影响,即其抗干扰性能会有所不足。
1.3多入多出或智能传输抗干扰
当前,无线通信领域中,应用度比较高的抗干扰手段还有多入多出抗干扰技术。该技术经过多根发射天线发送信号,同时使用多根接收天线接收无线信号。采用这种信息传输技术时,待传输的信息根据数学表达模型分解成了若干信息通道中的分量形式,所以当其中的一个通道中的信号分量受到干扰因素的影响而有所损耗时,我么可以通过其他分量通道进行逆变换从而得到未损耗的信号,从这里我们可以看出这种技术的特性就是,相对于单一载波信号传输,分通道传输能够有效抵抗信息传输过程的干扰,提高系统安全性。同时,还有经常使用的空时编码技术也能够通过相应技术处理提高信息传输的抗干扰性能,使信息传输更加安全可靠。此外,多入多出技术相对于一般的信息传输技术能够显著的提高总的通信系统容量,有效改善传输系统的通信性能。
2未来无线通信发展抗干扰技术的趋势
2.1自适应抗干扰
现阶段,随着对无线电通信理论研究的不断深入、调制技术和编码技术在无线通信领域中的迅速发展、计算机技术和数字信号处理技术的大量实践应用,调频技术已经突破传统的技术模式,向着自适应的方向快速发展。在学科定义上,调频技术是指随着通信系统中通信环境的不断变化,信号传输能力随之进行自动跳频、主动逃避受干扰频点等来适应环境变化,提高信息传输能力。自适应抗干扰的技术分类有很多,比如:频率自适应、功率自适应、速率自适应等。但是无论技术方法怎么变化,我们的目的只有一个:通过不断的进行信号选频和信号换频来保证无线电通信系统的信号通道在通信条件不断变化的情况下仍然处于良好的性能状态。
2.2超窄带抗干扰
超窄带技术是相对于超宽带技术而言的,超宽带技术的理论和方法已经非常的成熟,这种技术通过将待传输信号的能量在比较大的传输宽带上进行分散操作,避免不利的通信条件对通信系统造成影响。相对而言,超窄带技术就是将传输信号限制在带宽比较窄的传输通道中进行信号能量的相对集中,对于频带之外的信号能量传输时将其忽略,同样这种技术也可以提高通信系统的稳定性。
2.3组合集成抗干扰
在对多种传统的通信技术及其抗干扰技术的应用研究的基础上,我们可以将这些技术进行合理的集成,从而扬长避短,发挥各项技术的优势,例如:如跳频/扩频混合技术及时基于这样的设计理念。但是理论上讲,混合技术的集成过程比单一技术的研究使用要困难的多,这种困难不仅体现在理论上也体现在实现上,但是这种技术集成模式能够有效的提高信号传输的稳定性和安全性。比如上面所讲的跳频/扩频混合技术,这种方式在集成时不是简单地将处理增益相叠加,而是采用混合技术得到相对于单一技术模式下更大的处理增益,它是通过将频带拓宽和增加跳频效果实现的。智能天线在无线电通信中的定向接收方面和抗干扰方面都有着很好的技术指标,所以在智能天线系统中加入方向跟踪技术、分通道接收技术等可以有效的阻止干扰信号在通信接收端的被动接收,从而将接收信号和接收的干扰信号的干扰比大幅度提高,除此之外还可以在信号的发射端使用多天线技术,也可以有效提高传输信号在无线空间中的稳定性能和抗干扰能力。
3结语
1)脉冲压缩。
采用脉冲压缩技术的就是通过发射信号在总功率不变的条件下兼顾高的距离分辨率将时域加宽降低其峰值功率。因加宽了其时域对于电子侦察系统就难以实现对捕获信号线性匹配和相位匹配,增加信号抗干扰能力和反侦察能力。
2)空间选择。
对于接收系统的抗干扰就是要尽量避免被敌方侦察到和干扰,以便能更好地发挥设备的性能。让敌方的干扰信号进入我方接收设备的机会减少,发射天线的波束控制就是实现一个空间滤波,就是只有当信号在滤波通道内才可接收,而以外就会被滤除掉。天线旁瓣抑制技术就是空间滤波的主要环节,因现代的干扰信号发射功率都比较大,甚至超过了有用信号的强度,主瓣抑制掉的信号多会从天线旁瓣进行接收。采用多天线接收,主辅相成,利用调节辅助天线的幅度、相位和增益等指标,从而对有源干扰进行归零,达到抗干扰目的。
3)调频技术。
频率捷变一般指辐射源发射的信号载频在可预见或随机的方式下进行频率跳变,使得信号难以干扰。发射信号、本振信号、相位信号同时进行变化且保持关系稳定的全相参辐射源是目前最有效的抗干扰技术。
2网络化管理
抗干扰技术有很多种,为实现对特定的信号最有效的抗干扰,从辐射源的发射到我方系统的接收都应有相应、有效的管理。数据链网络控制站就是一种网络控制的核心。
1)网络规划。
为实现给定参与单元预计完成的工作下,设计出数据链网络链接平台,使所有单元可通过其进行相互通信。该网络在满足系统电磁兼容条件下尽量完成传输量化和链接性要求。在约束条件多的情况下,进行网络的规划是网络管理的关键,所以设计网络拓扑使得其可靠性最大已是其发展的必然趋势。
2)网络工作状态。
对于多种性质的干扰一般都会有相应的抗干扰技术,所以如何有效的完成相应的对策确保网路调控的高效性和可靠性,必须监视网络运行情况,其有多种管理,功能管理:对敌方干扰信号进行属性分辨,调控有源系统进行抗干扰的调试控制。故障管理:对网络中出现的故障现象进行判断、定位、诊断等。性能管理:分析评价任务完成的效果,规划改善系统性能。
3)网络运行管理。
对抗干扰数据资源通过网络运行管理,可使其发挥最大的效率。不同的战场拥有不同的数据资源、不同的网络结构和特征。其网络运行管理也是根据不同的环境进行不同调控,对于敌方各种辐射源干扰,我方将通过网络系统程序调用相应的抗干扰方案进行应对。网络工作站带有多功能显示器负责监视各个网络终端的工作完成状况,管理和调控每个数字终端的工作。如发现检测出一些妨碍相关作战的问题,数据系统自动提醒操作者是什么问题和潜在问题,并自动记录用于以后排故或进行分析。
4)网络控制与设计。
网络管理的核心就是要保证各个设备都能有效的工作,如果一台设备无法识别终端命令,找不到地址,那么其相关的设备也会瘫痪,不能传送信息。设备与设备之间良好的传输,保证信息的完整、准确地交换战术数据是决定战争胜负的关键因素。因此网络控制终端站的系统控制单元必须是所有系统中最为先进的,与其他系统的通信状况也是最佳的。其在接收位置上也应能够直接接收刚入网的任何一个设备的属性信息。根据定义与环境的考虑,在满足各个设备电磁兼容的条件下,在设计网络时应进行系统的部署,好的网络控制是离不开健全的网络规划的,规划最先要根据我方的数据属性进行编制,不同的辐射源信号应给与相应的抗干扰方案,其次考虑客观环境的影响,如网络平台数量、任务管理、活动区域、入网设备、网密要求、网络容量分配等等,使得网络最终能够满足作战需求的传输容量和终端与终端的连通性。
3总结