仪表信号干扰和抗干扰措施

《仪表信号干扰和抗干扰措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、仪表信号干扰和抗干扰措施　　摘要：分析了发电厂仪表信号在采集、传输、接收过程中所受到干扰的种类及产生途径。并根据差模干扰、共模干扰产生的原理，从仪表系统设计、现场施工、设备制造要求等方面提出有效的抗干扰措施。Abstract：Thepaperanalyzestheinterference’sclassandpathduringinstrumentsignalacquisition，transmissionandreceptioninpowerplant.Accordingastheprincipleofdifferential-modeinte

2、rferenceandcommon-modeinterference，thearticlebringsforwardavailabilityanti-interferencemeasuresininstrumentdesign，constructionanddevicemanufacture.关键词：差模干扰；共模干扰；屏蔽；接地；隔离Keywords：differential-modeinterference；common-modeinterference；shield；earthing；isolation中图分类号：TM726文献标识码：A

3、文章编号：1006-4311（2013）35-0033-020引言8当前的发电厂中，以微处理器为基础的控制系统（DCS及PLC）得到了广泛应用，仪表信号通过传输电缆接入到控制系统中，由于发电厂是电磁环境非常复杂、恶劣的场所，在信号的传输过程中，不可避免得要受到噪声干扰。干扰会造成测量误差，严重的干扰还会造成保护误动，因此研究分析干扰产生的原因及采取针对性的抗干扰措施对发电厂安全运行至关重要，本文从发电厂仪表系统的设计、施工及设备制造等要求出发，分析在工程中采取何种抗干扰措施更有利于系统的安全稳定运行。1干扰的分类及产生按噪声干扰模式不同分类，分

4、为共模干扰和串模干扰。1.1串模干扰串模干扰是指作用于信号输入端两极的干扰电压（电流），主要由下列方式产生：1.1.1空间交变电磁场发电厂中有很多高压开关、变压器、大功率电动机（给水泵、三大风机、磨煤机等）电器设备产生的电火花激发的高频交变磁场，交变磁场通过磁耦合在信号电缆回路中产生感应电势（电流），这种感应感势（电流）串入有用测量信号中，形成干扰，如图1所示。感应电势可用下式表示Vn=？驻BSsin？兹/？驻t（1）式中Vn—感应电势的有效值；？驻B—磁感应强度的变化量；S—闭合回路的面积；？兹—磁通量与闭合回路面积的夹角。8从上式可以看出，

5、为降低感应电势？驻B、S均应必须减少，信号电缆应用于交变磁场较强的强用电设备，降低磁通面积的有效方法是采用对绞电缆。上式只是表示在交变磁场坏境下如何缩小干扰，要克服这种干扰最重要的方法是采用屏蔽电缆，从根本上减少交变磁场的影响。1.1.2与信号电缆平行敷设的动力电缆产生的干扰动力电缆在与信号电缆平行敷设的过程中，将在信号电缆的周围产生电感应磁场，由于信号电缆的两芯的空间位置的差异，该磁场可对信号电缆的两芯产生不同的对地电容，进而在信号回路中产生电位差Vn，如图2所示。要抑制这种干扰，关键是消除C1和C2的差异，即采用对绞电缆。另外扰最重要的方法

6、是采用屏蔽电缆，从根本上减少电感磁场的影响。1.1.3不平衡电路转换共模干扰所形成的干扰在不平衡电路中，施加在信号回路的共模干扰可转化为串模干扰叠加在信号输入的两端，直接影响信号的测量，要克服这种形式的干扰就要从根本上抑制系统中有可能产生的共模干扰，抗干扰措施在共模干扰部分介绍。1.2共模干扰8共模干扰是信号输入端对地的电位差，主要由电网系统干扰串入、地电位差及空间磁场在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成，电网系统引入的共模干扰主要是指通过供电线路的阻抗耦合产生的对电源的干扰，由于发电厂控制系统的供电电源采用UPS电源，从控制系统至仪表

7、的供电电源均通过开关电源送出，UPS电源及开关电源装置具有良好的隔离及抗干扰能力，能提供出良好品质的电源，故此种干扰在本文中不作为主要考虑的对象。1.2.1地电位差引入的共模干扰在大地中，各个不同点之间往往存在电位差，在发电厂仪表系统中，对于外供电的仪表，由于信号源侧与输入端侧的系统地的接地点不同，必然会存在系统地电位的差异Ec，这种地电位差会形成共模干扰施加在信号回路中，如图3所示。在不平衡电路中，该共模干扰电压Ec还会转化成串模干扰，直接影响测量结果，在平衡电路中，该共模干扰电压也会影响输入端卡件的正常工作，消除共模干扰的有效方法一是提高系

8、统共模抑制比，增加电隔离措施，另外一个方法是阻断共模干扰的形成回路，增加光隔离措施。1.2.2空间电磁场造成的共模干扰空间电磁场产生的条件及避免电磁场