黃業(yè)華，潘熙和，孟佐宏，李 華

（1.長(zhǎng)江科學(xué)院長(zhǎng)江控制設(shè)備研究所，湖北 武漢 430010；2.湖南省電力公司科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007；3.陜西電力科學(xué)研究院，陜西 西安 710054）

現(xiàn)代微機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置設(shè)計(jì)與功能完善探討

黃業(yè)華1，潘熙和1，孟佐宏2，李 華3

（1.長(zhǎng)江科學(xué)院長(zhǎng)江控制設(shè)備研究所，湖北 武漢 430010；2.湖南省電力公司科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007；3.陜西電力科學(xué)研究院，陜西 西安 710054）

分析了發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的現(xiàn)狀，針對(duì)傳統(tǒng)裝置存在的問題和缺陷，研制出一種多功能新型可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置；介紹了該裝置的軟硬件設(shè)計(jì)思想、功能參數(shù)與特點(diǎn)以及抗干擾和防誤措施。較常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置而言，該裝置原理簡(jiǎn)單、動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能完善、特色明顯。

發(fā)電機(jī)組；轉(zhuǎn)速信號(hào)；測(cè)頻；參數(shù)設(shè)置；高可靠性

1 引言

隨著水電站自動(dòng)化水平要求的日益提高，轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置已成為水電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵自動(dòng)化裝置之一，它直接參與機(jī)組工況轉(zhuǎn)換流程的控制和機(jī)組的過速保護(hù)。所以，針對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置設(shè)計(jì)和功能配置顯得非常重要，它決定著發(fā)電機(jī)能否安全運(yùn)行，并及時(shí)地對(duì)發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行狀態(tài)做出反應(yīng)，從而減少不必要的損失。因此，要求該裝置工作靈敏、可靠、準(zhǔn)確，在機(jī)組調(diào)速器調(diào)節(jié)失靈時(shí)能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的末級(jí)過速保護(hù)，啟動(dòng)緊急關(guān)閉球閥或事故快速閘門，實(shí)現(xiàn)停機(jī)，以確保主機(jī)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行；在機(jī)組正常運(yùn)行狀況下，裝置不應(yīng)誤發(fā)動(dòng)作指令，不致使自動(dòng)化系統(tǒng)誤動(dòng)作。

多功能可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置就是根據(jù)水電機(jī)組綜合自動(dòng)化的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)與研制的高性能、高可靠性產(chǎn)品，是現(xiàn)代微機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置設(shè)計(jì)與功能完善的范例。它采用現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)，配以先進(jìn)可靠的電氣轉(zhuǎn)速傳感器和機(jī)械轉(zhuǎn)速傳感器，同時(shí)測(cè)量發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓頻率和機(jī)械轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，準(zhǔn)確反應(yīng)水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速變化。根據(jù)機(jī)組不同的轉(zhuǎn)速值發(fā)出不同的命令和信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制與保護(hù)。該裝置具有良好的抗干擾措施，具有原理簡(jiǎn)單、可靠性高、動(dòng)作準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快、功能完善和性價(jià)比優(yōu)越等特點(diǎn)。

2 問題的提出

發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置雖然是一個(gè)較小的設(shè)備，但卻是一個(gè)非常關(guān)鍵的設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著發(fā)電機(jī)組順序控制和過速保護(hù)的雙重任務(wù)。所以，用于發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置必須滿足下列要求∶①在各種工況下，必須能夠采集到可靠的轉(zhuǎn)速信號(hào)；②必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力；③必須具備很高的可靠性和穩(wěn)定性。目前盡管有不少生產(chǎn)廠家在研究開發(fā)此類設(shè)備，但所生產(chǎn)的設(shè)備在可靠性和穩(wěn)定性方面還存在一定問題，尤其是對(duì)機(jī)組在低轉(zhuǎn)速情況下的測(cè)量，還未能得到合理的解決。轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的過速保護(hù)出口直接作用于事故停機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果該出口發(fā)生誤動(dòng)，則直接造成機(jī)組緊急停機(jī)；如果該出口拒動(dòng)，則機(jī)組過速保護(hù)失效，有可能會(huì)造成飛車的特大事故。因此，該裝置雖然原理簡(jiǎn)單，但對(duì)其可靠性要求非常高。

目前，使用最多的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置主要有兩種∶一種由集成電路組成（集成電路型），另一種由單片機(jī)組成（單片微機(jī)型）。由于單片機(jī)工作電壓為5V，其抗干擾能力差，由單片機(jī)構(gòu)成的設(shè)備用于發(fā)電廠時(shí)，發(fā)生故障的次數(shù)比較多。單片微機(jī)型轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的硬件一般為自行設(shè)計(jì)制造，且各廠家均為小批量生產(chǎn)，故元件檢測(cè)、篩選、老化處理、焊接及生產(chǎn)工藝等都受到限制，造成可靠性較低，運(yùn)行中可能出現(xiàn)單片機(jī)死機(jī)，從而使轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的可靠性大大降低，難以滿足大型水電機(jī)組運(yùn)行保護(hù)的要求。集成電路型轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置有它自身無法克服的缺點(diǎn)∶間隔周期計(jì)數(shù)致使信號(hào)反映時(shí)間延長(zhǎng)，測(cè)量精度不高，準(zhǔn)確度降低；采用集成D/A轉(zhuǎn)換器，導(dǎo)致輸出隔離電路復(fù)雜化；整定困難(設(shè)定值的準(zhǔn)確整定只有在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行)，且動(dòng)作值范圍小(一般為35%～140%)；易漂移，動(dòng)作不夠準(zhǔn)確，可靠性低；功能單一，且無法完成與上位機(jī)的智能通訊任務(wù)。集成電路型轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置雖然抗干擾能力較強(qiáng)，但分立元件較多，影響裝置整體的可靠性。

近期也有很多PLC或PCC的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置投入商業(yè)運(yùn)行，據(jù)了解，它們可能在測(cè)頻環(huán)節(jié)的可靠性方面處理得比較好，但在測(cè)頻的精度和實(shí)時(shí)性關(guān)系、信號(hào)源、工作電源和測(cè)速方式的冗余、功能的完善等問題上處理得不夠全面。

總結(jié)目前最終用戶（如電廠）和試驗(yàn)研究單位（如電科院）等的反應(yīng)，目前轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置存在的主要問題有∶

（1）誤發(fā)信號(hào)問題

有的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置重新上電后，初始化處理不好，繼電器出現(xiàn)誤動(dòng)；在系統(tǒng)報(bào)警后，運(yùn)行人員操作復(fù)歸信號(hào)，也會(huì)引起繼電器輸出誤動(dòng)；信號(hào)跳變防干擾措施差，正常運(yùn)行中出現(xiàn)誤動(dòng)，引起機(jī)組停機(jī)。

（2）實(shí)時(shí)性問題

對(duì)于轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置測(cè)頻問題，如果實(shí)時(shí)性很好，會(huì)出現(xiàn)因偶爾頻率干擾造成誤動(dòng)的現(xiàn)象；如果濾波過多，會(huì)出現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作的現(xiàn)象。這是一個(gè)反映實(shí)時(shí)性可控的問題。如某裝置在現(xiàn)場(chǎng)校核時(shí)，出現(xiàn)2～4s的延時(shí)，這是不恰當(dāng)?shù)模l率測(cè)量濾波一般不能超過100ms時(shí)間。

（3）多通道備用問題

由于轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置為不經(jīng)常維修產(chǎn)品，該設(shè)備故障時(shí)，電廠基本上不能處理，由于沒有冗余通道備用，導(dǎo)致該保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)該產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該考慮多通道冗余設(shè)計(jì)。

（4）對(duì)于115%轉(zhuǎn)速輸出問題

對(duì)于115%轉(zhuǎn)速信號(hào)，涉及到水輪機(jī)的一級(jí)過速保護(hù)，非常重要。由于某些機(jī)組（如貫流機(jī)組）的特殊性，在甩負(fù)荷過程中，機(jī)組在115%轉(zhuǎn)速下降沿時(shí)，正常調(diào)節(jié)會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)葉打開或主配壓閥回中現(xiàn)象，如果不做相應(yīng)處理，會(huì)出現(xiàn)該接點(diǎn)保護(hù)錯(cuò)誤的問題。

（5）目前市場(chǎng)上多數(shù)轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的輸出接點(diǎn)容量和數(shù)量有限，需要外部擴(kuò)展中間繼電器；所裝設(shè)的轉(zhuǎn)速（頻率）顯示尺寸也較小，不便于觀察。

（6）一般的轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置不具備機(jī)組的蠕動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警輸出功能。

（7）現(xiàn)場(chǎng)各種原因造成轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置動(dòng)作錯(cuò)亂，由于現(xiàn)場(chǎng)沒有校驗(yàn)裝置，不能及時(shí)進(jìn)行修正，影響了轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的正常運(yùn)行。

基于以上多方面的問題，結(jié)合筆者多年從事電站自動(dòng)化工作的經(jīng)驗(yàn)，以及在頻率測(cè)量精度與實(shí)時(shí)性、可靠性與抗干擾設(shè)計(jì)等方面研究的切身體會(huì)，在長(zhǎng)控所原PLC轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的基礎(chǔ)上，采納多家電力試驗(yàn)單位的良好建議，我們開發(fā)了多功能可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置。

3 硬件設(shè)計(jì)

本裝置在總體設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)上均充分考慮了可靠性的要求，并在輸出接點(diǎn)數(shù)、模擬量輸出、通信等方面進(jìn)行了詳盡考慮。由于該裝置對(duì)可靠性要求極高，因而硬件電路的抗干擾措施尤為重要，必須精心設(shè)計(jì)。

（1）可靠性極高的硬件設(shè)計(jì)

本裝置工作電源由DC 220V和AC 220V同時(shí)提供，轉(zhuǎn)速信號(hào)由機(jī)組電壓互感器和齒盤傳感器兩類信號(hào)同時(shí)輸入，采用進(jìn)口高性能可編程控制器、觸摸顯示屏、工業(yè)大功率開關(guān)電源、高可靠性轉(zhuǎn)速傳感器和高可靠性驅(qū)動(dòng)器件五部分組成，器件少、質(zhì)量好，設(shè)備整體硬件可靠性很高。

（2）抗干擾能力強(qiáng)的硬件設(shè)計(jì)

本裝置在原理設(shè)計(jì)、元器件選用、結(jié)構(gòu)等方面充分考慮了抗干擾問題，轉(zhuǎn)速控制出口及供儀表和其余裝置的輸出信號(hào)與邏輯回路完全隔離，即使外部發(fā)生故障，邏輯回路仍能正確運(yùn)行，轉(zhuǎn)速控制出口不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。

（3）多功能可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置系統(tǒng)方框圖

圖1 多功能可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置系統(tǒng)方框圖

（4）機(jī)組PT測(cè)頻信號(hào)調(diào)理回路設(shè)計(jì)

信號(hào)調(diào)理的準(zhǔn)確與否直接決定了整個(gè)裝置的工作性能，鑒于水電廠的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況，在設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路時(shí)應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面的因素∶

1）濾除現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)，提高信號(hào)的信噪比。

當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，殘壓很小，要準(zhǔn)確地反映轉(zhuǎn)速，測(cè)量裝置必需有很高的靈敏度，但是，這樣的輸入回路又容易受干擾。為解決這一矛盾，我們?cè)跍y(cè)量回路中加入1∶1的隔離變壓器。

2）合理設(shè)計(jì)濾波和整形電路，并進(jìn)行光電隔離，減少有用信號(hào)的衰減和波形的畸變。

圖2 機(jī)組PT測(cè)頻信號(hào)調(diào)理回路

該裝置機(jī)組PT測(cè)頻信號(hào)調(diào)理回路設(shè)計(jì)了兩路通道，來自機(jī)組電壓互感器的信號(hào)是正弦波，首先經(jīng)過信號(hào)隔離變壓器，然后進(jìn)行濾波處理，濾波處理在電路中作用十分重要，濾波效果直接影響到所測(cè)機(jī)組頻率的準(zhǔn)確性。經(jīng)過濾波的信號(hào)再通過整形電路和光電隔離電路處理后送往PLC的中斷I/O口進(jìn)行分析計(jì)算。

（5）該裝置齒盤測(cè)速也設(shè)計(jì)了兩路通道，采用齒盤測(cè)速時(shí)，感應(yīng)信號(hào)常為方波，幅值為一恒定值（一般取24V）。測(cè)速裝置是以齒盤探頭感應(yīng)到的頻率來測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的，所以低轉(zhuǎn)速可以準(zhǔn)確地測(cè)量，即使是機(jī)組的蠕動(dòng)也能捕捉到。

（6）該裝置可采集開機(jī)、停機(jī)和油開關(guān)三個(gè)開關(guān)量狀態(tài)，協(xié)助裝置根據(jù)機(jī)組工況，判斷轉(zhuǎn)速測(cè)量的正確性與出口繼電器動(dòng)作的正確性等。

（7）PLC選擇

目前市場(chǎng)上具有本體測(cè)頻的PLC很多，我們選擇臺(tái)灣豐煒VB系列PLC模塊VB1-24MT-D（帶VB-2DA時(shí)能提供兩路頻率4～20mA電流信號(hào)輸出）作為控制器，主要是基于兩方面的考慮∶一是它具有四路自動(dòng)加載脈沖周期的測(cè)量功能（PLC自帶可用于測(cè)頻的內(nèi)部時(shí)鐘達(dá)到2M），測(cè)量通道豐富且測(cè)量精度高；二是品牌過硬、性價(jià)比高。

（8）人機(jī)界面

根據(jù)實(shí)際情況，該裝置選用4.3寸觸摸顯示屏，便于修改參數(shù)及進(jìn)行相應(yīng)的畫面顯示。能夠在畫面上設(shè)定四個(gè)測(cè)頻通道的投入及主用和備用關(guān)系；轉(zhuǎn)速、頻率及轉(zhuǎn)速百分比可以自由切換及顯示；自動(dòng)記錄每個(gè)繼電器輸出點(diǎn)及相應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間，自動(dòng)記錄頻率每次上升的最大值及動(dòng)作的時(shí)間，所有記錄值向前遞推并能夠自動(dòng)保留100條。

（9）大功率開關(guān)電源

本裝置采用臺(tái)灣明緯功率大而體積小的交、直流開關(guān)電源，可直接由電廠直流220V電源和交流220V電源同時(shí)供電。

4 軟件設(shè)計(jì)

（1）非常好地解決了PLC本體測(cè)頻的瓶頸

我們采用PLC自帶的內(nèi)部時(shí)鐘，利用其高速的智能處理功能，即自動(dòng)加載脈沖周期的測(cè)量功能（采用PLC內(nèi)部2M時(shí)鐘進(jìn)行脈沖寬度測(cè)量），測(cè)頻精度達(dá)到0.00125Hz。這樣，機(jī)組PT測(cè)量前置回路處理簡(jiǎn)單，僅需要將機(jī)組PT測(cè)量信號(hào)經(jīng)隔離、濾波、放大、整形后的方波中斷信號(hào)送至PLC高速輸入口，稍作軟件上的通道設(shè)置，通過調(diào)用測(cè)頻功能塊和運(yùn)行測(cè)頻程序，就可以獲得不同通道頻率的數(shù)值。同樣，對(duì)于測(cè)頻探頭信號(hào)，由于其本身就為24V的方波信號(hào)，無需進(jìn)行隔離或放大，直接將其送入PLC高速輸入口即可。

該P(yáng)LC自帶四路高速輸入口，剛好滿足我們轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置四路測(cè)頻的要求。

（2）在程序設(shè)計(jì)中針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾的因素做了一些處理。

比如，機(jī)組的頻率是慣性變化的，不可能產(chǎn)生大的突變，因此在程序計(jì)算過程中如果計(jì)算值產(chǎn)生了突變，就認(rèn)為這個(gè)值是個(gè)干擾值，將它舍去，同時(shí)將上一時(shí)刻的頻率值作為這一次的計(jì)算值輸出。

（3）優(yōu)化軟件功能處理測(cè)頻值

對(duì)于同一測(cè)頻中斷信號(hào)，采用測(cè)脈沖周期（測(cè)頻精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)）和測(cè)脈沖個(gè)數(shù)（不易突跳）兩種方式同時(shí)測(cè)頻，兩種測(cè)頻模式互相比較，互為冗余。

由于裝置同時(shí)提供四路測(cè)頻通道（兩路機(jī)組PT，兩路齒盤），測(cè)頻通道的有效輸出可以由顯示屏自由選取，每路測(cè)頻通道互為比較和冗余。由于齒盤測(cè)頻可采用雙探頭方法測(cè)量，確保了齒盤測(cè)頻值的穩(wěn)定性和可靠性。

（4）保護(hù)出口原理

如果裝置選擇測(cè)速方式為電氣測(cè)速，則實(shí)際轉(zhuǎn)速的百分比用PT采集的轉(zhuǎn)速百分比參與出口判斷；如果裝置測(cè)速方式為機(jī)械測(cè)速，則實(shí)際轉(zhuǎn)速的百分比用齒盤測(cè)速的轉(zhuǎn)速百分比參與出口判斷；如果測(cè)速方式選擇兩者結(jié)合，則在電氣測(cè)速和機(jī)械測(cè)速的差小于0.5Hz時(shí)，選擇電氣測(cè)速百分比參與出口判斷，如果兩者的差較大則閉鎖出口直至二者差小于0.5Hz時(shí)解除閉鎖。如果雙回路時(shí)有某一回路斷線或者沒有接入，則裝置自動(dòng)選擇另一個(gè)回路進(jìn)行出口判斷。

（5）115%轉(zhuǎn)速輸出處理

由于某些機(jī)組特殊性，機(jī)組甩負(fù)荷至115%轉(zhuǎn)速時(shí)，正常調(diào)節(jié)會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)葉打開或主配壓閥回中的現(xiàn)象，因此，我們?cè)诖颂幙紤]加入頻率的微分處理，以判斷機(jī)組動(dòng)作的方向，當(dāng)轉(zhuǎn)速在下降時(shí)閉鎖115%轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出（此功能在人機(jī)界面可以人為投入或退出，以適應(yīng)某些特殊機(jī)組）。

（6）低轉(zhuǎn)速及蠕動(dòng)測(cè)量功能處理

當(dāng)PLC測(cè)得的機(jī)組齒盤頻率信號(hào)范圍在5.0～0.02Hz時(shí)，根據(jù)該頻率信號(hào)的微分特征及低轉(zhuǎn)速持續(xù)的時(shí)間（該時(shí)間根據(jù)機(jī)組特征可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置），發(fā)低轉(zhuǎn)速報(bào)警信號(hào)。當(dāng)進(jìn)行蠕動(dòng)檢測(cè)時(shí)，在機(jī)組停機(jī)完成后，根據(jù)機(jī)組爬行1.5°～2°即為蠕動(dòng)的理論，只要齒盤齒數(shù)達(dá)到90個(gè)齒（對(duì)應(yīng)360°/（90×2）=2°）以上，就能滿足國(guó)標(biāo)對(duì)蠕動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求。從實(shí)際使用來說，現(xiàn)場(chǎng)很難滿足齒數(shù)足夠多的要求，所以，我們往往通過在機(jī)組大軸上刷均勻黑白的色帶，通過測(cè)量感應(yīng)色帶的脈沖來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)測(cè)量到一個(gè)脈沖的上升沿和一個(gè)脈沖的下降沿時(shí)，可以認(rèn)為機(jī)組出現(xiàn)蠕動(dòng)，并發(fā)報(bào)警信號(hào)。

5 抗干擾和防誤措施

電站的工作環(huán)境一般比較惡劣，現(xiàn)場(chǎng)干擾因素很多，如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，大型設(shè)備的強(qiáng)電磁干擾，溫度、濕度的變化等都有可能造成對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的影響，為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連續(xù)可靠地工作，在進(jìn)行裝置設(shè)計(jì)時(shí)采取了一些抗干擾措施∶

（1）電源凈化

由于電源干擾可能造成復(fù)位不正確，進(jìn)而造成程序失控；同時(shí)，電源的干擾還可能通過其他途徑對(duì)微處理機(jī)的工作造成影響，故電源凈化是抗干擾的一個(gè)重要措施。本裝置采用對(duì)電源進(jìn)行濾波等凈化方法。

（2）上電復(fù)位電路設(shè)計(jì)

由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表大都要求上電后自動(dòng)進(jìn)入工作態(tài)，因此本裝置也采用了上電自動(dòng)復(fù)位電路（PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)）。

（3）光電隔離

轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的輸入通道、輸出通道以及通訊通道與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間均進(jìn)行了光電隔離（PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)），它可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外界完全沒有電的聯(lián)系，從而大大提高了裝置的抗干擾性能。

由于該裝置一般安裝在發(fā)電機(jī)旁的自動(dòng)控制屏或調(diào)速器柜中，周圍干擾源相當(dāng)多，因此，除采用一般的接地和屏蔽等抗干擾技術(shù)外，還采取了以下獨(dú)到的軟件防誤措施∶

（1）數(shù)據(jù)分析

對(duì)數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行分析，決定取舍。由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能突變，因此如果兩次(即幾毫秒內(nèi))采樣值之差大于5%，則將其視為非法數(shù)據(jù)。如果采樣值大于過速保護(hù)整定值，則先判斷該數(shù)據(jù)是否小于200%，結(jié)果為非，則為干擾所致，數(shù)據(jù)無效；結(jié)果為是，則連續(xù)采樣5次，若5次均大于動(dòng)作值，則數(shù)據(jù)有效，否則無效。實(shí)踐表明，采用這種措施可以使裝置動(dòng)作的正確率達(dá)到100%。

（2）控制信號(hào)循環(huán)輸出

無論輸入值是否變化，程序每循環(huán)一次，均對(duì)8路輸出置位，這樣，一旦鎖存器或寄存器受干擾而改變控制對(duì)象的狀態(tài)時(shí)，程序可以立即糾正。由于繼電器節(jié)點(diǎn)閉合時(shí)間一般大于10ms，因此，該方法可以大大降低誤動(dòng)的可能性。

當(dāng)然，作為要求非常高的工業(yè)產(chǎn)品，裝置的元器件選用軍品或工業(yè)品，而且是經(jīng)過嚴(yán)格的老化篩選后才使用，這也是保證可靠性和抗干擾能力的一項(xiàng)有力措施。

6 結(jié)語

新型可編程轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置采用兩路機(jī)組PT信號(hào)和兩路齒盤脈沖信號(hào)兩類四路輸入作為測(cè)速信號(hào)源。通過PLC內(nèi)部時(shí)鐘和內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器直接測(cè)量脈沖寬度計(jì)算頻率，硬件簡(jiǎn)單、可靠性高。任何一路頻率（轉(zhuǎn)速）信號(hào)故障均不會(huì)影響裝置的正確動(dòng)作。該裝置除具備常規(guī)功能外，還能進(jìn)行機(jī)組的蠕動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警輸出，配合頻率發(fā)送儀模塊，還可進(jìn)行功能和結(jié)果校驗(yàn)。

該裝置歷經(jīng)數(shù)次干擾沖擊、工況變化實(shí)驗(yàn)，均能滿足機(jī)組的測(cè)速要求。全數(shù)字化的設(shè)計(jì)，基本不需要校驗(yàn)和整定，給使用和維護(hù)人員帶來極大的方便，自動(dòng)記憶記錄轉(zhuǎn)速最大值，還為機(jī)組的過速試驗(yàn)和事故分析提供了依據(jù)。此外，它還可以作為機(jī)旁的周波表使用。由于該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，動(dòng)作準(zhǔn)確，因而可以有效地提高發(fā)電機(jī)組自身的運(yùn)行安全，隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增大及電廠無人值班化的需要，其作用將更為顯著。

該裝置軟件上利用成熟的保護(hù)算法并結(jié)合應(yīng)用了現(xiàn)代日趨成熟的先進(jìn)微機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中被越來越多用戶青睞，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

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TP277

B

1672-5387（2014）02-0013-05

2013-10-21

黃業(yè)華（1976-），男，高級(jí)工程師，從事電站控制設(shè)備的研究。