鄭威

【摘要】自動化系統(tǒng)常使用輔助觸點指示遙信點狀態(tài)從而判定設備的運行狀態(tài)，為保證其及時可靠的反映開關的實際運行狀態(tài)和可靠性，許多人試圖采用“雙點遙信”增加開關量來反映，然而其作用恰好減小了狀態(tài)點的準確度。本文提出了采用“三選二”冗余測量點提高自動化系統(tǒng)開關量和模擬量的容錯能力，從而真實準確反映測量值。

關鍵字：容錯能力、遙信、三選二、冗余。

0引言

開關狀態(tài)是反映配電網(wǎng)運行方式的重要信息，必須保證其及時可靠地反映開關量的實際狀態(tài)。自動系統(tǒng)中多用干簧片、輔助觸點等遙信點反映設備的運行狀態(tài)，部分遙信點可能參與設備互鎖和聯(lián)鎖運行。在實際運行中，戶外遙信點難免出現(xiàn)氧化、干擾、機械失靈等現(xiàn)象，易造成數(shù)據(jù)失真，不能可靠準確地反映開關的實際運行狀態(tài)。為了提高開關狀態(tài)信息的可靠性，許多人主張采用“雙點遙信”代替?zhèn)鹘y(tǒng)一套輔助觸點反映開關狀態(tài)的解決方案，但這種方法卻適得其反，反而增加了開關狀態(tài)的不確定性。

1“雙點遙信”原則

假設單點輔助觸點能正確反映開關狀態(tài)的概率P1=90%，那么只有雙點輔助觸點同時正確才能準確反映開關的狀態(tài)，因此其概率P2=P1×P1=81%。試想，如果兩套輔助接點反映的狀態(tài)點不相同，其中一套輔助觸點反映開關處于合閘狀態(tài)，另一套輔助觸點則反映分閘狀態(tài)，那么究竟應該以那一套為主呢？可見“雙點遙信”比單點輔助觸點正確反映開關狀態(tài)的概率低。

2 “三選二”原則

使用3個輔助觸點分別反映開關的狀態(tài)并采用“三選二”的策略，即當3個輔助觸點中其中由2個或2個以上狀態(tài)相同時，則將此狀態(tài)作為開關的遙信狀態(tài)。

采集A、B、C 3個輔助觸點并采用“三取二”策略，各種情況概念如表2-1所示，其中“0”表示出錯，“1”表示正確。

可見，采取采集A、B、C 3個輔助觸點并采用“三取二”策略，能正確反映開關狀態(tài)的概率為P=100%-0.1%-0.9%-0.9%-0.9%=97.20%。

3 “三選二”原則在開關量的研究

大中型變壓器在頂蓋裝設壓力開關，當變壓器箱體壓力達到設定值時，可以發(fā)出跳閘或者報警信號，其屬于變壓器的重點檢測開關量。現(xiàn)以變壓器壓力開關量為例，壓力開關由壓力傳感器和變送電路組成，經(jīng)控制系統(tǒng)判斷處理實現(xiàn)對介質(zhì)壓力控制信號的數(shù)字量輸出，即無源接點的分位和合位。

設在變壓器壓力檢測點分別設置3個壓力開關C1、C2、C3（也可集成在一個壓力開關，分別有3個常開觸點和3個常閉觸點），其3個壓力開關的數(shù)字量輸出采用“三選二”原則作為此處壓力開關量或保護的的判定條件，其接線圖如圖3-1所示。

根據(jù)圖3-1所示，當C1、C2合位，C3開位，則支路1通;當C2、C3合位，C1開位，則支路2通;當C1、C3合位，C2開位，則支路3通;當C1、C2、C3合位，，則支路1、2、3通;均能正確反映開關實際狀態(tài)，容錯能力也得到了很大的提高。

4 “三選二”原則在模擬量數(shù)據(jù)采集的研究

現(xiàn)以變壓器溫度模擬量為例，PT100鉑熱電阻經(jīng)溫度變送器和數(shù)顯表指示模擬量的輸出，變壓器上層油溫設置3支PT100鉑熱電阻，設模擬量顯示分別為t1、t2、t3，偏差率為k，則變壓器實際油溫t按照“三選二”原則算法如下圖所示：

根據(jù)圖4-1所示，變壓器上層油溫通過熱電阻、溫度變送器和數(shù)顯表讀取t1、t2、t3，按照冒泡算法依次從大到小排序即：t1’、t2’、t3’，選擇最大值t1’作為參考值，分別計算t2’、t3的偏差率k2、k3。若k2<k且k3<k，則t=（t1’+t2’+t3’）/3;若k2>k且k3>k，則t=（t2’+t3’）/2;若k2<k且k3>k，則t=（t2’+t1’）/2;若k2>k且k3<k，則t=（t1’+t3’）/2?？梢?，通過“三選二”原則，采集的模擬量數(shù)據(jù)更佳準確且逼近準確值。

五、結論

采用“三選二”原則大大提高了遙信點可靠地反映開關的實際狀態(tài)，在遙測點準確的測量上也具有一定的指導意義?！叭x二”原則雖然提高了系統(tǒng)的容錯能力，但是投資成本增加較大，組態(tài)方式和邏輯算法也隨之復雜，因此在重要參數(shù)進行多重化采集和存儲上，具有一定的參考價值。

參考文獻：

【1】劉健等著.《簡單配電網(wǎng)》.中國電力出版社.2017.8 p37-38.

【2】周榮.《容錯技術研究》. 商情.2008.5 p21-p22.

【3】李宗勇、程向東.《淺談高可靠性容錯安全控制系統(tǒng)設計》.石油化工自動化.2002.5 p20-p21.