通过功率控制系统改造提高设备可靠性

张辉

摘要：大唐向阳风电场功率控制系统改造使用的是北京四方公司生产的CSPA-2000-POCS功率优化控制系统。提高微机自动装置可靠性是一个重要课题。论文将着重讨论在装置内置有原件损坏时如何及时发现并采取相应的对策的问题。

关键词：可靠性;功率控制;对策

一、改造所使用的功率控制装置特点

本次改造所用的功率优化控制装置采用通用的网络化硬件平台，运行稳定、可靠。软件基于IEC61131-3标准，组态灵活方便，可快捷实现系统组态和扩建;采用高性能工业微处理器和嵌入式操作系统，低功耗设计，安全性和可靠性高。通过本次改造，提高了功率控制可靠性，下面对微机自动装置的故障自动检测功能进行论述，了解怎样提高安全运行可靠性。

二、故障自动检测综述

提高微机自动装置可靠性的一个重要课题，就是在装置内置有元件拥坏时如何及时发现井采取相应的对策，对于微机装置来说，任何元各件拥坏可能导致的误动和拒动都是不能接受的。所以在设计上要求元器件损坏时装置不能误动，并且应能立即发现和报警，以便迅速采取措施予以修复。目前微机自动装置常用的检测方法按检测时机可分为即时检测和周期检测，按检测对象可分为元器件检测和成组功能检测。即时检测指连续监视或检测时间间隔不大于装置的功能周期（或采样周期）的监视，它要求有一定的辅助硬件或者CPU的处理量不大，如CPU和模入通道的检测，周期检测指利用保护功能执行的两个相邻采样间隔内的富裕时间来循环地执行一个自检程序，实现在CPU处理量较大情况下的检测，如RAM、EPROM等的检测，元器件检测是对某个元器件的故障进行发现和定位，成组功能检测则通过对模拟系统故障的模拟程序和数据的处理来判断硬件是否存在缺陷。下面简要介绍常用的检测方法。

三、故障自动检测方法

1 CPU的檢测

当CPU本身损坏而停止工作时，必须由专门的硬件完成检测。常用的方法是利用定时电路。该定时电路不能被CPU禁止，但可以由CPU复位。其原理是，当CPU正常时，由软件按一定周期（此周期应小于定时器的整定时间）使定时器复位（清0）。当CPU出现故障无法使定时器复位时，定时器就可以达到定时整定值而发出报警信号。但要注意，为了在程序运行出轨时不误报警，该定时器的整定值应大于出轨定时器的整定值。

2 数据采集系统的检测

数据采集系统检测的对象主要是采样保持器、多路开关和模数转换器。采样数据的干扰辨识方法，可以利用各模拟量通道之间或单个模拟量自身的某些规律来实现自动检测，如果某一通道损坏，将破坏这种规律而被检测到。

对A/D转换器来说，只要连续若干次发现电压或者电流不满足式，就可怀疑是A/D转换器故障。若电压和电流均不满足，便可认定A/D转换器故障，若仅有电压或电流不满足，则故障可能出在隔离变压（流）器、前置模拟低通滤波器、采样保持器或多路转换开关。如果三相电流（或电压）与零序电流（或电压）不是取自同一组变流器（或变压器），这种方法还可用来检测变流器（或变压器）故障。

除此之外，还可专设一路采样通道用作自检。常用的方法是将装置的+5V稳压电源接至这一路采样通道，经过多路开关和模数转换后输人微机系统。CPU可以通过对这一通道的数值的监视来检测多路开关、模数转换等工作是否正常，同时又可以实现对稳压电源的监视（越限报警）。

3 出口通道的检测

为了提高出口回路的防误动能力，一般采用图1所示的方式进行出口通道的检测，其原理是利用两个通道的不对应关系，用异或理辑结构来实现单一通道损坏检测。由并行口发出的指令加到两个出口译码器上。若指令满足事先规定的密码，两个译码器均有输出，分别作用于两个出口驱动电路，再通过与门发出跳闸命令，无论什么原因出现错误的动作指令，或者通道I与II中任何一部分发生故障而使其中一个通道误发信号时，因有与门2而不会发出跳闸指令，同时因通道I和通道II输出状态不同，异或门1产生输出，随时后发出通道故障信号，如果采用一组译码器，虽仍可避免受并行口发出的错误指令的影响，但译码器本身的故障或译码器输出线上的干扰有可能造成误发跳闸命令，因此有必要采用两组译码器。

4 成组功能的检测

由于微机自动装置在系统工作正常时是没有输出的，为了确定微机保护装置的硬件是否处于正常状态，可以事先准备好代表系统可能发生的各种典型故障的若干套模拟数据，定时启动各功能程序加以处理，检测是否能达到预定的功能。这种方法对数字部件的检查比较全面，但还要通过前述方法来辅助故障定位。

结语

本次改造所用的功率优化控制装置具备完善的自动检测功能，能够满足可靠性要求，确保风电场AGC稳定投入，数据准确上传。

参考文献

[1]罗钰玲主编;吕铁民，陈家瑂，陈霖著.电力系统微机继电保护.北京：人民邮电出版社，2005.

[2]CSPA-2000/POCS功率优化控制系统说明书. 北京四方继保自动化股份有限公司，2019.

作者简介

（1982.12-），男，吉林松原人，电气二次专工，研究方向：继电保护