淺析熱工模擬量測點與開關量測點可靠性

張倩

摘 要：本文闡述了熱工模擬量測點和開關量測點在工程中的應用，并對其優缺點進行淺析，通過模擬量和開關量各自工程應用舉例，說明模擬量測點在工程的應用中可靠性優于開關量測點，并可以取代開關量測點。

關鍵詞：模擬量；開關量；可靠性

一、定義概述

（一）開關量定義

開關量是指非連續性信號的采集和輸出，包括遙信采集和遙控輸出。它有1和0兩種狀態，這是數字電路中的開關性質，而電力上是指電路的開和關或者說是觸點的接通和斷開。

（二）模擬量定義

模擬量是指連續的電壓，電流等信號量，模擬信號是幅度隨時間連續變化的信號。其經過抽樣和量化后就是數字量。

二、開關量與模擬量在鍋爐主保護中的應用舉例

開關量測點爐膛壓力低低三取二輸出為數字量，通過輸出值0或1判斷其是否滿足動作條件；模擬量測點鍋爐給水流量低值判斷，是將補償計算值與定值比較判斷后輸出0或1，再通過三取二模塊邏輯判斷輸出，具體實現如下說明：

1）爐膛壓力低低保護：取就地三個壓力開關常閉節點，通過硬線將開關量信號送入FSSS控制站的不同DI卡件，然后通過三取二邏輯判斷輸出。

2）給水流量低低：就地三個差壓變送器通過硬線，將模擬量信號送入相應控制站的不同AI卡件，通過邏輯組態計算出流量，經過比較模塊作出判斷，輸出數字量；再經過相應控制站不同DO卡件輸出，通過硬線送到FSSS控制站的不同DI卡件，最后通過三取二邏輯判斷輸出。

通過上述主保護開關量與模擬量邏輯判斷比較，可以看出各有利弊。如爐膛壓力低低保護，直接通過就地送入FSSS控制站，響應速度相對模擬量比較稍快，并且可避免中間DO卡件故障導致信號不來的可能性。但是開關量不能實時監視爐膛壓力，而且開關本身故障時無法判別，只能在校驗時發現其值是否偏離，切換差是否符合要求。相反，給水流量低低就不存在這種情況，通過模擬量測量不僅可以實時顯示給水情況，并且故障時可以通過測量參數立刻反應，這樣兒就能及時處理；但其存在中間環節可能導致信號檢測不到的弊端；由于存在中間環節及多一次的邏輯組態致使模擬量保護信號相對于開關量稍慢，但是這個時間差的影響微乎其微。

三、模擬量優于開關量

隨著儀表技術和DCS技術的飛速發展，儀表、DCS系統及系統相應卡件的可靠性越來越高，所以上述模擬量存在的問題都可以解決。但是開關量依然不可避免的存在局限性，所以本人認為現場采用模擬量要遠遠優于開關量，下面就個人經歷及查閱的資料進行說明。

國華呼倫貝爾電廠：C真空泵補水電磁閥自動開條件改造前只通過開關量進行控制，由于就地開關量信號無法監視真空泵汽水分離器實時液位，所以信號來時不能確定其是否準確，或者直接無信號，這就導致液位低電磁閥不動作；改造后采用真空泵汽水分離器液位低（開關量）或真空泵汽水分離器液位低（<70mm），這樣既達到了聯鎖作用又達到了監視作用，改造截止目前應用效果很好。

國華呼倫貝爾電廠高低加控制邏輯中也均采用模擬量判斷來實現，開關量取消，實際效果顯著；另外磨煤機保護條件中密封風與一次風差壓大就地也是采用差壓變送器進行測量，邏輯組態中將實時測量差壓模擬量通過邏輯判斷輸出開關量，再邏輯3取2輸出作為磨煤機跳閘條件。

通過咨詢大唐烏紗山電廠、國華錦界、華潤徐州電廠等，采用模擬量邏輯判斷輸出作為聯鎖、保護條件的控制系統，效果穩定可靠。尤其是大唐烏紗山電廠除了主保護采用開關量，其他聯鎖、保護條件均采用模擬量邏輯判斷輸出數字量來實現，效果很好。另外大唐烏紗山磨組密封風與一次風差壓也是采用差壓變送器測量，磨組運行期間通過實測參數趨勢多次提前發現測點取樣管路堵塞現象，采取緊急措施進行吹掃，避免磨組跳閘。

通過現場維護經驗和上述案例來看模擬量可以實時監測測量數據，通過數據可以提前判斷測點取樣是否有堵塞現象或儀表是否有故障，采取緊急措施提前處理，防止設備誤動或拒動。而開關量測量只有實測值達到儀表設定值才會觸發其動作報警，不能提前防范而使保護動作。從現場實踐情況來看采用模擬量測量可靠性明顯高于開關量，由于模擬量測量可以提前發現設備是否故障，測量參數是否異?？梢杂行Х乐乖O備誤動或拒動。

四、模擬量取代開關量做保護邏輯設想

就鴻電二期現場而言，可將現有的邏輯：如爐膛壓力低、磨煤機密封風與一次風差低、火檢冷卻風與爐膛差壓低等均為開關量的保護或聯鎖條件進行改進。

由于上述均是3取2判斷，本人認為可以采用兩個開關量與一個模擬量組合、兩個模擬量與一個開關量組合或者均為模擬量，這樣不僅可以實時監視相關參數，而且通過模擬量可以做出報警、聯鎖、跳閘條件所需要的信號，就可以直接減少儀表的安裝數量，這是開關量儀表無法達到的。

通過咨詢一些電廠，就磨煤機密封風與一次風差壓保護條件來講，大多數電廠都是采用模擬量判斷，現在模擬量儀表、DCS的可靠性完全可以滿足輔機保護，那么就可以滿足主保護，因此本人認為主保護條件為開關量的也可以改成模擬量，也確信模擬量取代開關量會是一種趨勢。

五、結論

通過以上論述，不難得出總結：類似爐膛壓力低低、高高等這類主保護，雖然尚未采用模擬量，但是個人認為可以用模擬量實現，并且優于開關量，同時確信現場的開關量均可以用模擬量代替。