1、第八章 微机保护,第一节 微机保护系统简介,第二节 微机保护装置的硬件系统,第三节 微机保护的算法 第四节 微机保护装置的软件构成 第五节 提高微机保护可靠性的措施,基本要求,1了解微机保护的发展、基本构成、特点。 2掌握微机保护的基本组成。 3掌握微机保护的常用算法。,第一节 微机保护系统简介,一、微机保护的应用和发展概况,近四十年来，计算机技术发展很快，其应用广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域。有关计算机保护的研究及开发就是电力系统计算机在线应用的重要组成部分。,我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。1984年上半年，华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的距
2、离保护样机投入试运行。1984年底在华中工学院召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，这标志着我国计算机保护的开发开始进入了重要的发展阶段。进入90年代，我国已陆续推出了不少成型的微机保护产品。,1高速数据处理芯片的应用 2微机保护的网络化 3保护、控制、测量、信号、数据通信一体化 4继电保护的智能化 5自适应继电保护 6暂态保护,微机保护的发展：,二、微机保护装置的特点,1维护调试方便 2可靠性高 3易于获得附加功能 4灵活性大 5良好的性价比,第二节 微机保护装置的硬件系统,微机保护硬件示意框图如下图所示。,1.数字核心部件,微机保护装置的数字核心部件实质上是一台特别设计的专用微型计算机，
3、一般由中央处理器（CPU）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分构成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统，实现数据交换和操作控制。CPU主要有以下几种类型： （1）单片微处理器 （2）通用微处理器 （3）数字式信号处理器（DSP）,2.模拟量输入（AI）接口部件,继电保护的基本输入电量是模拟性质的电信号。一次系统的模拟电量可分为交流量、直流量以及各种非电量。它们经过各种互感器转变为二次电信号，再由引线端子进入微机保护装置。这些由互感器输入的模拟电信号还要正确地变换成离散化的数字量。 典型的交流AI接口按信号流程主要包括以下各部分：输入变换及电压形成回路、前置模拟低通滤波器（ALF
4、）、采样保持（S/H）电路、模数变换（A/D）电路。,3.开关量输入（DI）接口部件,这里开关量泛指那些反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、开关或继电器触点的“通”或“断”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。继电保护装置常常需要确知相关开关量的状态才能正确动作，外部设备一般通过其辅助继电器触点的“闭合”与“断开”来提供开关量状态信号。,4.开关量输出（DO）接口部件,微机保护装置通过开关量输出的“0”或“1”状态来控制执行回路（如告警信号或跳闸回路继电器触点的“通”或“断”），因此开关量输出接口简称为DO（Digital Output）接口。DO接口的作用
5、是为正确地发出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。,5.人机对话接口（MMI）部件,人机对话接口称为MMI（Man-Machine Interface）,其作用是建立起微机保护装置与使用者之间的信息联系，以便对保护装置进行人工操作、调试和得到反馈信息。继电保护装置的操作主要包括整定值和控制命令的输入等；而反馈信息主要包括被保护的一次设备是否发生动作以及保护装置本身是否运行正常等。微机保护装置采用智能化人机界面使人机信息交换功能大为丰富、操作更为方便。,6外部通信接口（CI）部件,外部通信接口简称为CI（Communic
6、ation Interface），其作用是提供与计算机通信网络以及远程通信网的信息通道。CI可分为两大类：一类CI实现特殊保护功能的专用通信接口，另一类CI为通用计算机网络接口，可与电站计算机局域网以及电力系统远程通信网相连。,第三节 微机保护的算法,一、数字滤波,在微机保护中滤波也是一个必要的环节，它用于滤去各种不需要的谐波，数字滤波器的用途是滤去各种特定次数的谐波，特别是接近工频的谐波。,数字滤波器不同于模拟滤波器，它不是一种纯硬件构成的滤波器，而是由软件编程去实现，改变算法或某些系数即可改变滤波性能，即滤波器的幅频特性和相频特性。,在微机保护中广泛使用的简单的数字滤波器，是一类用加减运算
7、构成的线性滤波单元。,它们的基本形式,差分滤波,加法滤波,积分滤波等,以差分滤波为例做简单介绍。 差分滤波器输出信号的差分方程形式为,(8-1),式中，x(n)、y(n)分别是滤波器在采样时刻n(或n)的输入与输出；x(n-k)是n时刻以前第k个采样时刻的输入，k1。,对式(8-1)进行变换，可得传递函数H(z),（8-2）,将 代入式(8-2)中，即得差分滤波器的幅频特性和相频特性分别为式(8-3)及式(8-4),(8-3),（8-4）,式中 , 为输入信号频率； 为采样周期， 1/s，s为采样频率，通常要求s为基波频率1的整数倍，即s=N1，N为每工频周期的采样点数目。,由式(8-3)可知
8、，设需滤除谐波次数为m，差分步长为k(k次采样)，则此时=m1=m21，应使=0。令,则有,；,当N（即s和1）取值已定时，采用不同的l和k值，便可滤除m次谐波。,(8-5),注意，当l=0时，必然有m=0，使式(8-5)为零，所以无论s、k取何值，直流分量总能滤除。另外，m0的整数倍的谐波都将被滤除。,分滤波器的幅频特性曲线如图8-7所示。,若令k=s/1，差分滤波将消去基波（以及直流和所有整数次谐波），在稳态情况下，该滤波器无输出。在发生故障后的一个基波周期内，只输出故障分量，所以可用来实现起动元件、选相元件及其它利用故障分量原理构成的保护。,二、正弦函数模型算法,1半周积分算法,半周积分
9、算法的依据是,(8-6),即正弦函数半周积分与其幅值成正比。,式中 uk第K次采样值;N一周期T内的采样点数;u0k0时的采样值;u N/2 kN/2时的采样值。 求出积分值S后，应用式(8-6)可求得幅值。,式(8-6)的积分可以用梯形法则近似求出：,2.导数算法,导数算法是利用正弦函数的导数为余弦函数这一特点求出采样值的幅值和相位的一种算法。,设,则,(8-8),很容易得出,(8-9),(8-10),和,(8-11),根据式(8-8)，我们也可推导出,(8-12),(8-13),式(8-9)式(8-13)中，u、i对应tk 时为uk 、ik，均为已知数，而对应tk-1和tk+1的u、i为u
10、 k-1、u k+1、i k-1、i k+1，也为已知数，此时,(8-14),（8-15）,（8-16）,（8-17）,导数算法最大的优点是它的“数据窗”即算法所需要的相邻采样数据是三个，即计算速度快。导数算法的缺点是当采样频率较低时，计算误差较大。,3两采样值积算法,两采样值积算法是利用2个采样值以推算出正弦曲线波形，即用采样值的乘积来计算电流、电压、阻抗的幅值和相角等电气参数的方法，属于正弦曲线拟合法。 这种算法的特点是计算的判定时间较短。,设有正弦电压、电流波形在任意二个连续采样时刻tk、tk+1（tk ）进行采样，并设被采样电流滞后电压的相位角为，则tk和tk1时刻的采样值分别表示为式
11、(8-18)和式(8-19)。,（8-18）,（8-19）,式中，TS为两采样值的时间间隔，即TStk+1 tk 。,由式(8-18)和式(8-19)，取两采样值乘积，则有,（8-20）,（8-21）,（8-22）,（8-23）,式(8-20)和式(8-21)相加，得,（8-24）,式(8-22)和(8-23)相加，得,（8-25）,将式(8-25)乘以cosTS再与式(8-24)相减，可消去tk项，得,(8-26),同理，由式(8-22)与式(8-23)相减消去tk项，得,(8-27),在式(8-26)中，如用同一电压的采样值相乘，或用同一电流的采样值相乘，则 0，此时可得,(8-28),(
12、8-29),由于TS、sinTS、cosTS均为常数，只要送入时间间隔TS的两次采样值，便可按式(8-28)和式(8-29)计算出Um、Im 。,以式(8-29)去除式(8-26)和式(8-27)还可得测量阻抗中的电阻和电抗分量，即,(8-30),(8-31),由式(8-28)和式(8-29)也可求出阻抗的模值,(8-32),由式(8-30)和式(8-31)还可求出U、I之间的相角差，,若取TS900 ，则式(8-28)式(8-33)可进一步化简，进而大大减少了计算机的运算时间。,(8-33),4.三采样值积算法,三采样值积算法是利用三个连续的等时间间隔TS的采样值中两两相乘，通过适当的组合消
13、去t项以求出u、i的幅值和其它电气参数。 设在tk+1 后再隔一个TS为时刻tk+2 ，此时的u、i采样值为,(8-34),(8-35),上式两采样值相乘，得,(8-36),上式与式(8-20)相加，得,显然，将式(8-37)和式(8-21)经适当组合以消去tk项，得,若要Ts30o ，上式简化为,用Im代替Um（或Um代替Im ），并取 0o ，则有,(8-40),(8-41),由式(8-39)和式(8-41)可得,(8-42),由式(8-27)和式(8-41)，并考虑到，得,(8-43),由式(8-40)和式(8-41)得,(8-44),由式(8-42)和式(8-43)得,(8-45),三
14、采样值积算法的数据窗是2Ts。从精确角度看，如果输入信号波形是纯正弦的，这种算法没有误差，因为算法的基础是考虑了采样值在正弦信号中的实际值。,三、傅里叶算法（傅氏算法）,1. 全周波傅里叶算法,全周波傅里叶算法是采用由cosn1t和sinn1t(n=0，1，2)正弦函数组作为样品函数，将这一正弦样品函数与待分析的时变函数进行相应的积分变换，以求出与样品函数频率相同的分量的实部和虚部的系数。进而可以求出待分析的时变函数中该频率的谐波分量的模值和相位。,根据傅里叶级数，我们将待分析的周期函数电流信号i(t)表示为,式中 nn次谐波（n=1，2，）；I0恒定电流分量；Inc、Ins分别表示n次谐波的
15、余弦分量电流和正弦分量电流的幅值。,(8-46),当我们希望得到n次谐波分量时，可用cosn1t和sinn1t分别乘式(8-46)两边，然后在t0到t0T积分，得到,(8-47),(8-48),每工频周期T采样N次，对式(8-47)和式(8-48)用梯形法数值积分来代替，则得,(8-49),(8-50),式中 k、ik第k采样及第k个采样值,电流n次谐波幅值（最大值）和相位（余弦函数的初相）分别为,(8-51),(8-52),写成复数形式有,对于基波分量，若每周采样12点（N=12），则式(8-49)和式(8-50)可简化为,(8-53),(8-54),在微机保护的实际编程中，为尽量避免采用费
16、时的乘法指令，在准确度容许的情况下，为了获得对采样结果分析计算的快速性，可用（11/8）近似代替上两式中的，而后1/2和1/8采用较省时的移位指令来实现。,全周波傅里叶算法本身具有滤波作用，在计算基频分量时，能抑制恒定直流和消除各整数次谐波，但对衰减的直流分量将造成基频（或其它倍频）分量计算结果的误差。另外用近似数值计算代替积也会导致一定的误差。算法的数据窗为一个工频周期，属于长数据窗类型，响应时间较长。,2.半周波傅里叶算法,缩短全周波傅里叶算法的计算时间，提高响应速度，可只取半个工频周期的采样值，采用半周波傅里叶算法，其原理和全周波傅里叶算法相同，其计算公式为,(8-55),(8-56),
17、半周波傅里叶算法的数据窗为半个工频周期，响应时间较短，但该算法基频分量计算结果受衰减的直流分量和偶次谐波的影响较大，奇次谐波的滤波效果较好。为消除衰减的直流分量的影响，可采用各种补偿算法，如采用一阶差分法(即减法滤波器)，将滤波后的采样值再代入半周波傅里叶算法的计算公式，将取得一定的补偿效果.,3.基于傅里叶算法的滤序算法,可利用上面傅氏算法中计算出的三相电流基波分量的实、虚部I1CA、I1SA、I1CB、I1SB、I1CC及I1SC来计算三相电流的负序和零序分量。,(1) A相负序电流与三相电流的关系为,(8-57),其中，将其实部与虚部分开得,(8-58),(8-59),于是我们便得到负序
18、电流的幅值为,(2) A相零序电流与三相电流的关系为,(8-61),(8-60),将其实部和虚部分开，得到,(8-62）,于是我们便得到零序电流的幅值为,(8-64),四、解微分方程算法,解微分方程算法是假定保护线路分布电容可以忽略，故障点到保护安装处的线路段可用一电阻和电感串联电路，即RL串联模型来表示，于是下述微分方程成立,(8-65),式中R、L1 分别为故障点至保护安装处线路段的正序电阻和电感，u、i 分别为保护安装处的电压和电流。,1.差分法,为解得R1和Ll必须有两个方程式。一种方法是取采样时刻tk-1和tk的两个采样值，则有,将 代入上两式并联立求解，将得到,其中，Ts为采样间隔
19、。,(8-67),(8-68),(8-69),(8-70),2.积分法,用分段积分法对式(8-65)在两段采样时刻tk-2至tk-1和tk-1至tk分别进行积分，得到,(8-71),(8-72),式中，ik、ik-1、ik-2分别表示tk、tk1、tk-2时刻的电流采样瞬时值，将上两式中的分段积分用梯形法求解，则有,(8-73),(8-74),联立求解上两式，可求得R1和L1分别为,解微分方程算法所依据的微分方程式(8-65)忽略了输电线分布电容，由此带来的误差只要用一个低通滤波器预先滤除电流和电压中的高频分量就可以基本消除。,第四节 微机保护装置的软件构成,一、微机保护装置的基本软件流程,微
20、机保护装置除了具备高性能的保护功能外，其它的主要基本功能包括保护装置的系统监控、人机对话、通信、自检、事故记录及分析报告以及调试功能。微机保护装置的基本软件流程由主程序流程和中断服务程序流程构成。前者执行对整个系统的监控以及实时性要求相对较低的各项辅助功能；后者按采样周期不断地定时中断前者，周期性地执行实时性要求较高的保护和辅助功能。,1微机保护装置软件的主流程及主循环,保护装置在合上电源（简称上电）或硬件复位（简称复位）后，首先进入第1框，执行系统初始化。其作用是使整个硬件系统正处于正常工作状态，通常包括与各存储器相应的可用地址空间的设定、输入或输出口的定义、定时器功能的设定、中断控制器的设
21、定以及安全机制等其它功能的设定、地址空间的分配、各数据缓冲区的定义、各个控制标志的初设、整定值的换算与加载、各输入输出口的置位或复归等等。,1.微机保护装置软件的主流程及主循环,然后，程序执行上电后的全面自检。 自检是微机保护装置软件对自身硬软件系统工作状态正确性和主要元器件完好性进行自动检查的简称。通过自检可以迅速地发现保护装置缺陷，发出告警信号并闭锁保护出口，等待技术人员排除故障，从而使微机保护装置工作的可靠性、安全性得到根本性的改善。 上电自检完成后，判别自检是否通过：若自检不能通过将发出告警信号并闭锁保护，然后等待人工复位；若上电自检通过，则进入保护功能程序开始进行。,1.微机保护装置
22、软件的主流程及主循环,执行数据采集初始化和启动定时采样中断模块主要是对循环保存采样数据的存储区（称为采样数据缓冲区）进行地址分配，设置标志当前最新数据的动态地址指针，然后按规定的采样周期对控制循环采样的中断定时器赋初值并另其启动，开放采样中断。从此定时器开始每隔一个采样周期循环产生一次采样中断请求，由采样中断服务程序（后面介绍）响应中断，周而复始地运转。,1.微机保护装置软件的主流程及主循环,闭锁保护模块通过设置闭锁保护的控制字，通知采样中断服务程序暂时不要执行启动元件、故障处理程序等相关功能。等待一段时间使采样数据缓冲区获得足够的数据供计算使用。在具备足够的采样数据之后，进入重新开放保护功能
23、，此后主程序进入主循环。,1.微机保护装置软件的主流程及主循环,主循环在数字保护正常运行过程中是一个无终循环，只有在复位操作和自检判定出错时才会中止。在主循环过程中，每逢中断到来，当前任务被暂时中止，CPU响应中断并转而执行中断服务；CPU完成中断服务任务后又返回主循环，继续刚才被中断的任务。主循环利用中断服务的剩余时间来完成各种非严格定时的任务，譬如通信任务处理、人机对话处理、调试任务处理、故障报告处理以及运行自检等。,1.微机保护装置软件的主流程及主循环,人机对话处理模块如扫描键盘及控制按钮、在LCD上显示数据等可对各种操作命令进行解释和分类，并按任务类别交给相应的任务处理程序执行。,1.
24、微机保护装置软件的主流程及主循环,故障报告文件处理程序主要是在电力系统发生故障或者数字式保护装置自身发生故障时，微机保护装置在完成处理任务之后，可自动生成、保存并通过信息网络向电站计算机监控系统提交故障报告。故障报告对于系统事故的追忆和分析，以及对于保护装置自身动作正确性的评估有非常重要的作用。,1.微机保护装置软件的主流程及主循环,最后运行自检模块。若自检判定保护装置出错，则告警并闭锁保护，然后等待人工复位；若自检通过则继续执行主循环程序。自检任务由于处理量较大，需要通过分时和循环执行程序来完成。 至此完成了一次主循环的过程，返回到通信任务处理，然后周而复始。 .,1.微机保护装置软件的主流
25、程及主循环,2.采样中断服务程序的流程,采样中断服务程序并不只是进行周期性的数据采集（即采样和A/D变换），通常还需完成通信数据收发、运行自检、调试、启动检测及故障处理等任务。 采样中断服务程序首先进行数据采集处理，主要完成各通道模拟信号的采样和A/D变换，并将采集的数据按各通道和时间的先后顺序存入采样数据缓冲区，并标定指向最新采样数据的地址方针。,通信数据收发处理主要完成通信所要求的直接接受和发送数据的任务，对于规定在中断服务程序中应做出响应的通信处理任务也必须迅速加以执行。采样中断的速率必须足够高，在满足采样率规定指标的同时，必要时还应兼顾与通信速率相匹配，满足不迟滞发送数据和不丢失接收数
26、据的要求。,2.采样中断服务程序的流程,运行自检处理模块完成那些必须在中断服务程序中完成的运行自检任务，然后进行判断：若运行自检没有通过则进行装置故障告警、闭锁保护等处理，并置相关标志，然后直接从中断返回，等候人工处理；若自检通过则可以执行后续任务。中断服务中完成的运行自检任务是指输入输出回路的自检、工作电源的自检等，,2.采样中断服务程序的流程,判断保护功能是否开放主要作用是在保护装置上电或系统复位之后需等待一段时间使采样数据缓冲区获得足够的数据供保护功能计算使用。若保护功能尚未开放，则从中断返回，继续等待；保护功能已开放，则开始执行保护处理功能。,2.采样中断服务程序的流程,判别当前保护装
27、置的基本工作方式模块，根据当前工作方式执行不同的流程；若为调试方式，则在完成由调试功能规定必须在中断服务中执行的处理任务后即可从中断返回；若为运行方式，则直接进入判别启动标志是否置位。,2.采样中断服务程序的流程,判别启动标志是否置位模块，若已置位则说明在此次中断之前启动元件已经检测到了可能的系统事故扰动，当前暂时无需再计算启动判据和进行启动判定，于是直接框执行故障处理程序。若启动标志未被置位则进行启动判据处理，并对是否满足启动条件作出判断、若判断为满足启动条件，则标定故障发生时刻，启动标志置位，为下一次响应采样中断后的判别做好准备，接着也执行故障处理程序；若不满足启动条件，表明当前没有系统事
28、故扰动，便可从中断返回。,2.采样中断服务程序的流程,故障处理程序模块，它是完成保护功能，形成保护动作特性的核心部分。其基本功能和处理步骤，主要包括：数字滤波及特征量计算；保护判剧计算及动作特性形成；逻辑时序处理；告警与跳闸出口处理；后续动作处理，如重合闸及启动断路器失灵保护等；故障报告形成及整组复归处理。,2.采样中断服务程序的流程,二、距离保护的软件流程,一个完整的距离保护使由很多个不同功能的元件组成的，主要包括启动元件、故障类型及故障相判别元件（即组选元件）、距离元件、振荡闭锁及故障再开放元件等基本元件，以及自动重合闸、重合于故障加速保护、手合于故障加速保护、TV及TA断线闭锁等辅助元件
29、。,距离保护故障处理程序流程首先进行距离保护动作判据的计算和处理。这是距离保护故障处理的核心之一，包括基本特征量的计算、故障类型及故障相判别、动作方程的计算处理及动作特性形成，最终对保护区内外故障作出判断。另外，诸如振荡闭锁及故障再开放条件、重合闸条件、重合闸后加速保护条件以及合闸于故障加速保护动作条件等辅助判据也需要在此模块内设计完毕。计算和处理完成后，将所有这些结果交给后续逻辑和时序处理程序段。,二、距离保护的软件流程,进入逻辑和时序处理程序段后，首先判别系统发生了静稳破坏事故，若启动，则进入关闭短时开放保护功能，从而使距离保护可立即并在下一次进入采样中断服务时可直接进行振荡闭锁的处理；若
30、不是启动，意味着保护是由短路故障启动判据启动的，表明线路上已发生了短路故障，则检查是否到达了短时开放时间：若未达到，表明可直接进行短路性质和区域的判别；若已达到短时开放时间，表明系统随后可能将要出现由内外部短路引起的系统振荡，未防止系统振荡引起距离保护后续处理的误判断（误动），也需要进入关闭短时开放保护功能，使距离保护进入振荡闭锁的处理。,二、距离保护的软件流程,然后，故障处理程序判别是否已启动重合闸：若否，则继续后面的其它流程；若是，说明在此之前已进行了跳闸并启动了重合闸操作，则进入重合闸流程。 接下来，判别是否手动合闸状态：若是，则进入手动合闸加速模块，在加速模块中若满足手合于故障的条件，
31、则出口永跳三相；若不是手动合闸状态，则进入正常按三段延时故障处理的逻辑和时序过程。,二、距离保护的软件流程,接下来，故障处理程序判别故障地点是否处在距离保护段保护区内：若不在段区内，则先设定段区外标志，然后转到进行保护段区内判断；若在段区内，则进行短时开放是否关闭的判断：若未关闭，表明当前仍在短时开放时间内，距离保护段动作，发出跳闸令并置启动重合闸标志，然后转向整组复归的时间判定和处理；若短时开放已关闭，判断是否满足振荡闭锁开放条件；若满足，表明（在振荡过程中）的确发生了距离保护段保护区内故障，保护可进入动作跳闸，接下来流程与上相同；若不满足振荡闭锁开放条件，则不允许跳闸，程序从中断返回，等待
32、下一次中断再判断和处理。,二、距离保护的软件流程,判别故障地点是否处在距离保护段保护区内：若不在段保护区内，表明故障位于段以外（外部故障），则先将段定时器清零，并置外部故障标志，然后进行等待整组复归处理；若在段保护区内，则进入延时处理。判断是否达到保护段延时时间：若未达到延时，则需继续等待，程序从中断返回，等待下一次中断再作判断和处理；若已到达延时时间，则直接发三相永跳令，然后转向整组复归处理。,二、距离保护的软件流程,第五节 提高微机保护可靠性的措施,一、抗干扰措施,1对输入采样值的抗干扰纠错保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。例如，三相电流和零序电流之间有ia+ib+ic=3
33、i0求和检查不仅可以抗干扰，还可以用来发现数据采集系统的硬件损坏故障。上述方法称为电流求和自检。对于电压回路也可进行类似的求和自检。,2.运算过程的校核纠偏,针对CPU在运算过程中可能因强大的干扰而导致运算出错的问题，可以将整个运算进行多次，以核对运算是否有误。这种校对可以有两种做法：在运算结束后，由程序安排使CPU先把运算结果暂存起来，再利用同样的原始数据，按同样的运算式再算一遍，并同前一次计算结果比较，两次的计算结果应当完全一样。如果两次结果不一样，则再算，三取二表决，或直到两次结果一样。连续的多次计算不利用完全相同的原始数据，而当第二次计算时将算法所依据的数据窗顺移一个采样值。,3.保护
34、出口的闭锁,在干扰造成程序出格后，CPU可能执行一系列非预期的指令。如不采取措施，则在此过程中可能碰到一条非预期的指令正好是跳闸指令而使保护误动作。防止这种误动作的措施是在设计出口跳闸回路的硬件时应当使该回路必须在连续执行几条指令后才能出口。,4.程序出格的自恢复（看门狗）,若在强大的干扰下造成了保护程序出格，应该迅速发现程序出格，并能自动地使其重新恢复正常，以免被保护对象发生故障时保护拒动。但此时任何软件措施都无济于事，因为CPU已不再按预定的程序工作，因此必须用专用的硬件电路来检测程序出格，并实现自动恢复正常的功能。 看门狗电路主要是可被清除的定时脉冲发生器，其通常由单稳触发器或计数器构成
35、。,二、自动检测技术（自检）,1.可读写存储器RAM自检,对装置RAM区的每一个地址，可以循环地进行自动检测。通过对该RAM地址写入全“0”即00H和全“1”即FFH检测其是否良好。应当注意对于某些存放重要标志字的RAM地址的检测不允许被中断，必须在最高优先权级的中断服务程序中进行。,2只读存储器EPROM(EEPROM)自检,为了检测固化中的数码（程序的指令）是否改变，一种最简单的也是常用的方法是累加求和自检。即将EPROM中存放的全部数码字节（或双字节）累加，舍去累加过程中溢出的部分，保留累加结果的一个字节（或双字节）的和数同预先存放在EPROM中某地址的已知的和数进行比较，以判断固化的内
36、容是否改变。,3.开关量输入通道自检,对开关量输入通道的检测主要是指对各光电耦合器件及传送开关量的并行接口的检测。首先在保护整定好后的各开入量状态（0或1）构成一个“字节”或“字”，作为正确的开入量状态字存入RAM中。在自检时，扫描开入量各位，得到当前的开入量状态字，与RAM中的已存储的正确状态校对，如果不一致，表示开入量受干扰或人员误碰发生了改变，应该报警。,4.开关量输出回路自检,自检的原理利用了继电器K的吸和时间远大于电子电路的反应时间这一特点。对开关量输出回路进行自检时可以用软件通过并行接口传送一个继电器动作命令，使光耦合器件G1的光敏三极管导通，然后CPU 通过并行接口2监视光耦合器
37、件G2是否导通，如果此开关量输出通道正常，G2应很快导通，CPU检测到G2导通后立即撤回从并行口1送出的驱动命令。由于这一过程极短，仅几个微妙，继电器K不会吸合。如果此开关量输出通道有元件损坏，则CPU经过预定的时间收不到G2导通的信号，也应立即撤回驱动命令并发出警报。,复习思考题,8-1 微机保护有哪些特点和优点？ 8-2 为防止频率混叠现象，若计及16次谐波，采样频率的最小值是多少？ 8-3 哪些微机保护的算法能减小或消除直流分量的影响？ 8-4 若每工频周期采样12点，欲滤除3次谐波，那么差分滤波器差分步长应取多少？ 8-5 为什么说解微分方程算法只能用于距离保护？ 8-6 说出微机保护软件的构成。 8-7微机保护中常见的流程基本结构是什么？ 8-8什么是定时采样中断服务程序？并简述其工作过程。 8-9 提高微机保护可靠性的常见措施有哪些？,
