1、第一章 微机保护概述,继电保护的基本构成：,信息预处理：在CT、PT与电子电路之间设置的传变环节。如电流变换器、电压变换器、电抗变换器等。,在早期的机电型保护中，此环节没有。但在晶体管型继电保护、整流型继电保护以及集成电路型继电保护中都采用类似的变换环节。 决断结果的执行：继电保护的主要任务是故障时操作、控制有关断路器，或不正常状态时发信号。这种操作是通过控制跳闸线圈实现的，也就是给线圈通入电流实现的。目前仍采用有触点的小型中间继电器，组成必要的出口逻辑。,信息的综合、分析与逻辑加工、决断的环节：实现保护功能的手段。 常规保护：靠模拟电路的构成来实现保护功能 微机保护：通过计算机软件来实现保护
2、功能 所以，微机保护由硬件、软件两部分构成。,第一节 我国微机保护的发展,一、继电保护的发展经历四个阶段：机电式保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机保护 1972年美国西屋公司、GE公司合作研制成功第一套应用于现场的计算机继电保护装置 1984年国内第一套微机距离保护样机投入试运行。目前微机保护已在线路、变压器上得到广泛应用，在发电机、母线保护上也陆续投入使用。 二、微机保护硬件的发展：,第一代：01型主要特点：单 CPU 系统 ，包括了采样保持器、模/数变换器、CPU、I/O 等多个插件，组成一个计算机系统 ，总线引出插件。典型装置：WXB-01 、WXB-02 第二代：11型、900型
3、主要特点：多CPU 并列运行，采用了单片机，做到了微机的总线不引出插件 ，模数变换采用VFC典型装置：WXB-11型、LFP900型 第三代：CS系列主要特点：采用不扩展的单片机，总线不引出芯片。典型装置：CSC2000型系列,三、微机保护的硬件结构框图 1、单CPU结构的微机保护硬件结构,2、多CPU结构的微机保护硬件结构（WXB-11）,3、CS系列保护插件硬件结构,数字信号处理器(DSP)与目前通用的CPU不同，是一种为了达到快速数学运算而具有特殊结构的微处理器。DSP具有相当强大的处理能力，在相同的主频率下，甚至比目前最先进的个人计算机快1050倍。快速的指令周期、流水操作、专用的乘法
4、器、特殊的指令，加上集成电路优化设计，可以使DSP的指令周期达到200 ns。 DSP的突出特点是计算能力强、精度高、总线速度快、吞吐量大，尤其是采用专用硬件实现定点和浮点加乘(矩阵)运算，速度非常快。,将数字信号处理器应用于微机继电保护，极大地缩短了数字滤波、滤序和傅里叶变换算法的计算时间，不但可以完成数据采集、信号处理的功能，还可以完成以往主要由CPU完成的运算功能，甚至完成独立的继电保护功能。目前，国内已出现以32位DSP为核心芯片的微机保护装置。,一、微机保护的硬件构成框图,第二节 微机保护装置的构成,微机保护硬件主要包括以下四个部分： 1、数据采集系统作用：将模拟信号变换成数字信号。
5、模拟量指来自电压互感器和电流互感器的交流信号，计算机只能接受数字信号，故需进行模数变换。 2、微型计算机系统 作用：将数据采集单元输出的数据进行分析处理，完成各种继电保护的功能。可分单CPU 或多CPU系统,3、开关量输入/输出系统 作用：完成各种保护的出口跳闸、信号显示、打印、报警、外部触点输入及人机对话等功能。 4、电源 微机保护对电源要求高，通常采用逆变稳压电源，有强的抗干扰能力。微机保护装置的电源至少要提供5V、15V、24V几个电压等级，分别满足CPU、模数变换系统、继电器回路等不同电压等级的需要。各级电压之间应不共地，以避免相互干扰甚至损坏芯片。,二、微机保护装置软件的基本结构,1
6、.改善和提高继电保护的动作特性和性能 1) 用数学方程的数字方法构成保护的测量元件，其动作特性可以得到很大的改进，或得到常规保护(模拟式)不易获得的特性。 2) 用它的很强的记忆功能更好地实现故障分量保护。 2.可靠性容易提高 1) 数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响。,第三节 微机继电保护的特点,2) 自检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件工况以及功能软件本身。3) 随时打印运行中的保护定值。 4) 利用线路故障记录数据进行测距(故障定位) 。5) 通过计算机网络、通信系统实现与厂站监控交换信息。 6) 远方改变定值或工作模式。 3.调试维护方便
7、 1) 维护调试方便，缩短维修时间。 2)微机保护的程序和整定值都是以数字量存放于 EPROM 或 EEPROM 中，永久不变，因此不需要定期对定值再进行调试。,4.灵活性好只要改变软件就可以改变保护的特性和功能。例如对 110500KV 的输电线路，保护装置的硬件构成可以采用通用统一的结构及电路，而各级电压等级输电线路的不同保护原理、保护方案可采用不同的软件实现。这就体现了微机保护的极大灵活性。 、可以方便地获得其它附加功能 1) 打印故障前后电量波形故障录波、波形分析。2) 打印故障报告：日期、时间、保护动作元件、时间先后、故障类型。,.工艺结构条件优越 1) 硬件比较通用，制造容易统一标
8、准。 2) 装置体积小，减小盘位数量。 3) 功耗低。,第二章 微机保护装置的硬件原理,第一节 微机保护的 数据采集系统,连续信号：定义域是一个连续的区间的信号 模拟信号：定义域是一个连续的区间且函数值也 是连续的信号 离散信号：定义域是一些离散的点的信号 数字信号：定义域是一些离散的点，且函数的值 也是一些离散的点的集合的信号,基本概念,一、模拟量输入电路模拟量输入电路的主要作用是隔离、规范输入电压及完成模数变换，以便和CPU接口，完成数据采集任务。微机保护模数变换方式有两种：ADC和VFC 二、ADC变换方式数据采集系统 1、ADC模数变换：直接将模拟量转换为数字量。 2、ADC数据采集系
9、统构成：交流变换器、低通滤波器（ALF）、采样/保持器（S/H）、多路开关（MPX）以及模/数（A/D）变换器,ADC数据采集系统的方框图如下图所示：,（1）交流变换器也称电压形成回路。其作用有三个：1)将电压互感器二次电压、电流互感器二次电流的幅值进一步降低，使之与模/数变换芯片所允许的信号电平匹配, 微机保护一般采用5V或10V的电压信号；2) 将电流信号转换为电压信号；3)实现互感器二次回路与微机保护模/数变换系统完全电隔离，以提高抗干扰能力。,一般用各种中间变换器，如电流变换器、电压变换器、电抗变换器等。电压采用电压变换器、电流可用电流变换器或电抗变换器。电流变换器只要铁心不饱和，其二
10、次电流及并联电阻上的二次电压的波形可基本保持与一次电流波形相同且同相，即它的传变可使原信号不失真。但在直流分量下易饱和。电抗变换器线性范围较大，铁芯不易饱和，且有移相作用。但它有放大高频分量作用。,各种变换器的结构：,根据不同的保护对象，需要有不同数量的变换器。,（2）采样保持电路（S/H）在给定的时刻对连续信号进行测量，称对连续信号的采样。采样保持电路的作用是在一个极短的时间内测量模拟量在该时刻的瞬时值，并在模数变换器进行转换期间内保持其输出不变。,采样保持（S/H）示意图：,AS为电子模拟开关。AS闭合时，处于采样状态。Ch迅速充电到采样时刻的电压值，AS在低电平时，保持在AS打开瞬间的电
11、压，电路处于保持状态。阻抗变换器输入端呈高阻，输出阻抗很低。阻抗变换器对Ch呈高阻，输出端阻抗很低，增强带负载能力。,采样保持过程示意图,相邻两个矩形脉冲之间的时间间隔Ts(t) 称为采样周期，其倒数称为采样频率f s。在微机保护中处理的信号主要是工频信号。例如工频每周期采样12点，即 N=12，则 采样周期: Ts = 20ms/12 = 5/3ms。 采样频率: fs = N*50 = 12 50 = 600Hz连续信号经采样后成为离散信号，离散信号能否真实反映被采样的连续信号呢？,采样频率不易太大，也不易太小 采样频率越高，要求CPU的速度越高。 采样频率过低将不能真实地反映被采样信号情
12、况。 可以证明，如果被采样信号中所含最高频率成分的频率为 f max，则采样频率 f s必须大于f max的二倍，否则将造成频率混叠。,即,这就是采样定理,采样频率选择示意图,误为直流,误为低频,（3）前置模拟低通滤波器 （ALF）作用：滤除故障暂态期间的高次谐波分量，降低对硬件的速度要求；避免所需频率信号的采样后出现的失真。注意：微机保护中仅用它滤掉 f s/2以上的分量，以消除频率混叠；低于 f s/2的其他暂态频率分量，可以通过数字滤波来消除。可选择无源低通滤波器，也可选择有源的低通滤波器。,（4）多路开关（MPX）A/D芯片的价格是数据采集系统中最贵的，出于经济的考虑，用多路开关将多路
13、模拟电压分时地切换到A/D变换器上进行A/D变换。多路转换开关是一个多个输入单一输出的逻辑电路芯片。其输出端与哪一个输入端接通由控制信号决定。所有采样保持器的逻辑输入端并联后由一个定时器同时供给采样脉冲，因此保证了同时采样和依次模数变换的要求。,多路转换开关方框原理图,（5）模/数（A/D）变换器在单片机的实时测控和智能化仪表中，须将检测到的连续变化的模拟量，如电压、电流、温度、压力、速度等转换成离散的数字量，才能输入到微机中进行处理。实现模拟量转换成数字量的硬件芯片称为模数转换器。微机保护用的模数变换器包括直接A/D和间接A/D转换器。 直接A/D转换器由逐次逼近式的原理来实现的。,数模转换
14、器（DAC）原理图,所以,三、VFC式数据采集系统 1、VFC式模数变换是将电压模拟量Uin线形地变换为数字脉冲式的频率f，然后由计数器对脉冲计数，供CPU读入。 2、VFC原理方框图为：,图中VFC可采用AD654芯片，计数器可采用8031或内部计数器，也可采用可编程的集成电路计数器8253。 3、VFC模数变换的优点： 工作稳定，线性好，电路简单。 抗干扰能力强，VFC是数字脉冲式电路，因此它不受脉冲和随机高频噪声干扰。可以方便地在VFC输出和计数器输入端之间接入光隔元件。 与CPU的接口简单，VFC的工作可以不需CPU 控制。 可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换,4、VFC芯片的结
15、构及工作原理,AD654芯片是一个单片VFC变换芯片，中心频率250KHZ，最高输出脉冲为500KHZ 。它是由阻抗变换器A、压控振荡器和一个驱动输出级回路构成。,AD654芯片只能转换单极性信号，所以对交流电压的信号，必须有个负的偏置电压，此偏置电压为-5V，其压控振荡频率与网络阻抗的关系为：,可见，输出频率与输入电压呈线性关系。当外部输入为零时，可调节 使输出频率为250KHZ，即使CPU采集到的数据为0，从而使输入交流电压的范围在5V的蜂值范围内，称零漂调整。 用来调节通道的平衡度及刻度， 使输入的电压和CPU采集的数字量一致。,当输入信号交变时，经VFC变换后的输出信号是被uin交变信
16、号调制了的等幅脉冲调频波。,采样计数 CPU在 tK-NTs 至tK这一段时间内计数器计到的脉冲数为DK=RK-R(K-N)，如果每个脉冲数对应的电压值为Kb系数，则输入的电压则可表示为 Uin=Kb(DK-D0) D0为250kHz中心频率对应的脉冲数。 Kb对电压、电流有不同的值，为厂家给定并已调整好。,根据频谱特性，可知VFC具有低通滤波器的特性，其截止频率为1/NTs。所以尽管VFC数据采集系统中没有象直接型A/D数据采集系统中那样设置低通滤波器，但频谱记数的效果相当于等效低通滤波器。可以证明，当N选取大于等于2时，VFC数据采集系统得到的数字信号不失真地代表模拟信号，在用于各种算法时
17、，至少要用2Ts期间的脉冲数计算。,第二节 微型计算机系统,微型计算机有三类大规模集成的芯片组成。关键的一块芯片是微处理器，或叫做 CPU 芯片（中央处理器）。它包括通用电子计算机的运算器和控制器部分。 存储器芯片是第二类芯片。它主要用来存放程序和数据。根据程序和数据量的大小可以选用多块存储器芯片。 第三类芯片是输入/输出接口芯片（I/O接口），用以沟通计算机和外部设备。,一、保护CPU模块保护CPU模块是保护智能核心部分。具体的任务是完成数据采集、保护逻辑判断、保护故障巡检、开关量输入与输出及人机接口的串行通信等任务。CPU是计算机系统自动工作的指挥中心，计算机程序的运行依赖于CPU来实现。
18、我国广泛采用的保护装置CPU有80C196单片微机，也有8031芯片，这些保护CPU单片微机都还必须扩展外部芯片完成其保护功能。除此以外，还有不扩展的单片机，如CS系列。,WXB-11保护装置的保护CPU原理示意,其中， EPROM存放保护程序、自检程序 。 EEPROM存放保护定值 RAM存放数据 PPI为可编程并行口，其输入和输出的开关量须先经光隔处理后才能进入保护的CPU插件。 RXD、TXD为串行通信接口，可与人机接口的串口连接。 计数器对VFC变换后的脉冲数进行计数。,主要作用：是通过键盘和显示器完成人机对话任务、时钟校对及与各保护CPU插件通信和巡检任务。,二、人机接口CPU,一、
19、开关量输入回路开关量输入可以分成以下两大类。安装在装置上的接点。包括在装置调试时用的或运行中的定期检查装置用的键盘接点以及切换装置工作方式用的转换开关等。从装置外部经过端子排引入装置的接点。如保护在运行中切换的各种压板、转换开关及其它保护装置和操作继电器的接点等 。,第三节 开关量输入输出回路,二、开关量输出回路开关量输出主要包括跳闸出口、重合闸出口及就地和中央信号出口等，开关量出口回路一般都采用并行输出口来控制有,接点的断路器。为提高抗干扰能力，都要经过一级光电隔离。在并行口上安排两个不同电平输出来控制一个输出，可防止在拉合直流电源过程中继电器的短时误动。（拉合直流电源时，并行口为同电位。）
20、在实际中，出口继电器必须经启动元件接点接正电源，形成保护出口的闭锁回路。,第三章 微机保护的软件原理,第一节 概述,微机保护的软件,保护软件,人机接口软件,保护软件又分监控软件和运行软件两大部分：监控程序，其作用是调试和检查微机保护装置的硬件电路，输入、修改、固化保护装置的定值；运行程序，这是微机保护程序的主要部分。运行程序的作用是完成不同原理的保护功能。主要包括三部分：,循环自检及打印报告程序； 采样中断服务程序； 故障处理程序。,人机对话插件也分监控程序和运行程序：运行程序部分主要内容是：巡检各CPU插件的程序；接收各CPU插件报告并整理打印的程序和键盘扫描程序。其定时器的中断服务程序不是
21、进行采样，而是执行软件时钟。检查有无启动元件动作的开入量以及同步各 CPU插件时钟的程序。监控程序主要就是键盘命令的处理程序，是为接口插件及各CPU保护插件进行调试和整定而设置的程序。,第二节 微机保护的算法,微机保护装置是根据模/数转换器提供的输入电气量的采样数据进行分析、运算和判断，这种以实现各种继电保护功能的方法称为算法。 衡量算法优劣的三个指标：运算精度、响应时间、运算量。算法的精度和速度相互矛盾。研究算法的实质是如何在速度与精度之间进行权衡。目前国内保护采用的主要算法是突变量算法、傅氏算法、解微分方程算法、半周积分算法等。,以突变量算法为例进行说明 Iab=|iabK - iabk-
22、N- iabK-N iabK-2N|Ibc=|ibcK - ibck-N- ibcK-N ibcK-2N|Ica=|icaK - icak-N- icaK-N icaK-2N|其中： iabk=iak-ibkibck=ibk-ickicak=ick-iak N 工频每周采样点数，对11型微机保护装置 N = 12；,以 Iab 为例，正常运行时，iaK、iaK-N、iaK-2N 的值相等，所以Iab=0，起动元件不动作。,系统发生故障时，由于故障电流增大，于是 iabk 将增大，iabk-N 为故障前负荷电流，故 iabK- iabk-N 反映出由于故障产生的突变电流，iabK-N- iabk
23、-2N 仍近似为零，从而 Iab 反应了故障电流突变量,以往的微机保护装置采用了相电流突变量作为起动元件判据。采用相电流差突变量构成的起动元件比相电流突变量起动元件有两点好处。 （1）对各种相间故障提高了起动元件的灵敏度。例如对两相短路灵敏度可提高一倍。（2）抗共模干扰能力强。例如对讲机的无线电干扰，可能造成 VFC 偏置电源波动而误起动，用相电流差时可在两相电流求差时抵消这种干扰。,各种不同的保护装置的主程序、中断服务程序、故障处理程序不可能完全相同，下面以电力系统中广泛使用的WXB-11型保护为例介绍软件流程。,第三节 微机保护主程序流程框图,初始化是指在上电或按下复位键时首先执行的程序。
24、它主要对及可编程扩展芯片的工作方式、参数的设置，以便在后面的程序中按预定方案工作。初始化（一）是对及扩展芯片的初始化，使保护输出的开关量出口继电器均不动作。初始化（二）保护采样定时器的初始化，控制采样间隔的时间，对区中所有运行时要使用的软件计数器及各种标志字清零。,全面自检的内容和方式 包括对RAM、EPROM、EEPROM等回路的自检。 还包括开关量输出回路的检查。 全面自检如果装置不正常则显示装置故障信息，然后开放串行口中断，等待管理CPU通过串行口中断来查询自检状况，向微机监控系统及调度传送各保护的自检结果。,若全面自检如果装置通过，则进行数据采集系统的初始化。主要指采样值存放地址指针初
25、始化，如果VFC方式，还许对可编程计数器初始化，开放采样定时器中断和串行口中断。保证接口CPU和保护CPU正常通讯。开放中断后，必须延时60ms，以确保采样数据的完整性和正确性。 通用自检通常是指定值开关位置的监视和开入量的监视。如果有变位，则发信号。 专用自检根据不同的保护安排不同的内容。,第四节 采样中断服务程序,采样中断程序包括采样计算、TV、TA断线自检和保护起动判别三个部分。,采样计算是读取计数器中的数据，存入RAM的地址单元。在根据所采用的算法，计算出有效值、相位、频率、阻抗等。微机保护装置的出口均由启动元件闭锁，只有启动元件动作后，闭锁才被解除。微机保护启动元件由软件来完成，若启
26、动，则启动标志字“KST”置1。微机保护常用相电流突变量起动方式。,保护启动元件逻辑图,故障处理程序包括软压板的投切检查、保护定值比较、保护逻辑判断、跳闸处理程序和后加速部分。,第四节 故障处理程序,中断服务程序与主程序之间各基本模块间的关系,微机保护中几乎毫无例外的采用了数字滤波器。什么是数字滤波器呢？数字滤波器不需要任何物理器件，它实质上只是一段计算程序。按着数字信号处理技术，设计一段程序，由计算机执行程序以达到滤波的目的。模拟滤波器是应用无源（R、L、C）或有源（包括运算放大器等）电路元件组成的这样一个物理器件。,第四章 数字滤波器,数字滤波器的作用：一方面可以抑制数据采集系统引入的各种
27、噪声；另一方面，由于许多算法是建立在输入信号为正弦基波信号的基础上的，采用数字滤波器可以极大限度的抑制各种非工频分量以提高计算精度。数字滤波器和算法的有机结合，可以使继电保护的性能得到提高。,数字滤波器具有如下的优点： 1、没有象模拟滤波器那样存在着元件特性的差异，一旦程序设计完成，每台装置特性就完全一致，而不用逐台调试。 2、可靠性高。不存在元件老化、温度变化对滤波器特性的影响。 3、灵活性高。只要改变算法或某些滤波系数即可实现改变滤波特性的目的。 4、不存在阻抗匹配的问题。,第五章 提高微机保护可靠性的措施,可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。它包括两个方面：不误动和不拒动。可靠性和很多
28、因素有关，例如保护的原理、工艺和运行维护水平等这里将着重讨论由于应用微型计算机而带来的两个问题：一是微机保护的抗干扰问题；二是装置内部元件出现损坏时的对策。,一、概述,就元件损坏来说，微机保护有明显的优点，因为使用微机后，元件数量大大减小，而且大规模集成电路芯片在各领域大量使用的实践己证明损坏率很低的，特别是微机保护可以实现高级的在线自动检测，在绝大多数情况下，元件损坏都能被自动检测发现，并且发出警报，不会引起保护误动作。,继电保护装置工作环境中的干扰是严重的，这些干扰的特点: (1) 频率高、幅度大，因而可以顺利通过各种分布电容的耦合； (2) 干扰持续时间短。 模拟式静态保护装置可以用延时
29、来躲过这些干扰，而微机保护由于计算机的工作是在时钟节拍的严格控制下以较高速度同步进行的，不能简单的设置延时电路这就增加了干扰问题的严重性所以，提高微机保护装置可靠性的重点在抗干扰上。,二、干扰来源和串入微机弱电系统的途径1、什么是干扰？除有用信号以外的所有可能对装置的正常工作造成不利影响的内、外电磁信号。 如：CTC由于干扰脉冲而乱计数CPU由于干扰而引起程序紊乱等等2、干扰源干扰产生于干扰源。有的干扰来自外部，有的干扰来自内部。,内部干扰是指由系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的干扰。内部干扰主要有杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应、长线（对高频信号而言）传输造成电磁波的反射、多点接地
30、造成的电位差干扰等等。外部干扰是指那些与系统结构无关而是由使用条件和外部环境因素所决定的干扰。主要有其它物体和设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场以及来自电源的工频干扰。,从物理角度分析来看，外部干扰和内部干扰具有相同的物理性质，其消除及抑制的方法没有质的区别。就装置而言，它们的不同之处在于内部干扰源可以在设计和调试中使之尽量减少，而对外部干扰源只能通过合理的措施将它“拒之门外”。总的来说，由于干扰源多种多样，应有针对性地采用不同方法来克服。,3、干扰形式 干扰形式有两种，即横（差）模干扰和共模干扰。,l）差模干扰差模干扰是串联于信号源之中的干扰，即串联干扰，其产生情况如图所示，其中Un表示差
31、模干扰电压，Us表示信号源。差模干扰的原因主要是由于各信号线对干扰源的相对位置不对称而引起以及长线传输的互感、分布电容的相互干扰以及工频干扰等。,消除共模干扰的方法主要有：浮空隔离技术；双层屏蔽技术；保护系统一点接地；低阻匹配传输、电流传输代替电压传输；采用隔离变压器；采用光电耦合芯片。,2）共模干扰共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰，即对地干扰，其产生情况如图所示，其中Un表示共模干扰电压。共模干扰可为直流，亦可为交流，它是造成微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。,上图是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图，其中图（a）为差模干扰迭加在一直流信号上的波形，图（b）为共模干扰改变
32、了地电位后的波形，图（c）为差模干扰和共模同时干扰的选加波形。,因为微机保护各模拟量输入回路都首先要经过一个防止频率混叠的模拟低通滤波器，它能很好地吸收差模浪涌。为了减小作用在装置对外引线端子和机壳之间的共模干扰，硬件设计时应使微机保护各外接端子同微机弱电系统之间都没有电的联系。,由于共模浪涌频率高、前沿陡的特点使它可以顺利通过电路的各种分布电容而窜入弱电系统。而浪涌的幅度可能很大，微弱的耦合也可能足以造成微机工作出错因此除了隔离措施之外，在保护装置的结构布局方面必须十分谨慎例如应当将弱电系统的插件远离同外接端子有直接联系的各插件（电压形成回路，开关量输入和输出回路等）。并且装置后底板的配线也
33、应当使强电和弱电严格分开这样安排后，外接端子所引入的共模干扰浪涌基本上不会通过分布电容影响微机弱电系统的工作。,还有一条不可避免的耦合途径即微机保护的弱电电源线因为弱电电源线和干扰源之间总有一定的耦合，而它又直接连到微机的各个部分，所以它是一个传递干扰的主要途径由于弱电电源线（一般是5V）及其零线之间都接有一定容量的电容器，同时每个插件入口和每个芯片的电源“十”“一”之间通常也都接有电容器，所以电源线“”“一“之间对高频浪涌干扰可以认为是短路的，通过电源线传递的不是作用在两个电源线“”“一”之间的干扰，而是作用在电源线和机壳之间的共模干扰。对此干扰也应加以注意。,三、干扰对微机保护的影响内部干
34、扰主要由内部继电器的切换等原因引起外部干扰主要由装置的端子排从外界引入的浪涌电压，即装置所有的输入输出线、电源线、地线（机壳）均会引入干扰。 微机保护装置受干扰后：核心部分的数字部件-造成数据或地址传送错误，从而导致微机运行故障或功能障碍外围部分的模拟部件-使开关电路误翻转，可能误操作,主要有以下几个方面： （1）计算或逻辑错误强干扰可能引起RAM数据改变或造成CPU计算错误、逻辑紊乱，可能误动或拒动。 （2）程序运行出轨指由随机干扰因素破坏了程序执行正常顺序而造成程序执行卡死的现象，则保护会拒动。 （3）元件损坏 严重的干扰还可能造成元件损坏,四、抗干扰措施：抗干扰的最基本措施就是防止干扰进
35、入弱电系统。例如通过各种隔离、屏蔽、合理布局和配线、减少电源线传递干扰等方法。随着微机保护的发展，通过改进硬件增加了装置抗干扰的能力。如采用VFC数据采集系统，使得模拟系统和数字系统在电气上完全隔离，同时，VFC转换过程本身是一个不断积分过程，能对信号中的噪声进行平滑处理，本身就提高了抗干扰水平。进一步提高硬件的集成度，使总线不出芯片，可大大提高抗干扰能力。,（1）采用正确合理的接地装置外壳必须接大地设置装置内的各种地 （2）屏蔽与隔离：见前表中 （3）滤波、退耦与旁路ALF或加电容 （4）对供电电源的要求采用逆变电源 （5）合理地分配和布置插件,数字地 模拟地 功率地 直流电源地 屏蔽地,除
36、了上述措施外，当干扰串入微机引起出错或者微机内部故障引起出错的对策：（1）对输入采样值的抗干扰纠错。（2）运算过程的校核纠错。（3）出口的闭锁。（4）程序出格的自恢复。（5）对RAM、EPROM、EEPROM的自检。（6）数据采集系统、开关量输入输出回路自检。,（7） 采用多重化和容错技术，利用多个CPU互检。 当上述方法检测到有错时，微机保护装置自检有错，保护装置可发报警信号，可闭锁保护。,第六章 微机保护的使用,一、 定值 定值包括两种类型：一类是通常用的数值（电流、电压、阻抗、频率、时间、角度、比率系数等），以十进制形式表示。另一类称控制字（KG）。包括保护功能的投退、保护所选用的性质等
37、，它以十六进制数表示。,两种定值均由人机界面的键盘输入，并固化在EEPROM或EPROM中。当需要对这些数值进行整定或修改时，操作人员可通过键盘逐项进行。微机保护为适应各种运行方式的需要，都可存放多套定值，需要时可根据通过拨轮开关进行切换。微机保护装置的每一套保护都有数值型和开关型定值清单。它把定值号、含义、整定范围、整定步长、备注等列在清单上。,二 、人机界面操作与信息显示微机保护的人机界面与 PC微机几乎相同，只是微机保护装置的人机界面都小型化，使所有操作更加明确、简单、可靠。 1、显示一般采用液晶显示。显示屏只有几行，每行最多只能显示8个汉字或16个字符。通常显示当前时间、保护的投入情况
38、、软件版本、电流电压的幅值和相位等。在保护动作时，将自动显示最新一次的跳闸报告。,2、 键盘的功能键盘与夜晶屏幕配合可以进行选择命令菜单和修改定值用。不同型号的微机保护，键盘的形式也不同。目前微机保护的键盘，一般包括四个箭头键“ ”、“ ”、“ ”、“ ”和“ + ”、“ - ”，“SET（确认）”键、“RST（复位）”键、“Q（退出）”键等。通过这几个键，即可进入主菜单完成各种所需操作。,三、打印报告的分析 以WXB-11保护为例 QD 04 02 18 09 27 14GBI0CK1ZKJCKI01CKCHCK 3834 CJ X=0.2 R=0.01 BN D=23KM * * * CP
39、U21ZKJCK 3834 CJ X=0.2 R=0.01 BN D=23KM,自检类任务： PTDX 电压互感器二次回路断线 DLBPH 电流回路不平衡 OVLOAD 过负荷 CTDX 电流互感器二次回路断线 DACERR 模数变换系统故障 BAD6264 6264芯片读写不一致 BADEEPROM 2817芯片检测异常 BADDRV 发某一开出命令时，无反馈信号,四、微机保护的主要调试项目 1、 数据采集系统的检验 包括零点漂移各电流、电压的平衡度、线性度 2、 硬件电路的主要检查项目 包括开关量输入回路、开关量输出回路的传动检查、告警信号的检查、拨轮开关区号的检查、定值输入功能的检查等等。 3、 零序电压、零序电流回路极性正确性的检验,4、 部分保护功能检验 5、 软件测试 一般通过检验CRC码来测试 6、 整组检验 7、 带负试验注意事项：再操作过程中不可在带电状态下拔出和插入插件。插拔插件时应在断开直流电流后方可进行。,第七章 微机保护装置举例介绍,WXB-11型线路保护装置,
