第五节 可靠性的措施.ppt

第五章 微机保护的可靠性措施 5.1 概述 一、微机保护可靠性的含义 5.2 干扰来源和窜入微机弱电系统的途径 一、干扰源 5.3 抗干扰措施 一、微机保护抗干扰的措施 5.4自动检测 一、微机保护的自动检测 5.5 多重化和容错技术 6.1 概述 一、微机保护的流程图 5－2 程序流程的基本结构 一、中断功能的作用 6.3 电流保护流程图 电流保护的流程 6.4 高压线路保护流程图 一、高压线路保护的程序流程 * （1）不误动； （2）不拒动。 二、影响微机保护可靠性的因素 （1）微机保护的抗干扰问题； （2）装置内部元件出现损坏时的对策。 三、电磁干扰 由于继电保护装置的工作环境，电磁干扰是严重的。在抗干扰方面，微机保护有它的独到之处，可以采取一系列常规保护所无法实现的抗干扰措施，国内外的实践都已证明微机保护是高度可靠的。 1、外部干扰：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 （1）由其它物体和设备辐射的电磁波 （2）由其它物体和设备产生的强电场或强磁场 （3）来自电源的工频干扰 2、内部干扰：由系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的干扰 （1）杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应 （2）长线传输造成电磁波的反射 （3）多点接地造成的电位差干扰等 二、干扰形式及耦合途径 1、差模干扰 定义：是串联于信号源之中的干扰。 原因： （1）长线传输的互感 （2）分布电容的相互干扰 （3）工频干扰 措施：防频率混叠的模拟低通滤波 能很好地吸收差模浪涌。 差模干扰信号： 干扰形式及耦合途径 2、共模干扰 定义：是引起回路对地电位发生变化的干扰。 可能传播途径及应对措施： （1）装置对外引线端子和机壳之间的共模干扰—硬件设计保证各外接端子同微机弱电系统之间没有电的联系； （2）电路的分布电容—微机保护的结构布局必须谨慎； ①弱电系统的插件远离同外界端子有直接联系的各插件； ②装置后底板的配线也应当使强电和弱电严格分开。 （3）电源线和机壳之间的共模干扰 共模干扰信号： 二、防止电磁干扰进入微机保护弱电系统的措施 差模干扰对微机保护的威胁一般不大，至于作用在装置对外引线端子和机壳之间的共模干扰，可以通过微机保护各外接端子同微机弱电系统之间增加隔离来进行抑制。 由于共模浪涌频率高，前沿很陡的特点使它可以顺利通过电路的各种分布电容而窜人弱电系统，而浪涌的幅度可能很大，微弱的耦合也可能足以造成微型机工作出错。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），严格使强电和弱电分开。 三、微机保护弱电系统电源零线的接地分析 弱电电源线和干扰源之间总有一定的耦合，而它又直接连到微型机的各个部分，所以它是一个传递干扰的主要途径。 电源线传递共模干扰的方式和其零线是否接机壳有关。 （1）电源零线直接接机壳 （2）电源零线浮空 1、电源零线直接接机壳 微机弱电系统在B点接机壳。 微机保护弱电系统电源零线的接地分析 2、电源零线浮空 微型机电源的零线不连机壳，并且尽量减小电源线和机壳之间的分布电容，则由于干扰造成的流过电源线的浪涌电流可以大大减小。 但是，微型机弱电路中其他部分同机壳之间的分布电容总是存在的。 是共模干扰。C3、C4是与机壳之间的分布电容。 在高频干扰作用下，电源零线相对于机壳的电位可能瞬时发生变化。 将印制板周围都用电源零线或+5V线封闭起来，更好的办法是采用多层印制板。 四、电磁干扰进入微机弱电系统的后果 虽然采用了硬件上的隔离等措施，电磁干扰还是有可能进入微机弱电系统。其引起的后果： （1）“读”或“写”出错，使得计算或逻辑错误 （2）程序出格 （3）元件损坏 1、硬件采取的措施（第一道防线） 最重要的抗干扰措施是防止干扰进入微型机弱电系统，也就是前面介绍过的各种隔离、屏蔽、合理布局和配线以及减弱电源线传递干扰等方法。 装置外部连接电缆的典型设计是采用带屏蔽层的电缆，且屏蔽层可靠接入地网。 2、微机软件上采取的措施（第二道防线） 电磁干扰突破了第一道防线，造成了微型机工作出错，也决不能允许它导致保护误动作或拒动，而应能自动地纠正。 二、微机保护软件上的抗干扰措施 1、对输入采样值的抗干扰纠错 利用某些输入量之间存在着的可以利用的规律 2、运算过程的校核纠偏复算 数据窗移位后复算 微机保护软件上的抗干扰措施 3、出口的闭锁 （1）不允许一条指令就出口 （2）中间加入核对程序 4、程序出格的自恢复 用专用的硬件电路来检测程序出格，并实现自动恢复正常。 提高微机保护可靠性的另一个重要课题是研究装置内部有元件损坏时的后果及对策。从可靠性的角度希望能做到任一元件损坏时都不会引起误动作，并且应能立即自动检测到而发出警报，以便及时得到相应的处理