第七章-微机保护课件.ppt

1、第七章 微 机 保 护第一节第一节 微机保护系统简介微机保护系统简介第二节第二节 微机保护装置的硬件系统微机保护装置的硬件系统 第三节第三节 微机保护装置的软件构成微机保护装置的软件构成第四节第四节 提高微机保护可靠性的措施提高微机保护可靠性的措施 第一节第一节 微机保护系统简介微机保护系统简介一、微机保护的应用和发展概况一、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机保护

2、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。组成部分。我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。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年上半年，华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基为基础的距离保护样机投入试运行。础的距离保护样机投入试运行。1984年底在华中工学院召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。进入计算机保护的开发

3、开始进入了重要的发展阶段。进入90年年代，我国已陆续推出了不少成型的微机保护产品。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高速数据处理芯片的应用 2微机保护的网络化微机保护的网络化3保护、控制、测量、信号、数据通信一体化保护、控制、测量、信号、数据通信一体化4继电保护的智能化继电保护的智能化5自适应继电保护自适应继电保护6暂态保护暂态保护 微机保护的发展：微机保护的发展：二、微机保护装置的特点二、微机保护装置的特点1维护调试方便维护调试方便 2可靠性高可靠性高3易于获得附加功能易于获得附加功能4灵活性大灵活性大5良好的性价比良好的性价比 第二节第二节 微机保护装置的

4、硬件系统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。微机保护硬件示意框图如下图所示。1.数字核心部件数字核心部件 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，一般由中央处理器（的专用微型计算机，一般由中央处理器（CPU）、存储器、）、存储器、定时器定时器/计数器及控制电路等部分构成，并通过数据总线、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。控制。CPU主要有以下几种类型：主要有以下几种类型：（1）单片微处理器）

5、单片微处理器（2）通用微处理器）通用微处理器（3）数字信号处理器（）数字信号处理器（DSP）2.模拟量输入（模拟量输入（AI）接口部件）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。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。确地变换成离散化的数字量。典型的交流典

6、型的交流AI接口按信号流程主要包括以下各部分：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（输入变换及电压形成回路、前置模拟低通滤波器（ALF）、）、采样保持（采样保持（S/H）电路、模数变换（）电路、模数变换（A/D）电路。）电路。3.开关量输入（开关量输入（DI）接口部件）接口部件 这里开关量泛指那些反映这里开关量泛指那些反映“是是”或或“非非”两种状态的逻两种状态的逻辑变量，如断路器的辑变量，如断路器的“合闸合闸”或或“分闸分闸”状态、开关或继电状态、开关或继电器触点的器触点的“通通”或或“断断”状态、控制信号的状态、控制信号的“有有”或或“无无”状态等。

7、继电保护装置常常需要确知相关开关量的状态才能状态等。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正确动作，外部设备一般通过其辅助继电器触点的“闭合闭合”与与“断开断开”来提供开关量状态信号。来提供开关量状态信号。4.开关量输出（开关量输出（DO）接口部件）接口部件微机保护装置通过开关量输出的微机保护装置通过开关量输出的“0”或或“1”状态来控制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执行回路（如告警信号或跳闸回路继电器触点的“通通”或或“断断”），因此开关量输出接口简称为），因此开关量输出接口简称为DO（Digital Output）接口

8、。接口。DO接口的作用是为正确地发出开关量操作命令提供接口的作用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。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（人机对话接口（MMI）部件）部件 人机对话接口称为人机对话接口称为MMI（Man-Machine Interface）,其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。继电保护对保护装置进行人工

9、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。机信息交换功能大为丰富、操作更为方便。6外部通信接口（外部通信接口（CI）部件）部件 外部通信接口简称为外部通信接口简称为CI（Communication Interface），），其作用是提供与计算机通信网络以及远

10、程通信网的信息通道。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：一类可分为两大类：一类CI实现特殊保护功能的专用通信接口，实现特殊保护功能的专用通信接口，另一类另一类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。及电力系统远程通信网相连。第三节第三节 微机保护装置的软件构成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一、微机保护装置的基本软件流程 微机保护装置除了具备高性能的保护功能外，其它的主微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

11、信、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。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。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微机保护装置软件的主流程及主循环

12、保护装置在合上电源（简称上电）或硬件复位（简称复保护装置在合上电源（简称上电）或硬件复位（简称复位）后，首先进入第位）后，首先进入第1框，执行系统初始化。其作用是使整框，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、中断控制器的设定以及安全机制等其它功能的设定、的设定、中断控制器的设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、各个控制标志的初地址空间的分配、各数据缓冲区的定义

13、、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。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。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，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

14、装置工作的可靠性、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。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。检通过，则进入保护功能程序开始进行。1微机保护装置软件的主流程及主循环微机保护装置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）

15、进行地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）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。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微机保护装置软件的主流程及主循环闭锁保护

16、模块通过设置闭锁保护的控制字，通知采样中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，使用。在具备足够的采样数据之后，进入重新开放保护功能，此后主程序进入主循环。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，只主循环在数字保护正常运行过程中是一个无

17、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，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，每逢中断到来，当前任务被暂时中止，CPU响应中断并转而响应中断并转而执行中断服务；执行中断服务；CPU完成中断服务任务后又返回主循环，继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。理、调试任务处理、故障报

18、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、在人机对话处理模块如扫描键盘及控制按钮、在LCD上显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。交给相应的任务处理程序执行。1微机保护装置软件的主流程及主循环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数字式保护装置自身发生故障时，微机保护装置在

19、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。作用。1微机保护装置软件的主流程及主循环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

20、环程序。自检任务由于处理量较大，需要通过分时和循环循环程序。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。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，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。然后周而复始。1微机保护装置软件的主流程及主循环微机保护装置软件的主流程及主循环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（即采样和A/D变换），通常还需完成通信数据收发、运行变换），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。自

21、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。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

22、行。采样中断的速率必须足够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据的要求。速率相匹配，满足不迟滞发送数据和不丢失接收数据的要求。2采样中断服务程序的流程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，然后直行装置故障告

23、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，自检、工作电源的自检等，2采样中断服务程序的流程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，则从中断返据供保

24、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。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采样中断服务程序的流程判别当前保护装置的基本工作方式模块，根据当前工作判别当前保护装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；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。若为运行方式，则直接进入判别启动标志是否置位。2采

25、样中断服务程序的流程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

26、样中断标定故障发生时刻，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故扰动，便可从中断返回。动条件，表明当前没有系统事故扰动，便可从中断返回。2采样中断服务程序的流程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：特性的核心部分。其基本功能和处理步骤，主要包括：数数字滤波及特征量计算；保护判剧计算及动作特性形成；字滤波及特征量计算；保护判剧计算及动作特性形成；

27、逻逻辑时序处理；辑时序处理；告警与跳闸出口处理；告警与跳闸出口处理；后续动作处理，如后续动作处理，如重合闸及启动断路器失灵保护等；重合闸及启动断路器失灵保护等；故障报告形成及整组复故障报告形成及整组复归处理。归处理。2采样中断服务程序的流程采样中断服务程序的流程二、距离保护的软件流程二、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，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，件）、距离元件、振荡闭锁及故障再开放

28、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、护、TV及及TA断线闭锁等辅助元件。断线闭锁等辅助元件。距离保护故障处理程序流程首先进行距离保护动作判据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

29、闭锁及故障再开放条件、重合闸条件、重合闸外，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。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，从而稳破坏事故，若启动，则进入关闭

30、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；若不是启动，意味着保护是由短路故障行振荡闭锁的处理；若不是启动，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，未防止系统振荡能将要

31、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。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。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，

32、则进入手动合接下来，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，则出闸加速模块，在加速模块中若满足手合于故障的条件，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。故障处理的逻辑和时序过程。二、距离保护的软件流程二、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：若不在段保护区内：若不在段区内，则先设定段区内，则先设定段区外标志，段区外标志，然后转到进行保护然后转到进行保护段区内判断；若

33、在段区内判断；若在段区内，则进行短段区内，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，距离保护时间内，距离保护段动作，发出跳闸令并置启动重合闸标段动作，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荡过程中）的确发生了距离保护段保护区内故障，保护可段保护区内故障，保护可进入动作跳闸，接下来流程与上相同；若不

34、满足振荡闭锁开进入动作跳闸，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，等待下一次中断放条件，则不允许跳闸，程序从中断返回，等待下一次中断再判断和处理。再判断和处理。二、距离保护的软件流程二、距离保护的软件流程 判别故障地点是否处在距离保护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：若不在段保护区内，表明故障位于段保护区内，表明故障位于段以外（外部故障），则先段以外（外部故障），则先将将段定时器清零，并置外部故障标志，然后进行等待整组段定时器清零，并置外部故障标志，然后进行等待整组复归处理；若在复归处理；若在段保护区内，则进入延时处理。判断是否段保

35、护区内，则进入延时处理。判断是否达到保护达到保护段延时时间：若未达到延时，则需继续等待，程段延时时间：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。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二、距离保护的软件流程 第四节第四节 提高微机保护可靠性的措施提高微机保护可靠性的措施一、抗干扰措施一、抗干扰措施 1对输入采样值的抗干扰纠错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。保护装置的模拟输入量

36、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例如，三相电流和零序电流之间有 ia+ib+ic=3i0 求和检查不仅可以抗干扰，还可以用来发现数据采集系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。回路也可进行类似的求和自检。2运算过程的校核纠偏运算过程的校核纠偏针对针对CPU在运算过程中可能因强大的干扰而导致运算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，以核对运算是否有出错的问题，可以将整个运算进行多次，以核对运算

37、是否有误。这种校对可以有两种做法：误。这种校对可以有两种做法：在运算结束后，由程序安在运算结束后，由程序安排使排使CPU先把运算结果暂存起来，再利用同样的原始数据，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，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。三取二表决，或直到两次结果一样。连续的多次计算不利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用完全相同的原始数据，而当第二次

38、计算时将算法所依据的数据窗顺移一个采样值。数据窗顺移一个采样值。3保护出口的闭锁保护出口的闭锁在干扰造成程序出格后，在干扰造成程序出格后，CPU可能执行一系列非预期的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。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。执行几条指令后才能出口。4.程序出格的自恢复（看门狗）程序出格的自恢复（看门

39、狗）若在强大的干扰下造成了保护程序出格，应该迅速发现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，因为为CPU已不再按预定的程序工作，因此必须用专用的硬件电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。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

40、触发器或计数器构成。由单稳触发器或计数器构成。二、自动检测技术（自检）二、自动检测技术（自检）1.可读写存储器可读写存储器RAM自检自检对装置对装置RAM区的每一个地址，可以循环地进行自动检测。区的每一个地址，可以循环地进行自动检测。通过对该通过对该RAM地址写入全地址写入全“0”即即00H和全和全“1”即即FFH检测其检测其是否良好。应当注意对于某些存放重要标志字的是否良好。应当注意对于某些存放重要标志字的RAM地址的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。进行。2只读存储器只读存储器EPROM(EEPROM)自检自

41、检为了检测固化中的数码（程序的指令）是否改变，一种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。即将最简单的也是常用的方法是累加求和自检。即将EPROM中中存放的全部数码字节（或双字节）累加，舍去累加过程中溢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预先存放在EPROM中某地址的已知的和数进行比较，以判中某地址的已知的和数进行比较，以判断固化的内容是否改变。断固化的内容是否改变。3.开关量输入通道自检开关量输入通道自检对开关量输入通

42、道的检测主要是指对各光电耦合器件及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（入量状态（0或或1）构成一个）构成一个“字节字节”或或“字字”，作为正确的，作为正确的开入量状态字存入开入量状态字存入RAM中。在自检时，扫描开入量各位，得中。在自检时，扫描开入量各位，得到当前的开入量状态字，与到当前的开入量状态字，与RAM中的已存储的正确状态校对，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

43、。该报警。4.开关量输出回路自检开关量输出回路自检自检的原理利用了继电器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，然后的光敏三极管导通，然后CPU 通过并行接口通过并行接口2监视光耦合监视光耦合器件器件G2是否导通，如果此开关量输出通道正常，是否导通，如果此开关量输出通道正常，G2应很快应很快导通，导通，CPU检测到检测到G2导通后立即撤

44、回从并行口导通后立即撤回从并行口1送出的驱动送出的驱动命令。由于这一过程极短，仅几个微妙，继电器命令。由于这一过程极短，仅几个微妙，继电器K不会吸合。不会吸合。如果此开关量输出通道有元件损坏，则如果此开关量输出通道有元件损坏，则CPU经过预定的时间经过预定的时间收不到收不到G2导通的信号，也应立即撤回驱动命令并发出警报。导通的信号，也应立即撤回驱动命令并发出警报。复习思考题复习思考题8-1 微机保护有哪些特点和优点？微机保护有哪些特点和优点？8-2 说出微机保护软件的构成。说出微机保护软件的构成。8-3微机保护中常见的流程基本结构是什么？微机保护中常见的流程基本结构是什么？8-4什么是定时采样中断服务程序？并简述其工作过什么是定时采样中断服务程序？并简述其工作过程。程。8-5 提高微机保护可靠性的常见措施有哪些？提高微机保护可靠性的常见措施有哪些？