第五章 微机保护抗干扰措施.ppt

第五章提高微机保护可靠性的措施
一、概述
可靠性是对继电保护装置的基本要求之一,包括两个方面:不误动和不拒动。
它与保护原理、制造工艺和运行维护水平等有关。
两个问题:

干扰的后果:
◆对数据采集系统的影响→计算结果错误
◆干扰CPU数据、地址和控制总线→保护逻辑错误
◆侵入微机保护装置内部→元件的损坏

◆芯片高度集成,元器件数量减少,损坏率降低;
◆在线自检,告警并闭锁保护出口。
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二、干扰和干扰源

高压设备(如:断路器、隔离开关)在投入或断开时,可引起瞬时过电压和高频振荡,通过电磁感应、静电感应对装置造成干扰。

◆电磁耦合:电容式电压互感器在投入时,通过电磁感应在电压信号的二次回路中产生噪声。
◆静电耦合:控制电缆分布在强电场环境下,通过分布电容耦合及静电感应耦合产生噪声。
◆公共阻抗耦合:变电所一次回路、二次回路以及微机保护装置等的地最终接入接地网,当发生接地故障时,噪声电流在公共地线上产生电压降,引起有用信号的畸变。

突然切断电感的各种继电器、接触器、跳合闸线圈时,在电感线圈的两端会产生很高的感应电压。

芯片工作电流突然增大(信号工作频率高),通过电路耦合会产生很大的尖峰噪声。
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噪声电流在信号线与地线之间传输,由噪声源经两条传输线通过地回路产生噪声电压UN,从而改变地电位,对信号线造成干扰。
按干扰侵入装置的方式可分为两种:差模干扰和共模干扰。

噪声电流
信号电流
三、干扰的形式

◆变压器空载投入产生的励磁涌流;
◆电气化铁路中的电力机车负荷;
◆空载投入高压输电线路或带并联电抗器的线路时,将产生高次谐波;
◆直流输电系统中的换流器工作时产生的高次谐波。
消除共模干扰的方法: ◆浮空隔离技术(浮地)
◆系统一点接地
◆隔离变压器
◆光电耦合
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◆噪声电流与信号电流同时在两条信号线之间传输;
◆差模干扰一般是由长线传输的互感耦合或线间分布电容耦合产生。
噪声电流
信号电流
四、硬件抗干扰措施

◆屏蔽措施:机箱屏蔽、电流电压变换器的原副边屏蔽。
◆隔离措施:光电隔离、变压器隔离、继电器隔离等。

◆数据采集单元中的模拟低通滤波器;
◆集成电路芯片的去耦电路(旁路高频燥声等);
◆每个插件的电源入口处的抗干扰电容。

:保护装置、装置中的插件双重化。

◆采用双线驱动命令编码方式(1个开出由两位控制);
◆出口电源受告警继电器和启动元件控制;
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五、软件抗干扰措施

◆某些模拟量输入之间存在可以利用的规律
例如,三相电流和零序电流、三相电压和零序电压之间满足:
所有模拟量在同一时刻采样,则对任意一次采样k,都满足:
※(1)式和(2)式短时不成立
※(1)式和(2)式连续不成立
※(1)式成立、(2)式不成立
干扰
数据采集系统损坏
TV断线
◆自身的若干次采样值之间的变换规律
◆重要模拟量输入采用双重化
同一信号设置两个采样通道,经过A/D转换成数字量后,比较两个数据是否
一致,甚至采样三重化,用三取二表决的方法。
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将运算过程进行两次或多次,核对运算是否有误。
◆两次运算利用同样的原始数据
比较两次运算结果,直到两次结果一致。
◆两次运算不利用完全相同的原始数据
设算法要求的数据窗为N+1点, 则:
第一次运算采用x(k),x(k-1),…,x(k-N);
第二次运算采用x(k+1),x(k),…,x(k-N+1);
对于阻抗或电流、电压有效值等的计算结果应当十分接近。

说明:标志1由启动元件、保护动作判断程序生成。
跳闸程序的闭锁
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