微机继电保护装置的软件抗干扰措施 张胜

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1、微机继电保护装置的软件抗干扰措施 张胜摘要：微机继电保护装置是保证电力系统正常运行重要部分，它的工作可靠性 如何，直接影响电力系统的运行安全，而干扰的产生是影响微机继电保护装置可 靠性的重要因素，因此，本文深入探讨了微机继电保护装置的软件抗干扰措施， 旨在提高微机继电保护装置的可靠性。关键词：微机；继电保护装置；软件抗干扰1 引言 电力系统经常处于正常运行状况下，断电保护装置是不应该动作的。但由于 自然和人为的原因可能导致故障。一旦发生故障，继电保护装置应迅速、有选择 性地将故障设备从系统中切除。对于常规保护装置，它在不动作状态时除了测量 元件在监视系统状态外，其逻辑部分是处于待命状态的情况下

2、。逻辑电路是否存 在隐患是无法知道的，只有在定期的检验中才能发现。由于存在隐患而未被发现 和排除，故障时即可造成保护的误动或拒动。微机继电保护的出现，使得实时在 线自检成为可能。利用软件实时检测微机继电保护装置的硬件电路各部分。一旦 发现故障，立即闭锁出口跳闸回路，同时发出故障告警信号。因此，微机继电保 护装置的可靠性较常规保护有了很大的提高。2 微机继电保护装置的特点以及优点 微机继电保护装置相比于传统的继电保护装置而言具有更可靠的性能、应用 更加灵活而且能够实现远程控制的功能。下面将详述微机继电保护装置的特点以 及优点。2.1 微机继电保护装置的可靠性更高 微机继电保护装置是由计算机程序控

3、制的，程序有强大的分析能力，计算机 程序能够识别外界的干扰并采取相应的措施。而传统的继电保护装置仅能够控制 简单的线路，对于多组合线路无法进行准确的判断，而且传统的继电保护装置的 控制方法较简单，在复杂线路的控制中可靠性不够。但是用计算机程序控制的微 机继电保护装置却能够在复杂的线路中识别需要控制的线路，并采取相应的断电 操作。2.2 微机继电保护装置更加灵活 微机继电保护装置是由软件的逻辑运算来完成的，当需要微机继电保护装置 时软件就会根据保护对象的区别或者不同的保护原理来合理的进行保护。程序能 够自主选择继电保护组合，这相比于传统的继电保护装置而言其灵活性更强。2.3 微机继电保护装置具有

4、远程控制功能 微机继电保护装置具有较好的通讯功能，能够实现变电站之间的通信，微机 监控系统可以控制系统中的每一个变电站，即能够实行微机继电保护的远程控制。 而原有的继电保护装置则不可能拥有这种功能，远程控制功能可以使得微机继电 保护装置更加迅速。而且微机继电保护装置的远程控制能够将电网的数据上传到 网络中，那么就可以对电网的电能进行集中调度，实现电力资源的安全使用。2.4 微机继电保护装置的设备使用年限更加长远 微机继电保护装置在正常使用状态时各个元器件都是在休眠的状态，只有微 机继电保护程序运行时才会使得各个元件工作，相比于传统的继电保护装置而言 其元器件的使用时间可以更大限度的延长，而且对

5、于微机继电保护装置非常有效。3 常用软件抗干扰措施 针对干扰对系统软件的影响，现从抑制和消除数据采集误差、控制失灵、数 据出错、程序跑飞等四个方面给出常用的软件抗干扰措施。数据采集误差的软件 抗干扰措施数据采集误差的软件抗干扰措施主要是数字滤波。数字滤波实质上是 一种程序滤波，即通过一定的计算程序，对采样信号进行平滑加工，减少干扰在 有用信号中的比重。常用的数字滤波法有均值滤波法、一阶递推数字滤波法、比 较取舍法、中值滤波法等。3.1 控制失灵的软件抗干扰措施 控制失灵软件抗干扰措施主要是为了克服干扰对开关量读入和动作信号输出 的影响，常用的方法为：3.1.1 指令复执指令复执指对于重要的指令

6、，特别是输入/输出指令，要重复执行，以确保其 正确。开关量的读入必须两次以上读入一致才有效；若是按键类开关，还应加软 件除抖保护，即加软件延时，延时值一般 20ms 左右。动作信号输出时，需将输 出回读，以保证输出信号的正确性。对于微机保护装置，应不断重复该输出命令， 确保动作无误。只要有可能，重复周期应尽可能短，这样当外部设备接收到一个 被干扰的错误信息后，还来不及做出有效的反应，一个正确的输出又来到，就可 及时防止错误动作的产生。3.1.2 多重动作指令 保护出口驱动电路的控制不要由单条指令实现，而要分成两条或多条指令的 组合来执行，否则对该控制指令的任何干扰都有可能引起误动作。3.1.3

7、 设置当前输出状态寄存单元。 当干扰侵入输出通道造成输出状态破坏时，系统可以及时查询当前输出状态 寄存单元的输出状态信息，及时纠正错误的输出状态。3.2 数据出错的软件抗干扰措施数据出错的软件抗干扰措施主要是针对RAM中的数据进行保护。通常采用数 据冗余技术，将同样的数据在不同的地方保存1-2个备份。当使用RAM中数据时, 把原数据与备份数据进行比较，相同则认为数据未被破坏，否则启动备份数据。 值得注意的是，备份数据的存放地址应与原数据保持一定的距离，以防止两者同 时被破坏。同时应注意数据区不要靠近堆栈，以防止堆栈溢出破坏数据或读写数 据破坏堆栈。可见， RAM 中数据的保护是以牺牲存储空间和

8、执行速度为代价的。在实际应 用中，一般只对RAM中极少数重要的不允许丢失的数据进行保护，而绝大部分 临时存放、随时更新的数据即使遭到破坏，最多也只是造成系统短时间的波动。3.3 程序跑飞的软件抗干扰措施 程序跑飞的软件抗干扰措施主要有“软件狗”、“指令冗余”和“软件陷阱”，下面 逐一介绍。3.3.1 软件狗 软件狗实际上是一个软件监视系统，通常利用软件定时器或硬件定时器的中断，在中断程序中查询某个设定的标志，若标志不为零，则清零或减1后退出； 若标志为零，则执行复位指令或转向出错处理程序，在出错处理程序中完成各种 善后工作，再使系统复位。在系统程序中根据要求的监视时间的长短去设置标志， 一旦程

9、序未能在给定的时间内重置标志，就会导致系统复位。软件狗对不带硬件 狗电路而有定时器中断的微机系统特别有用，其缺点是额外占用了一个定时器。3.3.2 指令冗余 指令冗余指在一些对程序流向起着决定作用的指令（如跳转指令）及对系统 工作状态至关重要的指令（如中断指令）前面，人为地插入几条空操作指令，以 保证跑飞的程序能重返正常轨道。指令冗余得以实现的前提是程序跑飞到程序区 并执行了空操作，否则指令冗余不起作用。应当注意的是在一个程序中 “指令冗 余”不要使用过多，以免降低程序的执行效率。3.3.3 软件陷阱软件陷阱是指在非用户程序区（如未使用的 E-PROM 区、未使用的中断向量 区、数据表格区的周

10、围）填充空操作指令并周期性写入一条指引指令，当程序跑 飞到这些区域时，强行将程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出 错处理的程序，以便引导程序进入正常的运行状态。4 总结 微机继电保护装置的抗干扰能力较弱，如果在使用微机继电保护装置的过程 中没有进行有效的抗干扰措施就会使得微机继电保护装置失去作用，并造成较严 重的后果。为了使得微机继电保护装置能够更好的发挥作用，就要不断的创新微 机继电保护装置的抗干扰措施，使得微机继电保护系统得到更加广泛的运用。参考文献：1 高二亚.火力发电厂微机型继电保护装置的抗干扰问题研究J.新材料新装饰, 2014，（13）：548-548.2 苟同江.微机继电保护装置的抗干扰防护措施J.水电自动化与大坝监测， 2014，（6）：87-89.