微机继电保护装置的软件抗干扰措施

微机继电保护装置的软件抗干扰措施

摘要：继电保护装置的抗干扰性能力对电力系统的运行起到了非常重要的保障

作用，继电保护可以快速的切断电源，能够有选择性的根据电力系统的需要来产

生保护作用。传统的继电保护装置设备简单，且判断电力系统故障单一，所以需

要对继电保护装置进行升级，确保具有高强度的抗干扰能力，可以及时有效的对

电力系统起到保护作用。本文主要结合微机继电保护装置的软件抗干扰措施进行

研究。

关键词：微机；继电保护装置；软件抗干扰

前言：

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。其作为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，所以研究好微机型继电保护装置，做好软件抗干扰的

措施是十分必要的。

一、微机继电保护装置的软件抗干扰

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。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。

二、微机继电器装置的干扰性问题

微机继电器装置主要包含了软件系统、硬件系统、印刷电板组成，所以对于

微机继电器装置的干扰问题分析时需要从这三个方面着手进行控制。软件系统通

常是监控装置的问题，监控是整个微机继电器装置的重要功能，直接会对电力系

统的安全性产生影响。所以对于监控系统的干扰控制显得非常重要，在控制过程

中主要针对微机装置的CPU、输入、输出指令管理，确保指令能够正确的传达和

执行。另外硬件系统则主要是组成微机继电器装置的硬件部分，因为硬件性能直

接会影响到整个装置的功能情况，因此选择组成微机继电器装置的组件时，需要

对硬件产品的合格性进行控制，确保整个装置可以发挥出其本身的功能和性能。

微机继电器装置的印刷版主要决定了整个装置的元件布局，由于装置中的组件布

局不一样，非常容易造成整个装置抗干扰能力不足，极易产生电力系统安全隐患。

值得注意的是，微机继电器装置的面对外部干扰也可能造成整个保护装置难

以确保其安全性。对于外部干扰主要考虑到屏蔽设置、接地措施以及滤波措施等

干扰，这些外界的干扰会使得微机出现信号接收不良，极易造成控制判断错误，

酿成安全事故。

2.1微机型继电保护装置产生干扰的类型

2.1.1接地故障产生干扰。在变电站内部工作的过程中，当发生单相或者多相

接地问题时，会产生故障的电流，这种故障电流具有一定的特性，通过变压器的

中性点，接地故障产生的故障电流会进入地网之中，并且经过大地和架空的地线

流到故障地点。强大的故障电流会沿接地点流入到变电站的地网，地网的各个点

会产生很高的地电位差，这个电位差被称之为50HzT频干扰，将会影响微机型继

电保护装置，对高频保护产生严重的威胁。

2.1.2电感耦合产生干扰。电感耦合产生干扰主要是当隔离开关进行操作后，

会发生高频电流或雷电电流，这些电流通过高压母线时，高压母线的周围会产生

大量的电磁磁场，这时一部分磁场会把二次电缆包围，使二次回路发生时产生的

感应会发生干扰电压，传到继电保护装置的二次设备端。接地电容使母线上的高

频电流注入地网后，就会导致地网的电位和地网不同点电位差的区别。干扰的原

理主要是在二次电缆的屏蔽层中能够受到高频电流，从而对二次回路发生干扰。

2.1.3断路器操作故障产生干扰

如果直流控制的回路中电感线圈被切断，就会产生宽频的干扰电波，甚至这

种宽频电波频率可以达到50MHz；此外当使用电话、对讲机、计算机等通讯设备时，也会产生高频电磁干扰，从而严重威胁对微机型继电保护装置的稳定。

三、微机继电保护装置的软件抗干扰措施

软件和硬件是微机继电器装置的重要组成部分，可以将硬件看作为控制电系

统的人，而软件则是控制人员的思想、思维。所以微机继电保护抗干扰装置的控

制需要对其自身的软硬件进行严格控制。

3.1 EPROM芯片的检测

EPROM是紫外线擦除的可编程只读存储器芯片。其片内存放着微机继电保护

的程序和参数。实际上就是一些0和1的二进制代码，若某位或某几位一旦发生

变化，将会导致十分严重的后果。为此，应对EPROM中的内容进行检查。发现

错误，立即闭锁保护，并给出告警信号。

3.2 开关量输出电路的检测。开关量输出电路的自检功能应当设置在最高优先

级的中断服务程序中，或者先屏蔽中断再检测，否则，如在CPU发生检测驱动信

号后被中断打断，就可能无法及时收回检测信号，从而导致继电器误吸合。检查

的方法是送出驱动命令，读自检反馈端的电位状态；送出闭锁命令，读自检反馈

端的电位状态；无论是驱动命令或闭锁命令，如自检反馈的状态不正确，说明开

关量输出电路有故障。

3.3 数据采集系统的检测

这部分的检测对象主要是采样保持器、模拟量多路开关、模数转换器和电流、电压回路。在对输入采样值的抗干扰纠错时，我们常利用各模拟量之间存在的规

律进行自动检测。如果某一通道损坏，将破坏这种规律而被检测到。

3.4 芯片的检测

是电擦除、电改写的只读存储器芯片，用于存放微机继电保护的定值。对其

检查的方法与对EPROM的求和尾数校验法相同。

3.5 采用软件滤波技术

在微机继电保护装置中，可采用一些软件的手段消除或减少干扰对保护装置

的影响。此外，根据软件的功能和要求，在不影响保护的性能指标的前提下，可

采用中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法等都具有消除或减弱干扰

的作用。

3.6 指令冗余技术

在单字节指令和三字节指令的后面插入两条空操作指令。可保证其后的指令

不被拆散。由于干扰造成程序“出格”时，可能使取指令的第一个数据变为操作数，