文档介绍：第六章提高微机继电保护
可靠性的措施
可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。它包括两个方面------,例如保护的原理、,,微机保护有明显的优点,因为使用微机后,元件数量大大减小,而且大规模集成电路芯片在各领域大量使用的实践已证明损坏率是很低的,特别是微机保护可以实现高级的在线自动检测,在绝大多数情况下,元件损坏都能被自动检测发现,并且发出警报,不会引起保护误动作。
继电保护装置工作环境中的干扰是严重的,这些干扰的特点是频率高、幅度大,因而可以顺利通过各种分布电容的耦合;另一方面这些干扰持续时间短。
模拟式静态保护装置可以用延时来躲过这些干扰,而微机保护由于计算机的工作是在时钟节拍的严格控制下以较高速度同步进行的,,提高微机保护装置可靠性的重点在抗干扰上.
§ 干扰来源和窜入微机
弱电系统的途径
干扰产生于干扰源。有的干扰来自外部,有的干扰来自内部。外部干扰是指那些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。内部干扰是指由系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的干扰。外部干扰主要有其它物体和设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场以及来自电源的工频干扰等等;内部干扰主要有杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应、长线(对高频信号而言)传输造成电磁波的反射、多点接地造成的电位差干扰等等。
从物理角度分析来看,外部干扰和内部干扰具有相同的物理性质,其消除及抑制的方法没有本质区别。就装置而言,它们的不同之处在于内部干扰源可以在设计和调试中使之尽量减少,而对外部干扰源只能通过合理的措施将它“拒之门外”。总的来说,由于干扰源多种多样,应有针对性地采用不同方法来克服。
(1)干扰源
(2)干扰形式
一般认为,干扰形式有两种,即横(差)模干扰和共模干扰。
1)差模干扰
差模干扰是串联于信号源之中的干扰,即串联干扰,其产生情况如图39所示,其中Un表示差模干扰电压,Us表示信号源。差模干扰的原因主要是由于各信号线对干扰源的相对位置不对称而引起以及长线传输的互感、分布电容的相互干扰以及工频干扰等。
图39 差模干扰示意图
2)共模干扰
共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰,即对地干扰,其产生情况如图40所示,其中Un表示共模干扰电压。
共模干扰可为直流,亦可为交流,它是造成微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。
消除共模干扰的方法主要有:①浮空隔离技术;②双层屏蔽技术;③系统一点接地;④低阻匹配传输、电流传输代替电压传输;⑤采用隔离变压器;⑥采用光电耦合芯片。
图40 共模干扰示意图
图41是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图,其中图41(a)为差模干扰迭加在一直流信号上的波形,图41(b)为共模干扰改变了地电位后的波形,图41(c)为差模干扰和共模同时干扰的迭加波形。
因为微机保护各模拟量输入回路都首先要经过一个防止频率混叠的模拟低通滤波器,,硬件设计时应使微机保护各外接端子同微机弱电系统之间都没有电的联系。