微机继电保护抗干扰的研究李薇

微机继电保护抗干扰的研究李薇

李薇朱迎春张芳陶玲

国网安徽省电力公司六安供电公司安徽省六安市237006

摘要：该文针对变电站的微机保护和监控系统的干扰源，重点介绍了目前常采用的抗干扰和提高其可靠性的措施。

关键词：微机；继电保护；抗干扰

一、引言

安装于变电站现场的微机保护和监控系统，必须长期不间断地无故障运行。其可靠性主要面临两个问题：一是各种干扰引起的功能差错；二是元器件损坏，若有一个元器件损坏，有可能造成保护误动或者拒动，信息不能正确及时传送。对保护和监控系统装置，工作环境的干扰情况比较严重，因此提高保护和监控装置可靠性的重点应是在抗干扰上。

二、实际应用微机继电保护装置时出现的一系列问题

2.1、由于软件设计缺陷导致的问题

软件设计是否合理直接影响着计算机的控制方面是否良好，如果继电保护装置的软件设计存在缺陷，则会极大地降低保护装置的安全控制性能，因此，不能忽略由于软件设计存在缺陷而产生的一系列问题。在微机继电保护装置软件的实际工作过程中，其中，最为重要的一项设计就是对干扰的处理过程的校核。因此，计算机的软件如果存在问题会给接下来的工作带来很大麻烦，例如在装置的计算复核时，如果软件设计的计算量过大，就会大大增加微机保护动作装置的动作延时，进而对装置的整体反应速度造成严重的影响。由于软件设计缺陷的问题在实际工作中一般很难发现，但是一旦出现问题，就会造成很大的影响。

2.2、因硬件配置的不合理而产生的问题

微机继电保护装置除了存在软件设计缺陷的问题之外，计算机的硬件配置也是导致微机继电保护装置出现问题的原因之一。计算机的硬件配置尤其是预处理系统以及主系统等硬件的配置在微机继电保护装置的抗干扰功能中扮演着十分重要的角色。但是，在计算机的硬件的实际配置的工作中，各类硬件在连接配置时很容易出现问题，由于其所承担的重要作用，因此若硬件配置不当就会导致一系列的后续问题。例如，硬件中的定时电路的作用是检测计算机的CPU，因此，一旦定时电路与CPU、出轨定时器等硬件配置出现问题，就会对整个定时电路造成影响，进而对计算机造成不小的影响。

2.3、由于使用环境的复杂多变而产生的问题

除了以上提到的软、硬件问题对保护装置会产生不小的影响之外，使用环境的复杂程度也是对微机继电保护装置的正常使用造成影响的原因之一。由于电力系统的广泛应用，决定了其使用环境的复杂多变。例如电力系统在木工机械加工中的应用，由于现场环境存在大量的木屑、粉尘等，这些都会对继电保护装置的正常使用造成一定的影响。再比如电力系统在露天环境下的应用，雨雪等自然环境也会对装置的使用造成影响。

三、微机继电保护装置的抗干扰措施

微机继电保护装置可以很大程度的降低电力安全事故发生的几率，但同时还需要利用抗干扰装置进行全面维护，以下是对几种微机继电保护装置的抗干扰措施进行详细的介绍。

3.1、自身的抗干扰措施

在设计微机继电保护装置时，应选择低功耗的单片机以及高质量的稳压电源，这样既能够降低噪声污染，还能减少放大回路的影响。微机继电保护装置的内部必须接地安置，从而消除共模干扰。还可以利用防频率混叠的模拟低通滤波器来降低差模浪涌对回路造成的影响，将噪声污染对回路信号的干扰降到最低。

3.2、微机软件设计要结合具体的使用要求

由于每一个电力系统工程具有不同的工作内容以及所处的工作环境也不尽相同，所以每一个微机继电保护装置的设计都要根据实际工作的需要进行设计。因此，在进行计算机软件的设计时要按照一定的标准进行，也就是要根据继电保护装置的具体的使用要求来进行软件的设计。在进行实际设计工作过程中，需要考虑多方面的内容，主要包括系统所处的工作环境、检测工作中可能遇到的问题等。例如在设计强制任务时需要充分考虑到实际操作时可能出现的问题，要满足保证系统安全的同时，而不会对系统的正常运行造成干扰。对于信息判断模块这一部分而言，根据要求设计特殊的软件运行，这样可以保证信息判断的准确性。而对通讯模块来说，除了保证其信息运行的畅通之外，还要注意保证不会受到其他干扰而对信息的准确性造成不利的影响。而人机接口模块一般需要操作简便的设计，与此同时需要注意减少人员操作的错误设计。

3.3、软件系统的抗干扰措施

微机继电保护装置中的软件程序受到干扰时可能会出现死机的现象，对软件系统采取抗干扰措施可以有效的避免这种问题的发生。软件系统的抗干扰就是要实时监测CPU的运行状况，CPU因受到干扰而出现失控问题就必须重新启动微机继电保护装置。电路板作为运行各个元器件的基础，在某种程度上也会影响微机继电保护装置，如果电路板的元器件不合理分布就会大大削弱微机继电保护装置的抗干扰能力。当电路板中的电子元器件数量较多时会产生电磁干扰，可采取SMD（表面贴装器件）技术进行减弱，从而避免对继电保护装置的影响。

3.4、在微机继电保护装置中要做好硬件配置工作

在继电保护装置对的实际运行过程中，计算机的硬件系统在整个微机继电保护装置中扮演着十分重要的角色，因此，计算机的硬件配置是一项不可或缺的重要工作。微机继电保护装置的硬件系统由三部分组成：分别为输入信号的预处理系统、计算机系统、开关量输入/输出电路。CPU、存储器这两部分是计算机系统中十分重要的组成部分，所以必须保证一旦CPU出现问题，可以第一时间发现并及时解决，所以必须根据需要选择功能适应的保护硬件进行配置，以确保在CPU出现问题时能够及时进行解决。而对于存储器而言，由于其功能不同，所划分的类型也不同，因此在选择存储器时要根据实际需要进行选择。除此之外，对于开关量输入/输出电路而言，打印机、键盘等硬件的选用一般要根据具体的要求选择，需要注意的是要保证反应速度和易操作两个特点。

3.5、外部的抗干扰措施

因微机继电保护装置的安装环境处于电磁干扰的状态下，并且装置中的电流互感器与电压互感器运行时也会产生较强的电磁干扰信号，严重影响着微机继电保护装置的软件运行工作。微机继电保护装置需接地安装，这样对于静电的干扰有很好的抵御作用。若是微机继电保护装置的电源线接地，可以有效地降低微机继电保护装置受到的干扰。滤波措施也是很有效的抗干扰方法，进行信号过滤，接收系统需要的信号，过滤到系统不需要的信号。

要想使继电保护装置的正常工作，必须做到软件、硬件、环境防护等多种条件的有效结合，并利用科学合理的手段进行管理，只有这样才能从根本上解决继电保护装置在实际工作中存在的问题。

四、结束语

由于微机保护和监控系统是变电站的重要组成部分，是整个变电站二次设备的核心部分，其正确可靠地运行，直接关系到整个电网安全可靠的供电。由于运行环境的特殊性和复杂性，因此，如何保证微机保护和监控系统地正常可靠运行，提高其抗干扰的能力是非常值得探讨和研究的。

参考文献

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