1第五部分 微机保护可靠性措施第五部分 微机保护可靠性措施天津大学天津大学 李斌李斌2本节主要内容本节主要内容一、概述一、概述二、干扰和干扰源三、抗干扰措施四、自动检测技术二、干扰和干扰源三、抗干扰措施四、自动检测技术3可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。可靠性是对继电保护装置的基本要求之一。除了保护基本原理应满足可靠性要求外，还除了保护基本原理应满足可靠性要求外，还除了保护基本原理应满足可靠性要求外，还除了保护基本原理应满足可靠性要求外，还有很多因素影响保护的可靠性。例如保护的工艺有很多因素影响保护的可靠性。例如保护的工艺有很多因素影响保护的可靠性。例如保护的工艺有很多因素影响保护的可靠性。例如保护的工艺和运行维护水平等。和运行维护水平等。和运行维护水平等。和运行维护水平等。可靠性可靠性可靠性可靠性不误动不误动不误动不误动不拒动不拒动不拒动不拒动一、概述一、概述4微机保护的工作环境存在着强电磁干扰。这些微机保护的工作环境存在着强电磁干扰。这些微机保护的工作环境存在着强电磁干扰。这些微机保护的工作环境存在着强电磁干扰。这些干扰的特点是：干扰的特点是：干扰的特点是：干扰的特点是：?频率高频率高频率高频率高?幅度大幅度大幅度大幅度大?前沿陡前沿陡前沿陡前沿陡?通过电磁耦合容易进入微机保护内部通过电磁耦合容易进入微机保护内部通过电磁耦合容易进入微机保护内部通过电磁耦合容易进入微机保护内部?干扰持续时间较短干扰持续时间较短干扰持续时间较短干扰持续时间较短一、概述一、概述5模拟式静态保护装置可以用延时来躲过这些模拟式静态保护装置可以用延时来躲过这些模拟式静态保护装置可以用延时来躲过这些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干扰，而微机保护由于计算机的工作是在时钟节干扰，而微机保护由于计算机的工作是在时钟节干扰，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，不能简拍的严格控制下以较高速度同步进行的，不能简拍的严格控制下以较高速度同步进行的，不能简拍的严格控制下以较高速度同步进行的，不能简单的设置延时电路这就增加了干扰问题的严重单的设置延时电路这就增加了干扰问题的严重单的设置延时电路这就增加了干扰问题的严重单的设置延时电路这就增加了干扰问题的严重性所以，提高微机保护装置可靠性的重点在抗性所以，提高微机保护装置可靠性的重点在抗性所以，提高微机保护装置可靠性的重点在抗性所以，提高微机保护装置可靠性的重点在抗干扰上干扰上干扰上干扰上一、概述一、概述6提高微机保护可靠性措施：提高微机保护可靠性措施：提高微机保护可靠性措施：提高微机保护可靠性措施：一、概述一、概述?减少保护装置故障减少保护装置故障减少保护装置故障减少保护装置故障和错误出现的机率和错误出现的机率和错误出现的机率和错误出现的机率?微机保护的自动自微机保护的自动自微机保护的自动自微机保护的自动自检技术检技术检技术检技术?采取容错设计方式采取容错设计方式采取容错设计方式采取容错设计方式选用高质量的元器件，合理的制选用高质量的元器件，合理的制选用高质量的元器件，合理的制选用高质量的元器件，合理的制造工艺和采用屏蔽和隔离技术。造工艺和采用屏蔽和隔离技术。造工艺和采用屏蔽和隔离技术。造工艺和采用屏蔽和隔离技术。利用微机计算的闲余时间对保护利用微机计算的闲余时间对保护利用微机计算的闲余时间对保护利用微机计算的闲余时间对保护的硬件设备进行可能的自检。的硬件设备进行可能的自检。的硬件设备进行可能的自检。的硬件设备进行可能的自检。保证保护不间断可靠运行。保证保护不间断可靠运行。保证保护不间断可靠运行。保证保护不间断可靠运行。7本节主要内容本节主要内容一、概述一、概述二、干扰和干扰源二、干扰和干扰源三、抗干扰措施四、自动检测技术三、抗干扰措施四、自动检测技术8提高微机保护装置抗干扰能力应从提高微机保护装置抗干扰能力应从提高微机保护装置抗干扰能力应从提高微机保护装置抗干扰能力应从阻塞耦合通阻塞耦合通阻塞耦合通阻塞耦合通道道道道，提高敏感回路的抗干扰能力提高敏感回路的抗干扰能力提高敏感回路的抗干扰能力提高敏感回路的抗干扰能力及及及及合理设计泄放回合理设计泄放回合理设计泄放回合理设计泄放回路路路路着手解决。着手解决。着手解决。着手解决。干扰源干扰源干扰源干扰源耦合通道耦合通道耦合通道耦合通道敏感回路敏感回路敏感回路敏感回路二、干扰和干扰源二、干扰和干扰源电磁干扰电磁干扰电磁干扰电磁干扰的三要素的三要素的三要素的三要素9干扰源干扰源内部干扰内部干扰内部干扰内部干扰外部干扰外部干扰外部干扰外部干扰干扰源干扰源干扰源干扰源内部干扰是指由系统结构、内部干扰是指由系统结构、内部干扰是指由系统结构、内部干扰是指由系统结构、元件布局和生产工艺等所决元件布局和生产工艺等所决元件布局和生产工艺等所决元件布局和生产工艺等所决定的干扰。内部干扰主要有定的干扰。内部干扰主要有定的干扰。内部干扰主要有定的干扰。内部干扰主要有杂散电感和电容的结合引起杂散电感和电容的结合引起杂散电感和电容的结合引起杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应、长线（对的不同信号感应、长线（对的不同信号感应、长线（对的不同信号感应、长线（对高频信号而言）传输造成电高频信号而言）传输造成电高频信号而言）传输造成电高频信号而言）传输造成电磁波的反射、多点接地造成磁波的反射、多点接地造成磁波的反射、多点接地造成磁波的反射、多点接地造成的电位差干扰等。的电位差干扰等。的电位差干扰等。的电位差干扰等。10干扰源干扰源内部干扰内部干扰内部干扰内部干扰外部干扰外部干扰外部干扰外部干扰干扰源干扰源干扰源干扰源外部干扰是指那些与系统结构外部干扰是指那些与系统结构外部干扰是指那些与系统结构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无关而是由使用条件和外部环无关而是由使用条件和外部环无关而是由使用条件和外部环境因素所决定的干扰。境因素所决定的干扰。境因素所决定的干扰。境因素所决定的干扰。外部干扰主要有其它物体和设外部干扰主要有其它物体和设外部干扰主要有其它物体和设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备辐射的电磁波产生的强电场备辐射的电磁波产生的强电场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或强磁场以及来自电源的工频或强磁场以及来自电源的工频或强磁场以及来自电源的工频干扰等等；干扰等等；干扰等等；干扰等等；11模拟量输入回路串入的共模干扰；模拟量输入回路串入的共模干扰；模拟量输入回路串入的共模干扰；模拟量输入回路串入的共模干扰；开关量输入输出回路与外界相连开关量输入输出回路与外界相连开关量输入输出回路与外界相连开关量输入输出回路与外界相连而涌入的浪涌；而涌入的浪涌；而涌入的浪涌；而涌入的浪涌；装置的电源线携带的干扰；装置的电源线携带的干扰；装置的电源线携带的干扰；装置的电源线携带的干扰；干扰源干扰源外部干扰外部干扰外部干扰外部干扰12从物理角度分析来看，外部干扰和内部干从物理角度分析来看，外部干扰和内部干从物理角度分析来看，外部干扰和内部干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扰具有相同的物理性质，其消除及抑制的方法没扰具有相同的物理性质，其消除及抑制的方法没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有本质区别。就装置而言，它们的不同之处在于有本质区别。就装置而言，它们的不同之处在于有本质区别。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，内部干扰源可以在设计和调试中使之尽量减少，内部干扰源可以在设计和调试中使之尽量减少，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而对外部干扰源只能通过合理的措施将它而对外部干扰源只能通过合理的措施将它而对外部干扰源只能通过合理的措施将它“ “拒之拒之拒之拒之门外门外门外门外” ”。总的来说，由于干扰源多种多样，应有。总的来说，由于干扰源多种多样，应有。总的来说，由于干扰源多种多样，应有。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。针对性地采用不同方法来克服。针对性地采用不同方法来克服。针对性地采用不同方法来克服。干扰源干扰源13干扰形式干扰形式干扰形式干扰形式差模干扰差模干扰差模干扰差模干扰共模干扰共模干扰共模干扰共模干扰干扰信号的模式干扰信号的模式以串联的方式以串联的方式以串联的方式以串联的方式出现在信号源出现在信号源出现在信号源出现在信号源回路之中的干回路之中的干回路之中的干回路之中的干扰信号。扰信号。扰信号。扰信号。引起回路对地引起回路对地引起回路对地引起回路对地电位发生变化电位发生变化电位发生变化电位发生变化的干扰。的干扰。的干扰。的干扰。14干扰信号的模式干扰信号的模式差模干扰差模干扰差模干扰差模干扰的原因主要是由于各信号线对干扰的原因主要是由于各信号线对干扰的原因主要是由于各信号线对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源的相对位置不对称而引起以及长线传输的互源的相对位置不对称而引起以及长线传输的互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等。主要表现为高频信感、分布电容的相互干扰等。主要表现为高频信感、分布电容的相互干扰等。主要表现为高频信感、分布电容的相互干扰等。主要表现为高频信号在低频电路中感应出干扰。号在低频电路中感应出干扰。号在低频电路中感应出干扰。号在低频电路中感应出干扰。如图，如图，如图，如图，UdUd表示差表示差表示差表示差模干扰电压，模干扰电压，模干扰电压，模干扰电压，UiUi表示信号源。表示信号源。表示信号源。表示信号源。15干扰信号的模式干扰信号的模式共模干扰共模干扰共模干扰共模干扰可为直流，亦可为交流，它是造成可为直流，亦可为交流，它是造成可为直流，亦可为交流，它是造成可为直流，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。微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。微机保护装置损坏或工作不正常的重要原因。如图，如图，如图，如图，UdUd表示共表示共表示共表示共模干扰电压，模干扰电压，模干扰电压，模干扰电压，UiUi表示信号源。表示信号源。表示信号源。表示信号源。ud(t)Rui(t)Cu2(t)16图是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图是差模干扰与共模干扰对有效信号的影响示意图，其中图（图，其中图（图，其中图（图，其中图（a a）为差模干扰迭加在一直流信号上的波为差模干扰迭加在一直流信号上的波为差模干扰迭加在一直流信号上的波为差模干扰迭加在一直流信号上的波形，图（形，图（形，图（形，图（b b）为共模干扰改变了地电位后的波形，图为共模干扰改变了地电位后的波形，图为共模干扰改变了地电位后的波形，图为共模干扰改变了地电位后的波形，图（c c）为差模干扰和共模同时干扰的选加波形。为差模干扰和共模同时干扰的选加波形。为差模干扰和共模同时干扰的选加波形。为差模干扰和共模同时干扰的选加波形。干扰信号的模式干扰信号的模式171. 1. 静电耦合方式静电耦合方式静电耦合方式静电耦合方式干扰的耦合方式干扰的耦合方式两条导线的工作回路因耦合电容两条导线的工作回路因耦合电容两条导线的工作回路因耦合电容两条导线的工作回路因耦合电容CmCm的存在相互给对的存在相互给对的存在相互给对的存在相互给对方产生干扰信号，且耦合电容方产生干扰信号，且耦合电容方产生干扰信号，且耦合电容方产生干扰信号，且耦合电容CmCm数值越大，或导线工作数值越大，或导线工作数值越大，或导线工作数值越大，或导线工作电源频率越高给对方导线的干扰就越严重。电源频