[发明专利]防止微机保护装置受干扰和误动作的保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止微机保护装置受干扰和误动作的保护电路。 

背景技术

微机保护装置是指微机系统构成的数字式继电保护装置，可靠性要求必须做到：在故障发生时能快速动作；在未故障时不能误动作。然而，高压开关通断感性负载(如电动机等感性负载)时，开关触点拉弧会产生很强的电磁干扰和浪涌干扰，严重程度可造成CPU的程序跑飞。这种电磁干扰是高压开关微机保护系统的头号强干扰源，主要通过电源线和交流互感器A/D转换回路侵入微机保护系统。微机保护系统长期工作在这种强电磁干扰中，抗干扰性能成为衡量微机保护系统的重要指标之一。 

提高微机保护装置的抗干扰性能的根本途径是阻塞共模干扰的耦合通道，提高敏感回路的抗干扰能力，合理设计接地泄放回路等措施。电磁兼容性(EMC)设计是一个复杂的系统工程，从硬件上考虑抗干扰设计是非常必要的，但想从硬件上完全消除干扰是不可能的，还要从软件上考虑数字滤波等，很难做到尽善尽美。国内抗干扰技术可分为两大类，一类是从硬件电路阻塞干扰信号的入侵通道，如模拟通道加前置滤波器、电源输入加电源滤波器、开关入与开关出加光耦隔离、pCB布局和布线的抗干扰技术、接地技术和屏蔽技术等等；另一类是软件抗干扰措施，包括数字滤波、指令冗余、软件陷阱、软硬件看门狗等。硬件措施抗干扰是拒干扰信号于门外，是电磁兼容性设计的主攻方向。软件抗干扰是在硬件尚未失效前提下，利用软件的灵活性设计来抵消干扰的影响，只能起到辅助的抗干扰作用。防止微机保护装置控制出口失控的常用措施有两种：硬件冗余设计和软件冗余设计。硬件冗余设计基本方法是采用双或多CPU结构，一个负责保护的启动，另一个CPU负责保护的执行。两个CPU相“与”才开始控制出口。软件冗余 设计主要采用以下措施：一、设置多重跳闸命令，分多条控制指令来执行分闸，在每条指令之间执行一段核对程序，设置相应的标志位。CPU核对标志位相符后才执行下一条指令，否则初始化重来。二、设置当前输出状态寄存器的状态信息，系统运行自检程序循环查询测试这些状态，若发现干扰出错，及时纠正输出通道的出错信息。 

多CPU结构设计是防止保护误动，提高微机保护系统可靠性的一种有效措施，但采用多CPU结构使硬件结构复杂，调试繁琐，成本高，而且当多CPU同时程序跑飞时，同样造成控制出口失控，有可能引起误动。软件冗余设计是在程序运行正常情况下提出的(即假设CPU运行程序正确，没有出轨)，如果程序跑飞，已经执行不到软件冗余设计程序，则控制出口处于失控状态，既使看门狗电路起作用，使CPU复位重新回到正常程序，经历的时间最短也要几毫秒。在这段时间内，干扰信号足以引起控制出口的误跳闸。显然，上述方法均不能完全确保继电保护控制出口的可靠性和安全性。 

综上所述，目前现有技术中微机保护装置存在着硬件结构复杂、调试繁琐、成本高、不能完全确保继电保护控制出口的可靠性和安全性，尤其是当多CPU同时程序跑飞时，会造成控制出口失控引起受控开关误动作。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种硬件结构简单、调试方便、成本低、能完全确保继电保护控制出口的可靠性和安全性，即使是多CPU同时程序跑飞，也不会造成控制出口失控引起受控开关误动作的防止微机保护装置受干扰和误动作的保护电路。 

本发明所采用的技术方案是：本发明包括输入信号滤波电路、电源滤波电路和单板机，所述单板机包括有模数转换输入A/D电路和控制输入输出I/O接口电路，它还包括多级分合闸继电器保护电路，所述多级分合闸继电器保护电路包括抗干扰逻辑模块、多级分合闸继电器，所述模数转换输入A/D电路与所述输入信号滤波电路连接，所述单板机工作电源经所述电源滤波电路取得，所述控制输入输出I/O接口电路连接所述抗干扰逻辑模块，所述抗干扰逻辑模块连接所述多级分合闸继电器，所述多级分合闸继电器控制分合闸开关动作。

所述多级分合闸继电器保护电路采用由前级控制后级的方法进行逻辑编码控制，所述多级分合闸继电器的最前级与所述抗干扰逻辑模块连接，所述多级分合闸继电器的最后级与所述分合闸开关连接。