淺談微機繼電保護裝置自動檢測技術常用的檢測方法

摘要：電力系統微機繼電保護裝置在運行過程中要求其有較高的可靠性，其中裝置中各元器件、接口的自動檢測是提高其工作可靠性的重要措施。本文介紹了保護裝置硬件系統中各個部分常用的檢測方法。

關鍵詞：自動檢測；可靠性；硬件系統；方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）45-0200-02

一、引言

電力系統微機繼電保護裝置在運行過程中，對其工作的可靠性要求主要體現在兩個方面：一是保護范圍內出現故障，能可靠動作，不允許出現拒動問題；二是在電力系統正常運行時，保護裝置不誤動。為了提高微機建電保護裝置的可靠性，我們提出了三個對策，其中自動檢測技術是其中重要的措施之一。

二、自動檢測技術

1.定義。自動檢測技術是指微型機繼電保護裝置能夠對自己內部各元件是否有損壞或故障進行自動檢測的一項技術。對微型機繼電保護裝置，要求工作原理正確，設計方案合理，采用優質的物理元件。即當裝置內部的物理元件損壞時，保證裝置不拒動、不誤動，發出告警信號，并及時地采取措施進行修復。

2.分類。目前，在微機繼電保護裝置中采用自動檢測軟件程序來實現對各元件的自動檢測。檢測方式有以下兩種，即時檢測和周期檢測。即時檢測是指在正常運行時，CPU在相鄰的兩個采樣間隔內，總要有一定的時間來等待下一個采樣時刻的到來，那么利用這段時間進行檢測稱為即時檢測。周期檢測是利用微型機繼電保護的執行程序的小塊富裕時間的積零為整起來的累積時間進行的檢測成為周期檢測。周期檢測時間較長，用其來微處理器CPU處理量較大的內存元器件的檢測，例如制度存儲器ROM和隨機存儲器RAM等。按照檢測對象的不同可分為元器件的檢測和成組功能檢測。其中元器件的檢測是指：只讀存儲器ROM，隨機存儲器RAM，模/數A/D轉換器，接口芯片，各種定制輸入電路等元器件的檢測；而成組功能檢測則是指利用模擬系統發生故障的模擬程序和數據的處理，判斷裝置內部是否存在運行缺陷。

三、檢測方法

微型機繼電保護裝置自動檢測技術的方法有很多種，下面我們就介紹一下其常用的檢測方法。

1.微處理器CPU的檢測。我們通常利用定時電路對微處理器CPU進行檢測。通常情況下微處理器CPU不能禁止定時電路的工作，但可以由CPU來清零。正常運行情況下，CPU的軟件程序會按事先預定好的周期（此周期小于定時器設置的時間常數）對定時器進行清零。如果CPU發生故障，定時器在預先設定好的周期內沒有被清零，當達到規定的定時后就發出報警信號。為了防止這種現象的發生，我們設計了防止程序出軌的邏輯見圖1。

2.數據采集系統的檢測。對數據采集的檢測可利用模擬量的采樣值應滿足的關系式去判斷有無發生故障。最方便簡單的方法就是利用采樣中零序電流和零序電壓即：

ia（k）+ib（k）+ic（k）=3i0（k）

ua（k）+ub（k）+uc（k）=3u0（k）

來進行判斷。如果各電流和電壓在同一采樣時刻的采樣值滿足上式時，則認為數據采集系統正常，否則則認為數據采集系統出現了故障。此外，還可以專門開設一條采樣通道作為自檢專用。通過多路模擬開關，將+5V穩壓電源直接加在每一路采樣通道上，經過A/D模數轉換后在CPU讀出的數據，與+5V應得到的正確的A/D模數轉換數據相比較，可診斷出數據采集系統中的故障。

3.隨機存儲器RAM的檢測。檢測隨機存儲器RAM主要是通過對寫入的數據和讀出的數據進行比較，從而診斷出隨機存儲器RAM是否發生了故障。舉例說明：比如先將每一個隨機存儲器RAM的地址都寫入OOH，然后之后讀出校驗，再寫入FFH，再讀出檢驗。這樣下去可以將整個RAM區都進行自檢。

4.只讀存儲器ROM的檢測。檢測只讀存儲器EPRROM的方法主要是將存儲器中的全部數字碼固化，按照字節進行累加，把累加過程中溢出的部分舍去，保留相加的結果。然后將預先存放在只讀存儲器中某地址的正確結果與之相比較。當兩者相等時，則表明只讀存儲器正常，不相等時則表明出現了故障。但是該方法在原理上存在一定的問題，也極有可能出兩位或兩位以上的錯誤時，上述計算結果與預先存放的正確結果相同，而檢測不到EPRROM出現故障。我們經常采用另一種補奇校驗法。

這種檢測EPROM的方法是將校驗字存放于另一片EPROM之中，用來使待檢查EPROM的全部字節內容按對應位進行“異或”操作的結果為“1”。在進行奇校驗時，CPU的累加器逐個讀出待檢測EPROM和校驗字EPROM中對應的每個字節的內容，并對兩者進行累積的“異或”操作，直到完成全部的待檢測空間后，在累加器中的運算結果的每一位都是“1”，如表1所示。采用這種方法，可以檢測出在單個位上出現的錯誤和整個字節的錯誤，也可檢測出地址線和數據線的粘“1”或粘“0”的隨機錯誤。

5.開關量輸出通道的檢測。對開關量輸出通道的檢測通常是采用一專門的自檢電路。如圖2中虛框所示，它就是一個經常被使用的典型檢測電路。自檢過程如下：首先利用軟件程序向并行接口Ⅰ發出一個驅動數字碼，并按照數碼位導通使耦合器件G1的光敏三極管。當開關量輸出通道正常工作，G2應該立即導通，此時微處理器CPU通過并行口Ⅱ光電監視觀察耦合器件G2是否導通，當微處理器CPU檢測到G2導通后，馬上撤回從并行接口Ⅰ發送出的驅動數字碼。由于上述檢測過程極短，所以，在并行接口Ⅰ輸出開關量通道的執行繼電器還未動作時，驅動數字碼已經被收回，不會使繼電器動作。如果在規定的時間內，微處理器收不到G2導通的信號時，則表明此開關量輸出通道元件損壞，同時，微處理器CPU也撤回發向并行接口Ⅰ的驅動數字碼。

在微機繼電保護中，開關量輸出通道不止一個，為了充分發揮自檢硬件電路的作用，自檢硬件電路可以公用一個為多個開關量輸出通道進行自檢。

四、結語

以上就是微機繼電保護裝置硬件常用的檢測方法，通過這些檢測方法來保證微機機電保護運行的可靠性。

參考文獻：

[1]陳德樹.計算機繼電保護原理與技術[M].北京：中國電力出版社，1991.

[2]張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2000.