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繼電保護的故障自動診斷與分析

發布日期：2007-12-19　點擊：9031次

當保護裝置的某些元器件損壞時，為防止保護誤動或拒動，可采用故障自動檢測，故障自檢分靜態自檢和動態自檢。

繼電保護的靜態自檢

靜態自檢是指微機保護剛上電，但尚未投入運行前，先進行全而的自檢，一旦發現某部分不正常，則不立刻投入運行，必須檢修正常后才投入運行。靜態自檢也可安排在專門的調試程序中用以故障定位。

繼電保護的動態自檢

動態自檢是指在保護投運條件下，利用保護功能程序的空隙重復進行的自檢。下面按損壞元件的各種類分別討論自動檢測的方法。

1．RAM的自檢

RAM的自動監視采用的是“讀寫校驗法”。例如，先將待檢測單元(假定為一個字節)的內容保存在CPU的寄存器中，然后將55H(01010101B)寫入該單元，測試程序將此單元讀出，檢查是否改變。重復上述過程，但這次寫入AAH(10101010B)。這種方格交錯算法可測試每個存儲單元的每一位的兩種二進制狀態，對于檢測壞單元數據線的粘結(粘O成粘1)均有較好的效果。

應當注意的是，對于某些存放重要標志字的RAM地址的檢測必須在最高優先級的中斷服務程序中進行，或先屏蔽中斷，否則如果在檢測過程中被中斷打斷，可能使中斷服務程序誤認為是標志字的改變而發生不希望的程序流程切換。

2．EPROM的自檢

EPROM屬于只瀆存儲器，一般用于存放程序或參數，故不能像檢查RAM一樣用寫入再瀆出校對的方法去檢查。

根據其應用特點；可以用求檢驗和的方法測試。即可將EPROM分成若干段(如果EPROM長度不是很大，也可以不分段)，將每一段中自第一個字節至第末個字節的代碼全部累加求和，溢出不管，最后得出一個和數，稱為檢驗和，將這個檢驗和事先存放在EPROM指定的地址單元中。以后在進行自檢時，按上述求和的方法，得到一個和數，將此和數與事先存放的檢驗和進行比較，若相等，則認為此段EPROM正常，否則認為該段有錯。

這種檢驗方法簡單，耗時少。根據使用字節(8位)還是字(16位)累加，可以得到一個長度為8位或者16位的檢驗和。一般地說，一個長達16位的檢驗和具有較高的置信度。

在微機保護中，常在EEPROM芯片中存放保護定值和可改變的重要參數。為此，也可用上述EPROM累加求和的方法的保護定值和參數的自檢。但應注意在線更改保護定值和參數時一定要同時改變檢驗和。

3．模擬量輸入通道的自檢

最簡單的辦法是利用同一采樣時刻三相電流(或電壓)采樣值的和與零序電流(或零序電壓)的差值為零的關系來進行檢測。只要連續若干次發現電壓或電流不滿足該關系就可懷疑前置模擬低通濾波器、采樣保持器、多路轉換器或A／D轉換器等發生了故障。

另外的方法是通過多路轉換器為A／D轉換器預留一個檢測通道，該通道接有裝置的+5V穩壓電源，定時讀取這一通道的數值來檢測多路開關、模數轉換器等工作是否正常，同時又可以實現對穩壓電源的監視。

4．開關量輸出通道的自檢

開關量輸出通道通常包括相應的并行接口、門電路、光電耦合器件及執行繼電器等。微機保護可以值設置圖9-24所示的專用自檢電路，用于檢測開關輸出通道是否完好。他可以檢測出執行繼電器K1和K2本身以外的所有其他元件。

自檢時，有程序送出跳閘1輸出命令，同時禁止跳閘2輸出，是光耦器件V1的光敏三極管通道，然后由CPU監視光耦器件V3是否導通，如果此開關量輸出通道正常，V3應立即導通，CPU檢測到V3道童候立即撤回跳閘1的輸出命令。由于這一過程極短，僅僅幾個微秒，繼電器K1不會吸合。如果此開關量輸出通道有元件損壞，則CPU經過預定的時間收不到V3導通的信號，也應立即撤回跳閘1輸出信號并發出警報信號。

檢查跳閘2通道的方法類似，但要禁止跳閘1命令。如果在檢查過程中程序出軌，未能及時撤回命令，則繼電器K1(或K2)會動作，但因只有跳閘1和跳閘2都輸出命令時，跳閘閘出口回路才能接通，而檢查只在一個通道進行，故不會出現保護誤動作。

如上圖中的出口電路采用了硬件冗余的方法，增加了一個出口通道和自檢反饋回路。在微機保護中，為了提高微機保護的可靠性，使它各部經常處于萬無一失的狀態，這種容錯技術室值得的。