EOCR电动机保护器的软件抗干扰措施EOCRIFM420

 近年来，电力系统微机电动机保护器广泛使用于电力系统输电线路保护、元件保护、变电站综合自动化、故障录波器和故障测距等领域。在这些装置的工作现场，存在着强电磁干扰，当干扰信号进入装置内部后，不仅对各模拟电压和电流采样数据的准确性有影响，还将损坏装置中的一些元器件，引起装置功能障碍，程序出轨，从而直接影响微机保护装置的正确动作。因此，提高装置运行的可靠性和抗干扰，不容忽视。 

    针对电动机保护器在应用中所遇到的干扰问题，提出了有效的软件抗干扰措施，包括复位与程序运行监视、掉电保护、指令冗余、软件陷阱、RAM冗余、软件滤波等，以求提高系统抗干扰。

引言

    电动机作为所有动力设备的主力军，一直在国民生产中占据重要地位。特别是随着我国电力工业的迅速发展，电动机更加广泛的应用于石油、化工、冶金、纺织等重要行业。但是电动机一旦烧损，不仅直接损失高，而且由此会影响整个生产过程，其间接损失也更加难以估计。因此，对于电动机的故障诊断与保护，意义重大。对于电动机保护通常采用变频器或电动机保护器，但是变频器价格昂贵，对于一些不需要调速的场合，若为了保护电动机而采用变频器就难免小题大做，而选用适合的电动机保护器则水到渠成。研制可靠的电动机保护器，较为关键的就是提高其适应恶劣环境的能力。对此，本文针对单片机控制的电动机保护器的提出了一些具体软件抗干扰措施。

1、干扰的方式和干扰信号的来源 
    　　干扰信号是指微机保护装置的工作信号中，除去有用信号以外的，可能影响装置正常工作的一些电磁信号。干扰信号来自于干扰源，通过电磁耦合通道作用于微机保护装置内部某些敏感的回路之中。干扰源、耦合通道和敏感回路称为电磁干扰的三要素。干扰信号可能来自微机保护装置的外部，如保护屏上的压板、连片、切换开关触点、操作继电器的触点，通过接线端子排引入微机保护装置；也可能来自装置的内部，如微机高频时钟控制信号对装置中的其它回路产生的干扰信号。内部干扰主要由装置的结构设计，元器件和某些回路的布局，生产制造装置的工艺所决定的；而外部干扰是指装置的工作环境出现的电磁波通过耦合方式而进入微机保护装置内部的干扰信号。干扰的耦合方式主要有静电耦合方式、互感耦合方式和公共阻抗耦合方式。 
    2、干扰对微机保护装置的影响 
    　　电动机保护器是以微机为核心的自动控制系统。其硬件组成主要包括数据采集系统、微机系统、开关量输入和输出系统、人机对话系统。在干扰信号产生后，干扰信号对数字化器件和对模拟元件影响所产生的后果是不同的。干扰对模拟量输出执行元件的影响所产生的后果可能导致保护装置的误动作；干扰对数字化的微机芯片的影响，则造成运算数据传送的错误或出现微处理器操作码错误，从而导致微机系统出现故障或功能障碍。干扰对微机保护装置的影响，主要表现在以下几个方面。 
    　　(1) 运算或逻辑出现错误。在微机保护装置运行时，其输入输出数据、微处理器计算的中间结果、控制程序流程的标志字等，都是存放在数据缓冲区的随机存贮器(RAM)之中。由于RAM的抗干扰能力较差，在强电磁干扰信号作用下，有可能使存放在RAM中的数据发生变化；此外，在进行读或写数据时，数据线和地址线也可能在干扰的作用下发生读写数据错误或将数据传送到错误的地址上。如果数据是控制程序流向的标志字时，还将导致运算逻辑出现错误等问题。 
    　　(2) 运算程序出轨。在微机执行运行程序期间，运行的程序通常存放在只读存贮器(ROM)之中，所谓程序只是微处理器可识别的机器码，在干扰信号的作用下，这些机器码改变时，将可能出现微处理器无法识别的机器码，致使微处理器无法工作。此外，如果干扰信号改变了控制程序流向的标志字时，也将改变运行程序的执行顺序，使微机的运行程序出轨，出现死机等问题。 
    　　(3) 损坏微机芯片。在微机中的一些半导体芯片，在强电磁干扰作用下，可能受到损坏，使装置无法工作。 

电动机保护器的工作程序中，应设置对不良数据的检错和识别功能等子程序，以确保软件程序运算结果的正确性。 
    　　(1) 对输入模拟量采样数据采取的抗干扰措施。在微机保护中，输入模拟量有三相电压、零序电压、三相电流和零序电流，可以利用自身的规律进行采样数据的检错。 
    　　(2) 运算过程中的核对措施。将整个的运算过程进行两次或两次以上核对，用来检验运算过程是否有错。 
    　　(3) 出口闭锁。在保护跳闸出口的硬件电路上，设计成在连续收到多个跳闸指令时，该回路才能执行出口跳闸，不允许接收一条指令就跳闸。 
    　　(4) 防止程序出轨的对策。使用专用的硬件电路来检测程序出轨，并实现自动恢复正常运行。如用微机的定时/计数芯片和利用定时电路来实现对微处理器的重新启动。 
    4、结束语 
    　　工业环境中的干扰一般是以脉冲形式进入测控系统中，其窜入电动机保护器系统的渠道主要有三条，即空间干扰、信号通道干扰、供电系统干扰。其中，信号通道干扰和供电系统干扰强度较大，为抗干扰防范的重点。 

    　　电动机保护器出错主要表现为以下几个方面：死机、硬件控制失常、显示混乱以及采集或测量数据不准。 为解决上述干扰问题，需要进行硬件和软件抗干扰设计。硬件设计得当，可杜绝大部分干扰。但是，软件措施依然重要，而且由于其实现不需要增加硬件设备，使用灵活，修改方便，特别是能够较好地解决生产过程中未曾考虑的干扰因素，所以在工程应用实践中，更显重要。