微机继电保护的程序结构、系统管理程序以及人机交互管理程序

本文主要介绍微机继电保护的程序结构、系统管理程序以及人机交互管理程序。
一、微机继电保护的程序结构
正常运行程序中进行采样值自动零漂调整及运行状态检查。
1. 运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、重合闸充电等，不正常时发报警信号。
报警信号有两种：运行异常报警信号：此时不闭锁保护装置，提醒运行人员进行相应处理；闭锁报警信号：报警的同时将保护装置闭锁，保护退出。故障计算程序中进行各种保护的算法计算、跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形调整。
2. 微机保护功能（除继电保护功能外的功能）
测量功能：包括相电流、零电流、线电压、相电压、零序电压、频率、有功和无功。
控制功能：包括断路器和隔离开关的“就地”和“远方”控制，一次设备的分合控制，可调节设备的状态控制，自动重合闸功能等。
状态监测：包括操作计数、气体压力监测、断路器合闸、电气老化监测等。
功能模块：独立的输入和输出接口。具有强大的plc功能，采用图形化方式。
事件记录：包括独立的事件生成、用户定义事件、具有事件过滤功能、事件分辨率为ms级。
故障录波：采集故障前、故障时刻及跳闸后相关的电流、电压，相关的开关量信号等。
通信功能：串口用于定值整定及参数设置，与其他机通信的接口。
二、系统管理程序
系统管理程序主要包括通信管理程序和自检、互检程序。以下将对它们进行详细介绍。
1. 通信管理程序
组成：
包括保护模件与MMI模件的通信程序，MMI与监控系统的通信程序以及保护装置与PC的通信程序。
变电站自动化系统内传送的信息种类：
A 测量及状态信息（部分实时信息）：各种模拟量、脉冲量、状态量数据等。
B 操作信息：即操作人员在远端或当地后台监控机中经通信网络对断路器、隔断开关的装置开合操作的信息，属于实时信息。
C 参数信息：如保护及自动装置的设备号、额定参数及整定值等，非实时信息。
响应流分类（按响应速度）：
第一：要求实时响应较高的信息，如事故检出、报警、事件顺序记录信息和用于反映保护动作的信息，对传送速率有要求。
第二：不要求时间响应的信息，如录波、记录及故障分析的信息，可允许较长的传送时间。
2. 自检、互检程序

图1 微机继护程序自检程序框图
3. 提高微机保护装置可靠性的编程技术
输入数据确认：模拟量可设置一个门限值，以此排除超过该限值的输入数据。
数据和存储器的保护：敏感，保证准确无误。
未使用程序存储器：将未使用程序存储器填充单字节NOP（无操作）指令。
端口重新初始化：在干扰作用下，I/O端口等可编程器件内部控制、方式及方向寄存器的状态内容可能会发生变化，会造成CPU出错。重新初始化即可。
主动初始化：在上电或复位后，CPU就对各种器件的功能、端口、方式、状态等进行永久性或临时性的设置，在使用某功能前，再对相应的控制寄存器重新设定工作模式，可大提高系统对于入侵干扰的自恢复能力。
重复执行：程序指令在执行过程中或者保持之后，都有可能被噪声修改而导致控制失败，甚至引发故障，故应重复执行重要指令的执行次数。
I/O设备管理：编程专门的数据保护子程序，将系统的重要数据、状态、信息存储在可靠性较高的片内RAM中，设置“热启动”、“上电复位启动”工作方式。
微处理器的WATCHDOG功能：提供了一种使程序能够自动恢复的方法，“看门狗”是一个计数器，定期被CPU刷新。当CPU不能刷新这个计数器时，将使CPU复位。
三、人机交互管理程序
人机交互程序主要是处理键盘及显示，通过菜单实施。主要有：
数据分析：A/D测试结果分析、采样值分析。实时数据包括遥测、遥信、保护。
参数设置：各种系统参数及保护装置本身需设置的参数。
系统信息：版本号、CRC码、版本时间、开关次数等。
定值操作：定值查询、定值下传、确认修改、取消修改、定值投入/保存等。
保护配置：控制各种保护功能的投退。
故障分析：报告查询、扰动数据。
各种SOE信息：控制操作包括传动操作和遥控操作。