摘要： 微机保护测控装置二次缺陷常常造成严重危害，必需重点解决此类问题。文章分析了造成此缺陷的因素，并针对具体的缺陷进行理论分析然后提出了解决措施。
Abstract: The secondary defects of computer protection and monitoring device often cause serious harm, so we must focus on resolving these issues. This paper analyzes the factors that caused the defect, and makes theoretical analysis for the specific defects and proposes solutions.
关键词： 保护测控装置；二次缺陷；因素；措施
Key words: protection and control device；secondary defects；factors；solutions
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0048-02
0引言
现代电网，微机保护测控装置和高灵敏度的电子元件在变电站二次设备中得到越来越广泛应用，变电站安全可靠运行取决于微机保护测控装置等敏感装置的性能和稳定性。测控装置的基本单元是集成电路与敏感MOS器件的微机装置容易发生缺陷，此类装置发生缺陷常常造成严重危害，必需重点解决此类问题。
1造成微机保护测控装置二次缺陷的因素
①过电压干扰。
②地电位反击设备。
③总线通讯干扰。
2理论分析及措施实施
2.1 过电压防护
2.1.1 理论分析电网中的运行切换现象、故障现象、雷击现象产生的1.2/50us（上升时间/持续时间）浪涌过电压脉冲和8/20us浪涌过电流脉冲，波形如图1，当被干扰设备有较高阻抗时,将承受较大的电压脉冲；阻抗低时，将承受较大的电流脉冲。共同表现为单脉冲、峰值高、冲击及衰减时间很短（us级）。
2.1.2 措施实施我们就过电压进入装置不同的3个入口采取了相应的防护措施。
过电压入口1：微波通讯线及通讯总线引雷是装置受到过电压，破坏通讯口及内部插件的多见的原因。
措施实施：在每个变电站重要通讯口安装一体化通讯口过电压防护器（ESPD），对微机装置通讯口加以保护。ESPD就近接地，接地连接线小于或等于0.5m。
过电压入口2：过电压经装置电源损坏设备。
通常电子设备均是单相供电，它的电源输入电路大一般是图3所示的两种形式。
当过电压为进线L、N与保护地线E之间的纵向过电压时，将击穿NE绝缘层或LE绝缘层，然后进入整流后的电路，将设备损坏；当过电压为进线之间的横向过电压时，那么在图3（a）、（b）中迭加到LN输入量上直接进入整流电路，损坏设备。
措施实施：对全部的变电站直流充电屏交流进线加装纵向过电压防护器（SPD）避免纵模干扰，对重要装置直流电源加装横向过电压防护器避免差模干扰。SPD就近接地，接地连接线小于或等于0.5m。
2.2 防止地电位反击设备理论分析：有很大数值的雷电泄露电流与接地暂态电流在地网流过时，接地电阻与大电流一起作用使得电流入地点和接地网不同点之间或是和主控室之间有较大电位差产生，电位差会经过装置接地点将设备损坏。
措施实施：专人专项负责配合基建部门在这变电站站主控室应用大截面铜排构筑等法拉第笼式电位接地体（如图4）。
2.3 分类解决通讯类干扰
2.3.1 解决装置外壳耦合干扰问题理论分析：当地中杂散电流或接地暂态电流在保护测控装置外壳流过时不但会于电路板及操作回路板中耦合出干扰，而且更会对装置的通讯产生干扰。
措施实施：用4mm2以上粗导线把每个保护测控装置外壳接地端子都串接起来，形成人工等电位面，并且在通信管理机处或总控单元接入等电位连接母排。用这个接地方式把单个装置就近接地方式替换掉。
2.3.2 解决通讯线不适应传输要求问题理论分析：变电站现场总线当前常用的有：CANBUS总线、RS485或RS422串口总线、LON网3类。按一定密度将屏蔽通讯双绞线换位互绕不但能够使能量辐射损耗减小到最低程度，而且能够最大限度的减小因磁通量变化导致的双绞线之间的差模干扰，这样的通讯线是比较理想的。
措施实施：对每个采用RS485或RS422总线网通讯的变电站，用通讯专用的1419A屏蔽双绞线电缆来代替平行电缆。
2.3.3 解决总线反射干扰问题理论分析：不管是CANBUS、RS485（或RS422）总线还是LON网，装置使用的均是以双线差分信号工作为基础的总线收发器，如图5。解决反射问题必须先了解总线收发器。
通信信号为代表1和0的高频电磁波序列。总线收发器滞后电压为50mv，即理想情况（阻抗完全匹配）下接收电平＞+50mv信号为1，接收电平＜-50mv信号为0。总线最大反射电压为150mv，由此知通讯口接收信号差分电平必须＞+200mv或＜-200mv接收器才能向计算机输出稳定的1或0，图5中+5V偏置电压、上拉偏置电阻、下拉偏置电阻的作用就在于使差分电平始终＞+200mv或＜-200mv，以满足接受器要求。
在长线传输时由于信号源与负载阻抗不匹配，会在总线的阻抗变化点（分支处）或总线的始端、终端等处发生反射，使信号畸变。当总线无分支且信号源内阻等于负载阻抗（即匹配）时，信号源和负载之间不存在反射，总线信号最强。图5中RT为匹配阻抗。
实际工程由于总线接入装置的数量是有可能变化的，所以对匹配阻抗是这样理解的：总控装置为信号源，下级装置（保护测控单元）具体数量可变化，先使用末端匹配阻抗营造出最佳网络工作环境，再等待下级装置接入，下级装置接入数量会引起的总线电平的变化，变化值要在总控装置允许范围内。
对策分析：总控装置通讯口内阻一般为120Ω，因此实际工程中总线大都使用120Ω电阻作为末端匹配阻抗而不考虑实际装置个数，有的甚至不使用匹配阻抗，导致总线存在反射干扰。若总线存在分支，总线阻抗在分支处发生变化，反射更加复杂和严重。因此，我们断定按下级装置的实际个数选取匹配阻抗必然会改善信号质量。
总线各节点处单台装置内阻一般为12KΩ，当节点装置个数为N时，总线末端计算匹配阻抗应为：R=12KΩ/（100+N），由此得表1。
措施实施：专人负责检查并调整各变电站总线拓扑结构，使总线网无分支，下级装置在次序上依次串接，并在末端按装置个数并联表1所示匹配阻抗。
2.3.4 解决RS485装置缺陷多的问题RS485总线装置误发信号的缺陷比较多，占了微机保护测控装置缺陷的很大比例，为此我们先研究了一下误发信号的装置型号和缺陷特点，情况见表2。
在现场从总线截获误发时间段内通道码，分析发现，误发信号为装置缓存内的历史记录。由于使用103规约通讯，缓存中的数据向总控发送时只发送事项的时、分、秒，总控收到后向主站转发时再加上年、月、日。导致误发信号表现形式为：
误发信号=当前日期+错误时刻+历史事项
经多方查证得知：
①装置通讯程序芯片有自保护功能，干扰造成信号差分量超过限值时，通讯芯片自保护，通讯中断，装置检测到通讯异常后重新启动。②通道误码率高导致总控与下级装置信息应答中断，一定时间后，装置重新启动。RS485通讯接口为差分电压传输方式，结合图5分析如表3所示。
措施实施：
①对通讯电缆屏蔽层进行等电位连接，且与各装置断开电气连接，并在总控装置处单端接地。②各装置信号地GND进行等电位连接，并与地网断开，悬空处理。
3结束语
除了上述情况，造成微机保护测控装置二次缺陷的非主要因素有：①外部环境温度高造成保护测控装置死机；②PT二次中心点未在主控室接地；③静电干扰；④无线电干扰等。
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