7.7. Программное обеспечение микропроцессорной защиты

Для микропроцессорной (цифровой) РЗ первостепенное значение имеет программа ее функционирования. Эта программа разрабатывается на основе алгоритмов действия данного вида РЗ и ее отдельных частей. Алгоритмы ИО микропроцессорных устройств РЗ существенно отличаются от алгоритмов аналоговых устройств РЗ на электромеханической и полупроводниковой элементной базах. Если в аналоговых устройствах алгоритмы ИО основаны на том, что фиксируется факт нахождения измеряемой величины в зоне срабатывания РЗ, независимо от значения этой величины (например, ток больше тока срабатывания, напряжение меньше напряжения срабатывания и т.д.), то в микропроцессорном устройстве сначала вычисляется значение измеряемой величины, а затем уже происходит его сравнение с уставкой или характеристикой срабатывания устройства, имеющейся в памяти МП-системы.

После подачи питания на МП-систему в регистр адрес МП загружается первая команда, по которой управление передается управляющей команде. Последняя сначала тестирует МП, память, внешние устройства, затем переписывает основную программу в ОЗУ и передает ей управление. После этого начинается непрерывное выполнение функций РЗ или работа основной программы в режиме реального времени (РВ).

Основная программа в режиме РВ производит непрерывно следующие действия:

• вводит в оперативную память МП-системы мгновенные значения входных токов и напряжений, преобразованные в цифровую форму с помощью АЦП;

• производит арифметические и логические операции над введенными в ОЗУ числами в соответствии с принятыми алгоритмами РЗ;

• осуществляет сравнение преобразованных чисел с уставкой пускового органа (ПО), если он предусмотрен; если сравнение показывает, что ПО сработал, программа переходит к выполнению алгоритма измерительного органа (ИО), иначе говоря, все действия программы начинаются сначала, и она производит необходимые арифметические и логические операции в соответствии с алгоритмом;

• в программе ИО также производятся необходимые арифметические и логические операции в соответствии с его алгоритмом;

• осуществляется сравнение преобразованных чисел с уставкой ИО;

• если сравнение показывает, что ИО сработал, программа запускает орган выдержки времени (ОВВ), если он предусмотрен, или выдает с помощью устройства УДВВ сигнал срабатывания РЗ; иначе все действия программы начинаются сначала;

• после запуска ОВВ проверяется не вернулся ли ПО. Если ПО вернулся, накопленная выдержка времени сбрасывается, и все действия программы начинаются с начала;

• осуществляется сравнение выдержки времени с уставкой, и, если ПО и ИО не вернулись, а истекшее время превышает или равно уставке, программа формирует сигнал срабатывания РЗ, как указано выше.

Перечисленные действия выполняются циклически непрерывно до тех пор, пока не возникает необходимость отключить РЗ (или перевести на сигнал) либо изменить ее уставки. В этом случае нажимаем комбинации клавиш на клавиатуре, МП-система переводится в один из этих режимов. Если, например, требуется изменение уставок, то нажатие определенной комбинации клавиш с помощью управляющей программы вызывает программу ввода (модификации) уставок, которая с помощью дисплея контролирует правильность вводимых уставок, а затем и правильность введенных данных.

Если происходит сбой системы по любой причине (кратковременное исчезновение напряжения питания, «зацикливание» программы и т.д.), то производится рестарт (перезапуск) системы, т.е. автоматический перевод МП на выполнение программы с нулевого адреса, т.е. выполнение всех начальных операций, которые были описаны выше (тестирование всех устройств МП-системы, перезапись основной программы в ОЗУ и т.д.).

В отличие от схем РЗ на электромеханической или микроэлементной базе в МП-системах информация о токах и напряжениях защищаемого присоединения должна вводиться в виде последовательности чисел (выборок), соответствующих мгновенным значением токов и напряжений в моменты выборок.