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作者：陸召振 周樹艷 陸偉宏 王寧 單位：無錫油泵油嘴研究所

共軌系統通常正常工作電壓選擇28~30V，即需要滿足Ur≧30V。2）最小擊穿電壓UbUb分為5%和10%兩種。對于5%的Ub來說，Ur=0.85Ub；對于10%的Ub來說，Ur=0.81Ub。當電壓高于此值后，TVS發生雪崩擊穿，此后，TVS兩端電壓將一直保持在鉗位電壓Uc。3）最大鉗位電壓Uc當TVS管承受瞬態高能量沖擊擊穿后，管子中流過大電流，峰值為IP，端電壓由Ur值上升到Uc值就不再上升了，從而實現了保護作用。Uc與Ub之比稱為鉗位因子，一般在1.2~1.4之間，計算多代入為1.3。其他諸如反向漏電流、結電容等參數也需要考慮電路靜態電流以及信號頻響等因素進行擇優選擇。最大允許瞬時功率Pp根據車用電源系統電路抗干擾標準要求須至少大于6000W。防反接保護電路設計防反接保護使用一個普通二極管就可以實現，或者采用其他MOS管防反接電路。普通二極管防反接保護電路優點是電路簡單，器件少，但由于受二極管額定功耗的限制，這種防反接不能承受長時間的反接故障。圖3為防反接保護二極管在電路中的設計位置，二極管選擇時考慮ECU的整體功耗，選擇正向導通電流大于正常工作最大電流，同時防反接保護二極管盡量選擇低壓降快恢復二極管，反向耐壓滿足電路要求。過電流保護電路ECU電源電路在過載或者負載短路等故障發生時，需要在外部線束中或電源處理電路回路中設計過流保護電路，否則電路將損毀不能正常工作。通常在開關電源設計中采用自恢復熔斷絲串聯在回路中，或設計電路采樣閉環控制電路等。

從以上自恢復熔斷絲的原理可以看出，當電路發生過流時，可能存在大量熱量的產生，由于ECU通常安裝在相對封閉的空間內，熱量無法快速消散，因此可能會對ECU其他電路的工作產生影響，再加上自恢復熔斷絲存在不好安裝及精度不高的問題，因此ECU過流保護電路通常不選用這種方案。圖4為一種閉環電流采樣控制保護電路，T1用來檢測負載電流IL，采樣電阻R1產生成比例的電壓。電流過載發生時，電容C1充電電壓會增加到穩壓二極管Z1的導通電壓，此時三極管Q1導通，集電極輸出信號關閉后續電路的控制級，從而切斷電源電路的工作。類似過流保護電路設計時，需要注意變壓器的設計選型，由于車用ECU對成本的要求越來越高，此電路設計成本較高，且占用ECU體積大，目前在ECU上采用較少。綜上，我們似乎沒有非常完美的過流保護電路方案，幸運的是目前世界上一些著名半導體公司都提供帶有過流自動保護的電路控制芯片。比如美國國家半導體公司的汽車DC/DC控制芯片，德國英飛凌公司的汽車級LDO電源處理芯片，這些芯片都能提供過流自動保護功能。因此在ECU電源電路設計時，盡量選用類似集成芯片作為電路核心元件，這些芯片通常都經過汽車等級的測試，可以放心采用。共模抑制電路設計ECU電源系統電路通常采用共模扼流圈設計共模抑制電路。共模扼流圈，也叫共模電感（Com-monmodeChoke），是在一個閉合磁環上對稱繞制方向相反、匝數相同的線圈。

在電源電路設計時，采用共模扼流圈能夠有效地消除共模干擾，提高ECU電磁兼容性能。目前一些著名的無源器件生產廠家均提供ECU專用的電源系統電路共模扼流圈，比如TDK公司的ACM-V系列主要用于ECU電源線設計，TDK公司提供的這種共模扼流圈通過專用磁芯設計而成的方形閉磁路磁芯，在保持原有特性的同時實現了小型化，便于安裝。同時具有高阻抗特性，可發揮優異的共模噪聲抑制效果，最大電流可高達8A。濾波電路設計共軌系統ECU電源電路的輸入是從汽車蓄電池直接引入的。由于汽車上所有電子設備都共用這一個電源，其他電子設備的干擾可能通過電源耦合到ECU。另外，車用蓄電池的電源高頻干擾、汽車電機的啟動停止以及負載的突然變化均會將干擾帶入ECU。在設計電源處理電路時必須設計濾波電路來濾除這些干擾。通常采用∏形濾波電路設計串聯在電源處理回路中，主要對差模干擾起到抑制作用，圖6為基本的∏形濾波電路。在實際的∏形濾波電路設計時，需要根據ECU實際使用需求進行電感L及電容C1和C2的參數選擇，電容C3根據負載功率的大小調整容值及耐壓參數。電源系統設計方案總結共軌系統ECU電源系統電路設計時需要綜合以上的各種保護電路的設計，同時選擇合適的DC/DC控制芯片。控制芯片的PWM調制頻率設置需要綜合考慮電源處理的效率和EMC性能。常用的ECU電源系統電路設計方案如圖7所示。ECU通過點火鑰匙開關處理電路，將汽車蓄電池電源輸入，然后通過各種保護電路將穩定的電壓輸入DC/DC處理電路，最后通過汽車專用低壓降線性穩壓電源（LDO）處理成多路電源分別給ECU各電路模塊供電。

在設計電源系統處理電路時，不僅應考慮基本電壓處理電路的精度和效率，還應設計不同的保護電路，應對各種可能出現的干擾和故障情況。保護電路的設計需要考慮整個電源系統電路的工作原理，合理的布局保護電路在整個電源系統電路中的位置；各種保護電路的器件選擇則需要綜合電路原理、成本、安裝及廠家品牌等諸多因素進行合理選擇。除了本文提到的幾種保護電路設計外，或許還有其他應對整車復雜故障情況的電路選擇，這就需要在ECU的實際使用過程中進行不斷的積累和研究。

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研究電子技術作為信息時展下的一項新技術，是強電技術與弱電技術結合的重大突破，其在生產生活中的廣泛應用有效的推動了我國經濟社會的快速發展。第一，在發電系統中的應用。電子技術在發電系統中的應用，主要是對發電系統所使用到的機械設備的運行特性進行改善，從而調節發電系統中的功率。如果對大型發電機的靜止勵磁進行控制時，水力和風力發電機的變速恒頻勵磁，從而對風機水泵的變頻進行調速，在結構較為簡單的靜止勵磁中，使用了晶閘管整流提高了靜止勵磁的可靠性，且需要花費的資金成本較低，在電力系統中以極快的速度發展。在控制水力和風力發電機時，對轉子中的勵磁電流產生的頻率進行調整，提高水力和風力發電的功率，可以有效地降低水力和風力的頻差。電力系統中的風機水泵的耗能極大，占了整個系統中的65%，且工作效率極低，只需要在系統中安裝變頻調速就可以解決這些問題，但是我國能夠運用高壓大容量的變頻器的實力的系統不多，更何談是能夠精確的控制。第二，電子技術在輸電環節的廣泛應用。直流輸電技術的研究與應用。高壓直流輸電，其送電端的整流和受電端的逆變裝置都是采用晶閘管變流裝置，它從根本上解決了長距離、大容量輸電系統無功損耗問題。直流輸電技術不僅具備了穩定性強、控制性強、操作性強、靈活度高、電容量大等特點，并且在不同地質地貌下遠程輸電工程中發揮著至關重要的作用。

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文章對現階段我國電能計量技術的應用進行分析，首先對傳統人工抄表技術進行評價，然后分析遠程抄表技術的應用，在電能計量技術中應用智能抄表技術，以保證電能計量工作的質量和效率，促進電能計量技術的發展。

2.1傳統人工抄表技術的應用

傳統人工抄表技術主要是指應用一戶一表的計量技術，這種電力計量技術會耗費大量的時間和人力。因為主要是依賴人工完成，要求每一個地區都必須設置專門的抄表人員，具體操作抄表收費工作。這種傳統人工抄表技術耗費了大量的人力和財力，并且工作效率比較低，只能實現個體管理，不能實現對電力用戶的統一管理。

2.2遠程抄表技術的應用

因為傳統人工抄表技術已經不能適應新時期電力企業的發展需求，需要進行創新和改善。遠程抄表技術的出現，在一定的程度上解決了傳統抄表技術中出現的問題，在電能計量中的應用比較廣泛，逐漸代替了傳統人工抄表技術在電能計量中的應用。遠程抄表技術的應用，主要是依靠比較先進的計算機網絡技術和現代通訊技術，通過對計算機網絡技術和通訊技術的有效應用，利用遠程監控的方式，實現對電力用戶用電情況的有效監管和控制。

2.3電能計量技術中智能抄表技術的應用

智能抄表技術是一種科學的智能化設備，相對于傳統的電能計量技術來說，具有更加科學、準確和方便的作用，有利于實現我國電能計量方式的信息化、自動化和智能化發展。因為智能抄表技術具有更加便捷和準確的工作質量和工作效果，而且監控效果比較好，可以自動備份用戶數據，更加體現出了人性化的特點，所以在電能計量中的運用也比較廣泛，是一種科學的電能計量技術。

3基于綠色節能電力系統計量技術的應用

3.1基于綠色節能電力系統計量技術的特點

基于綠色節能電力系統計量技術，主要是體現在智能電表中，在節能降耗方面具有重要的作用。智能電表的應用，具有獨特的功能，例如，相對于傳統電表來說，智能電表的自動控制和記錄功能，可以實現對電力用戶用電量的準確記錄和自動備份，有效地防止修改電表和偷電等不法行為，極高的保護了電力數據的安全。而且，智能電表在功率、用電量和電壓電流等即時測量和記錄方面也具有十分顯著的優勢，不僅有效地提高了電能計量技術的測量精度，還提高了電能計量監測的工作效率，降低了電能計量中人力的大量投入。同時，越線監控功能也是智能電表中的一項重要功能，可以實現對用電方的全面監測，提高了檢測力度。在電能計量中，智能電表廣泛應用的一項重要原因就是，智能電表不僅繼承了傳統電表的功能和優點，還具有自己獨特的功能，例如組合電量，在電能計量中具有重要的作用。

3.2基于綠色節能電力系統計量技術的作用

在電能計量中，智能電表廣泛應用的原因主要包括：可以迅速實現對問題的反饋，及時對問題進行處理；提高電力系統安全性，避免偷電和竊電現象的出現；具有較高的節能作用和高效性特點等。智能電表在電力系統發生運行故障的時候，可以第一時間向相關部門發送故障信息，讓相關部門用最短的時間處理問題，派專門的工作人員處理斷電故障，極大地縮短了因為電力系統運行故障而造成的停電時間。應用智能電表，可以按照不同電器用電量的大小，對電力用電量進行自動分配，實現對電能的科學控制。在用電高峰期，智能電表可以阻止大功率電器的運行，有效的降低了電力系統運行過程中，漏電情況的出現，避免因為電力系統安全隱患出現的人員傷亡事故。隨著電能計量技術的不斷發展，逐步形成了一套具有智能化特點的配網管理系統。在智能電網的配網管理中，智能電表是一項重要的用電監測設備，極大的提高了電力用戶電力使用的安全性和便捷性。所以，智能電表是一種有效的電能計量方式，具有重要的作用。

4電能計量技術的發展

在我國智能電網的建設過程中，電能計量自動化系統的建設是一項非常重要的組成部分。通過對電能計量技術的有效應用，可以準確掌握電網用電和電力用戶的用電情況，可以促進我國電網的建設和發展。綠色節能的電力系統計量技術中未來的發展應用，包含居民、普通工業、大工業、特色新產業等。例如，居民在電力使用過程中，經常會發生竊電現象。這會造成人們肆意揮霍電能，能源浪費問題比較嚴重。應用基于綠色節能的電力系統計量技術，具有豐富的功能，可以有效分析電力系統運行過程中出現的電路異常問題，及時查找竊電的端頭，可有效避免竊電現象。傳統的電表應用過程中，如電力用戶出現斷電現象，不能及時向反饋系統進行自主匯報，需要通知供電部門，然后才會有電力部門工作人員維修。但是，應用基于綠色節能的電力系統計量技術，可以在第一時間向供電部門反饋故障點，供電部門可迅速解決故障，保證電力系統運行安全。

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1.2電力技術水平和效率提高快

電力技術水平和效率的提高主要表現在特高壓的輸電能力不斷增強，如新增1000kv交流輸電線路一千多米。此外，電力系統積極采用超臨界機組，不斷推廣大型空冷、循環流化床等先進技術手段，在技術進步和強化管理的作用下，火電又有較大的下降。

2電力系統節能存在的問題

現階段，雖然電力系統的節能減排效果取得了良好的成績，但是有些問題依然未得到根本解決，隨著經濟的不斷發展，逐漸暴露出來。

2.1脫硫設備質量及運行管理水平不高

現階段，國家對火電廠的煙氣脫硫要求日趨嚴格，脫硫設備的建設任務更加重要和繁重。由于惡性競爭導致脫硫設備在設計和建設上都存在缺陷，嚴重影響了脫硫設備長期、穩定、安全的運行。另一方面，脫硫設備的設計未考慮到實際情況，設計量過小，導致脫硫設備投運后無法滿足火電廠的要求。此外，高昂的修復費用也給電力企業帶來了壓力。

2.2火電節能減排的經濟激勵機制不完善

就當前而言，我國的大多數電力企業都是出于對國家政策法律法規的規定而進行的節能減排措施，在思想上仍然出于要我節能的階段。這樣的節能減排效果有限，且需要政府部門長期地監管。因此，需要研究建立健全可行的經濟激勵長效機制，政府利用市場的調節作用，通過給節能減排的電力企業施行減免稅收、增加補貼等方式，確保電力企業節能的自發性和積極性。

2.3電煤質量下降影響節能減排效果

由于目前電煤的質量不高，存在著發熱量下降、電煤的灰份與硫份的含量急劇上升，導致對發電機組正常出力影響大，嚴重磨損了發電設備，增加了火電廠的用電消耗，降低發電效率。此外，由于硫份的增加造成脫硫設備超負荷的運轉，脫硫效率取法達到要求。

3電力系統節能技術措施

電力系統由發電廠、電網及用戶三個部分組成，其承擔著電能生產和消費的職責。在電力系統中，每一個部分都存在巨大的能量消耗。故而如何合理的選擇電力系統的運行方案，實現每一部分上的能量節約，是完成電力系統節能減排的重要保證。

3.1發電廠的技術節能

現階段，我國的發電廠主要是以火電為主，火電每年消耗的煤炭量數字驚人。因此在火電的節能上有著巨大的發展空間。首先，要定期對火電機組進行檢測維護，保證發電機組運行的安全性和可靠性；優化發電機組的運行方式，提高其的經濟運行。其次，對發電中產生的廢棄排放物，要實現合理地處理和再生利用，對燃料的購買和使用進行科學的調整。最后，大力發展新型清潔可再生能源的利用，如太陽能發電、水力發電、核能發電等，進一步減少煤炭等常規能源的消耗，降低廢棄物的排放。

3.2輸電網絡的技術節能

輸電網絡的節能主要從電網的總體結構、變壓器的選擇、電力線路技術的運用三個方面進行。首先，要合理設計規劃輸電網絡，保證輸電網絡建設的質量，在建設時盡量采用環形或多路供電，以減少輸電網絡的電壓等級，從而電網的運行成本，此外還要及時調整負載量，減少不必要的空載損耗。其次，在變壓器的選擇中，要通過科學的計算，依據實際的用電情況合理選擇變壓器的大小，加強用戶無功補償設備的配置；另外定期檢查維修變壓器，減少不惜要的能量消耗。最后，要加大新型材料和新技術的運用，減少輸電線路的線損；運用先進的計算機技術，加強對電力系統的監控，提高用電利用水平。

3.3用戶終端的技術節能

首先，在室內的用電供暖中，用戶可以安裝熱量分配儀和溫度調節閥，自行控制電能供給，從而達到舒適和節能的目的。其次，采用高效的照明系統，提高用電效率和照明效果，大力推廣節能電器的使用，降低電器的能量消耗。其次，供電企業要采用節電控制器，有效控制電網的削峰填谷、改善電網運行方式。

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2.1電力電子技術在電力系統中的應用

交流技術的典型應用以現在新型三相Z源逆變器為代表。三相Z源逆變器被廣泛的應用于風能發電，通過對電能的控制和調節，改善了風能系統運行的性能。而起主要的交流電路控制方式則分為兩類：1）不可控整流后接Z源逆變器控制方式傳統的不可控的整流逆變器控制方式主要包括兩種，一種是以電壓源型逆變器為主的控制方式，該控制方式在在風流發電中沒有考慮到風力比較小的時候，其整流后的電壓往往較小。面對這種情況，往往通過加強調制的深度來減小逆變部分的運行功率；另外一種是以直流側電壓穩定的逆變器為主要控制方式，但是該控制方式的缺點在于不能雙向控制，而只能進行簡單的升壓，同時在操縱中，受到死區時間的影響，導致控制受到限制。與傳統的逆變器控制技術相比，新型的風力發電中，在Z源逆變器增加的基礎上增加了一個Z源網絡，從而允許上下橋臂能夠同時道統，以此更好的防止因器件損壞而導致直通狀態改變的事故發生，從而更好的使得電路具備升降功能。具體的拓撲分析圖如圖1所示。通過計算可以得出Z源網絡輸出的直流母線電壓為：V’PN=2VC-VDC=1/(1-2d0)*VDC=BVDC(1)通過計算可以得出逆變器在交流側所輸出電壓的峰值：B‘VAC=M*1/2*VPN=M*1/2*VDC(2)通過上述的公式，我們可以得出，可以通過對公式中的升壓因子B和調制比M的調節，從而達到自動調節電壓的目的。因此，通過三相逆變器的調節作用，可以在風速比較小的時候，調節占空比，靈活進行升降壓，從而達到電力中的并網要求，高效的捕獲風能。2）Z源矩陣變換器控制方式傳統的矩陣變換器的作用是實現能量的雙向的流動，但是其最大的缺點在于其矩陣變換器的電壓傳輸比不高，從而導致可靠性降低。因此，在控制方式中加入Z源網絡，以此可很好的而解決上述的問題。具體如圖2和圖3所示。通過對電路進行拓撲分析，可得到圖3的拓撲結構。而要實現交-交變化，只需要對電路中的9個開關進行控制即可實現電壓的自動升降，從而最大限度的提高利用風能的效率。

2.2電力電子技術在交通運輸中的應用

電力電子技術在電氣化的鐵道中以DC/DC變換技術為代表，該變換技術被廣泛的應用在了地鐵、電動車中的無級變速等領域。如現代汽車中，隨著汽車中的用電的不同，其設備的種類也就不同，對電源的型號的要求也就不同。而這些電源都是采用的是由蓄電池所提供的+12VDC或+24VDC的直流電壓，在經過DC-DC變換器轉變成+220VDC或+240VDC，后再經過DC-AC變換器轉變成工頻交流電源或者是變頻調壓電源。如采用推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流方案，設計了24VDC輸入-220VDC輸出、額定輸出功率600W的車載高頻推挽DC-DC變換器。該方案中最重要的是采用AP法設計推變變壓器。查看經過簡化后的變壓器主電路圖，在輸入24V的直流電源之后，經過大電容的濾波作用后，被接到了推挽變壓器的原邊的中間抽頭部位。而變壓器的另外的兩個抽頭則分別接全控型號的電力電子器件IGBT，并在這中間加入RC吸收電路，從而構成了推挽逆變電路。變壓器的輸出端在經過全橋整流之后，大電容的濾波便得到了220伏的直流電壓，并通過分值得到電壓的反饋信號為UOUT.而該主電路，主要是以CA3524芯片為核心，從而構成了整個控制電路。通過對圖中的6和7中的管腳間的電阻、電容的大小來調節開關的頻率。在12、13的管腳出輸出PWM的脈沖信號，從而驅動電路，分別對兩全控型開關進行交替控制。反饋信號經1管腳，通過P2對2管腳參考，并和9中的COM端、CA3524構成調節器，從而通過調節占空比，以此達到穩定電壓的目的。

3電力電子技術未來的發展趨勢

隨著科技的發展，材料的創新，未來電力電子技術的應艷紅將凸顯出高頻化（20kHz以上）、硬件結構集成模塊化（單片集成模塊、混合集成模塊）、軟件控制數字化和產品性能綠色化（無電磁干擾和對電網無污染）四大發展方向。

3.1電力電子器件的未來發展

電力電子器件的發展在未來的幾年中將凸顯出集成化、標準模塊化、高頻化以及智能化的特點。這主要因為以下四個原因：第一，隨著我國與世界的不斷融合，特別是和發到國家的不斷融合，同時在技術應用發展中，對電子器件的性能和指標的要求也越來越嚴。具體的說未來的電子器件將需要更大的散熱能力、更高的工作的溫度、更大的電流密度等，而對于航空和航天方面的來講，還注重更好的抗輻射和抗振動能力，特別是在軍事中的裝甲車、坦克、火箭等。第二，在未來的幾年發展中，管以硅為半導體材料的雙極功率器件和場控功率器件的研發也趨于成熟，同時各種不同的結構和新的生產工藝的加入，仍可有效的提升其性能，各種不同型號的期間仍然具有市場競爭力。第三，隨著信息化等方面的提高，智能化的研發和應用也在不斷地成果。在美國、以色列等國家已經相繼制造出了結構更簡單，功能更強大的IPM智能化功率模塊，有效的提高了運行的效率。

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二、網絡風險和風險管理

網絡風險如同自然災害一樣不可預見。風險管理的關鍵在于風險評估，風險評估就是要分析和衡量風險事件發生的概率及后果，引起風險的因素及其關聯因素，出現風險的關鍵點采取什么方法能夠減緩風險，風險出現造成后果如何，以及評價管理層是否履行了應有的職業審慎進行防范和控制。同時在評估中還要為各項因素設計評價比率，計算各種風險的影響后果，根據影響和后果排序，對高風險因素作進一步的分析。

通過風險評估，可以認識到潛在風險（威脅）及其影響，以便對高風險領域作一些防范、檢測、控制、減緩和恢復的工作計劃和安排。這些計劃和安排應涵蓋對各項控制成本，主要是指接受、避免、轉移、監測成本的分析以及各項工作的先后次序。

三、電子商務系統審計中網站的合法性證明

網絡終端用戶都會關注網站是否來自一個真實的、可靠的機構，提供的信息是否準確真實，機構背景是否正當合法，個人信息的隱私權是否得到保護等。所謂隱私權是指對個人的數據/信息的搜集必須合法、公平，必須用于某一特定、公開的目的，必須取得該個人的同意并受到保護，本人必須有權進入系統進行修改或刪除，信息的越域流動和將來的使用、披露必須予以安全保證和限制等。

解決這些網站合法性問題的途徑之一就是由一公證機構提供可靠的證明，以使網絡終端用戶能對網站提供的電子商務放心。如Verisign，TRUSTe，BBBOnline，WebTrust，SysTurst等都是具有良好的信譽并且提供證明-查證服務的專業組織機構。網絡終端用戶可以通過查詢這些公證機構的記錄，獲得確認被訪問網站的名稱、有效狀態、服務器標識等信息。

四、內部審計和電子商務系統審計

美國注冊會計師協會對“核實查證”的定義是“提高決策者所需要信息的質量或內容的獨立性專業服務。”其審計原則是保證系統的可用性、安全性、真實完整性和持續性，建議對系統安全性和真實完整性方面存在的控制點進行檢查、評價和測試。并盡量在今后采用合適的審計標準對信息技術進行審計。不同于以年度為基礎的傳統外部審計，電子商務的實時性要求審計人員應對其進行連續不斷的評估，按特定的審核標準對已發生的交易進行追蹤，而系統內設置的自動登錄記錄可作為相應的審計軌跡，在系統內部實施對事件監督和控制。

盡管當前許多人認為核實查證通常與外部審計人員相關，內部審計人員則在公司內部出具審計報告。然而，國際內部審計師協會對電子商務系統審計的要求則是：審計控制目標主要是審計財務報告制度、經營的效益和效率、合規性和保護財產安全等方面。審計模式應該建立在系統的可用性、容量、功能、保護和可靠性的基礎上。例如，內部審計對網絡企業控制水平的獨立評價，使得客戶了解到企業提供的數據將不會被有意或無意地濫用。再如，企業目標是建立電子商務以降低成本、提高市場占有率，那么電子商務風險是隨著網絡交易的增加而增加，以至于不能確保交易的安全性或分辨用戶的可靠性，因此，所需要的控制就是對用戶的真實性進行確認以及對通訊信息進行加密。

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二、EDA技術的發展

EDA技術的發展至今經歷了三個階段：電子線路的CAD是EDA發展的初級階段，是高級EDA系統的重要組成部分。它利用計算機的圖形編輯、分析和存儲等能力，協助工程師設計電子系統的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設計人員的繁瑣重復勞動，但自動化程度低，需要人工干預整個設計過程。

EDA技術中級階段已具備了設計自動化的功能。其主要特征是具備了自動布局布線和電路的計算機仿真、分析和驗證功能。其作用已不僅僅是輔助設計，而且可以代替人進行某種思維。

高級EDA階段，又稱為ESDA(電子系統設計自動化)系統。過去傳統的電子系統電子產品的設計方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，設計者先對系統結構分塊，直接進行電路級的設計。EDA技術高級階段采用一種新的設計概念：自頂而下(TOP-Down)的設計程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設計方法，設計者的精力主要集中在所設計電子產品的準確定義上，EDA系統去完成電子產品的系統級至物理級的設計。此階段EDA技術的主要特征是支持高級語言對系統進行描述。可進行系統級的仿真和綜合。

三、基于EDA技術的電子系統設計方法

1.電子系統電路級設計

首先確定設計方案，同時要選擇能實現該方案的合適元器件，然后根據具體的元器件設計電路原理圖。接著進行第一次仿真，包括數字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態分析。系統在進行仿真時，必須要有元件模型庫的支持，計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗設計方案在功能方面的正確性。仿真通過后，根據原理圖產生的電氣連接網絡表進行PCB板的自動布局布線。在制作PCB板之前還可以進行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以將分析后的結果參數反標回電路圖，進行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢驗PCB板在實際工作環境中的可行性。

可見，電路級的EDA技術使電子工程師在實際的電子系統產生之前，就可以全面了解系統的功能特性和物理特性，從而將開發過程中出現的缺陷消滅在設計階段，不僅縮短了開發時間，也降低了開發成本。2.系統級設計

系統級設計是一種“概念驅動式”設計，設計人員無須通過門級原理圖描述電路，而是針對設計目標進行功能描述。由于擺脫了電路細節的束縛，設計人員可以把精力集中于創造性概念構思與方案上，一旦這些概念構思以高層次描述的形式輸入計算機后，EDA系統就能以規則驅動的方式自動完成整個設計。

系統級設計的步驟如下：

第一步：按照“自頂向下”的設計方法進行系統劃分。

第二步：輸入VHDL代碼，這是系統級設計中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態圖等)，這種輸入方式具有直觀、容易理解的優點。

第三步：將以上的設計輸入編譯成標準的VHDL文件。對于大型設計，還要進行代碼級的功能仿真，主要是檢驗系統功能設計的正確性，因為對于大型設計，綜合、適配要花費數小時，在綜合前對源代碼仿真，就可以大大減少設計重復的次數和時間，一般情況下，可略去這一仿真步驟。

第四步：利用綜合器對VHDL源代碼進行綜合優化處理，生成門級描述的網表文件，這是將高層次描述轉化為硬件電路的關鍵步驟。綜合優化是針對ASIC芯片供應商的某一產品系列進行的，所以綜合的過程要在相應的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后，可利用產生的網表文件進行適配前的時序仿真，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。一般設計，這一仿真步驟也可略去。

第五步：利用適配器將綜合后的網表文件針對某一具體的目標器件進行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優化和布局布線。

第六步：將適配器產生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量產品開發，通過更換相應的廠家綜合庫，可以很容易轉由ASIC形式實現。

四、前景展望

21世紀將是EDA技術的高速發展時期，EDA技術是現代電子設計技術的發展方向，并著眼于數字邏輯向模擬電路和數模混合電路的方向發展。EDA將會超越電子設計的范疇進入其他領域隨著集成電路技術的高速發展，數字系統正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統級芯片(SoC，SystemonChip)方向發展，借助于硬件描述語言的國際標準VHDL和強大的EDA工具，可減少設計風險并縮短周期，隨著VHDL語言使用范圍的日益擴大，必將給硬件設計領域帶來巨大的變革。

［摘要］本文從EDA技術的定義及構成出發，系統介紹了EDA技術的發展概況，以及基于EDA技術的電子系統設計的方法和步驟，快速實現系統數字集成，具有深刻的理論意義和實際應用價值。

［關鍵詞］EDA技術電子系統仿真

二十世紀后半期，隨著集成電路和計算機的不斷發展，電子技術面臨著嚴峻的挑戰。由于電子技術發展周期不斷縮短，專用集成電路(ASIC)的設計面臨著難度不斷提高與設計周期不斷縮短的矛盾。為了解決這個問題，要求我們必須采用新的設計方法和使用高層次的設計工具。在此情況下，EDA(ElectronicDesignAutomation即電子設計自動化)技術應運而生。隨著電子技術的發展及縮短電子系統設計周期的要求，EDA技術得到了迅猛發展。

參考文獻：

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在線點餐系統是指用戶可以通過線上點餐、下單、支付，系統將訂單下發到指微信公眾平臺點餐系統設計與研究張翼黑龍江東方學院150060定商戶，商戶收到訂單后，準備菜品，組織配貨并送貨上門的O2O系統。這類系統有著廣泛的市場前景，2013年全國餐飲收入25392億元，以1%為在線點餐傭金計算,在線點餐服務的傭金市場就將近254億元,再加上廣告費等各類其他形式的收入,在線點餐系統的潛在市場將至少達到256億元。廣闊的市場前景，使得這種商業模式受到很多創業者的青睞。目前，國內知名的點餐平臺有：餓了么、點餐網、超級小二等。這些在線點餐系統已經初具規模，但是仍然沒有做到全面覆蓋，服務上也有需要進一步改進的地方，因此，基于微信公眾平臺的在線點餐系統仍然有很大的發展空間。

3利用微信公眾平臺實現在線點餐系統的前期規劃

3.1基于微信公眾平臺的點餐系統，共有如下幾個模塊

微信公眾平臺后臺模塊：該模塊負責處理用戶發給公眾平臺的信息請求并做出響應，例如，用戶發來菜品的名稱，公眾平臺自動回復響應的菜品價格、簡介、圖片等信息，根據用戶的消費習慣，進行推薦等功能。微信用戶模塊：該模塊可以為微信用戶提供菜品詳細介紹并提供訂餐及支付功能，評價功能，分享頁面，美食收藏等功能。商家模塊：該模塊用于商家對自身信息和菜品、打折信息、配餐時間、送餐時間等信息進行管理，同時訂單到達，送餐流程管理，第二天預算訂單數等功能。管理員模塊：該模塊對系統的運行進行全面管理和維護，具有商家結算功能，廣告管理功能，報表功能，數據挖掘功能和菜品推薦管理功能，

3.2系統的開發環境及平臺選擇

本系統可以采用Framework4.5作為開發環境，SQLServer2008作為數據庫，云服務器作為系統數據存儲載體。系統使用MVC開發架構開發，將HTML5和CSS3作為網站的前端語言，需具備良好的交互性和用戶體驗。考慮到將來系統的數據基數可能會分龐大，所以在數據庫的設計上要充分應用關系代數理論，設計符合第三范式的數據庫結構。對于查詢請求比較多的數據要可以采用反第三范式的結構存儲，來提高查詢性能。在系統的開發過程中，要遵循系統功能、數據庫訪問和用戶界面三層分開的原則，這樣可以大大提高系統的擴展性和易于維護性。

3.3基于微信公眾平臺的點餐應用實現方法

因為用戶與微信公眾品臺的交互通常是使用文本的方式，所以在系統開發前應該設計一套簡單并容易記憶的指令集。當用戶發送這些命令到微信公眾平臺時，微信服務器會將這些命令轉發到Web服務器，Web服務器對于這些命令做好解析并處理，然后，將結果以文本消息或者圖文的形式返回給微信服務器，微信服務器會將公眾平臺的響應下發到相應用戶，并最終在用戶的微信上呈現。

4初具規模后的長遠發展

因為微信公眾平臺主動向用戶推送消息的能力較弱，缺乏用戶間的互動功能，所以當系統積累了一定的用戶群體之后，可以針對用戶終端的硬件平臺，開發基于Android和IOS平臺App進一步提高服務的質量，增加用戶的粘度。App與微信公眾平臺Web服務器程序共享一個數據庫，實現微信數據和App數據打通。利用App可以更加方便的推送美食信息，優惠信息等內容，增加系統的贏利點。

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3／3相雙繞組感應發電機帶有兩個繞組：勵磁補償繞組和功率繞組，如圖1所示。勵磁補償繞組上接一個電力電子變換裝置，用來提供感應發電機需要的無功功率，使功率繞組上輸出一個穩定的直流電壓。

圖1中各參數的含義如下：

isa,isb,isc——補償繞組中的勵磁電流；

usa,usb,usc——補償繞組相電壓；

ipa,ipb,ipc——功率繞組電流；

upa,upb,upc——功率繞組相電壓；

udc——二極管整流橋直流側輸出電壓；

uc——變流器直流側電容電壓。

電力電子變換裝置由功率器件及其驅動電路和控制電路兩部分組成。功率器件選用三菱公司的智能功率模塊（IPM）PM75CSA120（75A／1200V），驅動電路使用光耦HCPL4502。控制電路由DSP＋FPGA構成。

圖2控制電路的接口電路

2EPM7128與TMS320C32同外設之間的接口電路

圖2所示為控制電路的接口電路。控制電路使用的DSP是TMS320C32，它是TI公司生產的第三代高性能的CMOS32位數字信號處理器，其憑借強大的指令系統、高速數據處理能力及創新的結構，已經成為理想的工業控制用DSP器件。其主要特點是：單周期指令執行時間為50ns，具有每秒可執行2200萬條指令、進行4000萬次浮點運算的能力；提供了一個增強的外部存儲器配置接口，具備更加靈活的存儲器管理與數據處理方式。控制電路使用的FPGA器件為ALTERA公司的EPM7128，它屬于高密度、高性能的CMOSEPLD器件，與ALTERA公司的MAXPLUSII開發系統軟件配合，可以100％地模仿高密度的集成有各種邏輯函數和多種可編程邏輯的TTL器件。采用類似器件作為DSP的專用集成電路ASIC更為經濟靈活，可以進一步降低控制系統的成本。

電壓檢測使用三相變壓器，電流檢測使用HL電流傳感器。電平轉換電路用來將檢測到的信號轉換為0～5V的電平。A／D轉換器選用ADS7862。保護電路使用電壓比較器311得到過壓／過流故障信號。

DSP完成以下四項工作：數據的采集和處理、控制算法的完成、PWM脈沖值的計算和保護中斷的處理。

FPGA完成以下三項工作：管理DSP和各種外部設備的接口；脈沖的輸出和死區的產生；保護信號的處理。

圖3FPGA與A/D轉換器和DSP之間的接口

3使用FPGA實現DSP和ADS7862之間的高速接口

ADS7862是TI公司專為電機和電力系統控制而設計的A／D轉換器。它的主要特點是：4個全差分輸入接口，可分成兩組，兩個通道可同時轉換；12bits并行輸出；每通道的轉換速率為500kHz。控制方法為：由A0線的值決定哪兩個通道轉換；由Convst線上的脈寬大于250ns的低電平脈沖啟動轉換；由CS和RD線的低電平控制數據的讀出，連續兩次讀信號可以得到兩個通道的數據。

系統中使用了兩片ADS7862，它們的控制線使用同樣的接口，數據線則分別和DSP的高／低16位數據線中的低12位相連接。這樣DSP可以同時控制兩片A／D轉換器：4通道同時轉換；每次讀操作可以得到兩路數據。

如圖3所示，將A／D轉換器的控制信號映射為DSP的三個外部端口：A0、ADCS（和ADRD使用一個端口）和CONVST。在FPGA中使用邏輯譯碼器對端口譯碼。利用AHDL語言編寫的譯碼程序如下：

TABLE

A[23．．12],IS,RW＝＞A0,ADCS,CONVST,PWM1,PWM2,PWM3,PWM,PRO,CLEAR;

H″810″,0,0＝＞0,1,1,1,1,1,1,1,1;

H″811″,0,1＝＞1,0,1,1,1,1,1,1,1;

H″812″,0,0＝＞1,1,0,1,1,1,1,1,1;

H″813″,0,1＝＞1,1,1,0,1,1,1,1,1;

H″814″,0,0＝＞1,1,1,1,0,1,1,1,1;

H″815″,0,0＝＞1,1,1,1,1,0,1,1,1;

H″816″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,0,1,1;

H″817″,0,1＝＞1,1,1,1,1,1,1,0,1;

H″817″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,1,1,0;

ENDTABLE

其中，0表示低電平，1表示高電平。RW＝1表示讀，RW＝0表示寫。

DSP對這三個端口進行操作就可以控制A／D轉換器：寫CONVST端口可以啟動A／D轉換器；讀ADCS端口可以從A／D轉換器中讀到數據；寫數據到A0端口可以設置不同的通道。

使用上述方法可以實現DSP和A／D轉換器之間的無縫快速連接。

4使用FPGA實現PWM脈沖的產生和死區的注入

FPGA除了管理DSP和外設的接口外，還完成PWM脈沖的產生和死區的注入。將PWM芯片和死區發生器集成在FPGA中，就可以使DSP專注于復雜算法的實現，而將PWM處理交給FPGA系統，使系統運行于準并行處理狀態。

5使用FPGA實現系統保護

為了保護發電機和IGBT功率器件，勵磁控制系統提供了多種保護功能：變流器直流側過壓保護；變流器交流電流過流保護；變流器過溫保護；發電機輸出過壓保護；IPM錯誤保護。

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1會計電算化系統對內部控制的影響

1.1計算機的使用改變了企業會計核算的環境

企業使用計算機處理會計和財務數據后，會計部門不僅利用計算機完成基本的會計業務，還要利用計算機完成各種更為復雜的業務活動，如銷售預測、人力資源規劃等。在會計電算化系統下，原來人與人之間的聯系部分轉變為人與計算機的聯系，并產生了一些新的控制程序。隨著遠程通訊技術的發展，會計信息的網上實時處理成為可能，業務事項可以在遠離企業的某個終端機上瞬間完成數據處理工作。因此，要保證企業財產物資的安全完整，保證會計系統對企業經濟活動反映的正確和可靠，達到企業管理的目標，企業內部控制制度的建立和完善就顯得更為重要，內部控制制度的范圍和控制程序較之手工會計系統更加廣泛、更加復雜。

1.2會計電算化處理趨于程序化，實時控制增強而內部稽核削弱

在電算化會計系統中，會計和財務的業務處理方法和處理程序、各類會計憑證和報表的生成方式、會計信息的儲存方式和儲存媒介等都發生了很大的變化。原先反映會計處理過程的各種原始憑證、記帳憑證、匯總表、分配表、工作底稿等作為基本會計資料的書面形式的資料減少了。由于無紙化數據和無紙化交易的推行，減少了數據的重復輸入、重復處理，使得會計處理程序化。原來的手工處理會計在核算過程中進行的各種必要的核對、審核等工作有相當一部分變為由計算機自動完成了，數據處理集中化、自動化，一個業務數據的錯誤往往會導致整個系統數據失真。系統內更多的依賴于自身實時控制，稽核與審查的控制趨于減少。

1.3計算機的使用加大了防止舞弊、預防犯罪的難度

隨著計算機使用范圍的延伸，利用計算機進行的貪污、舞弊、詐騙等犯罪活動也有所增加。由于儲存在計算機磁性媒介上的數據容易被篡改，有時甚至被不留痕跡地篡改。未經授權的人員有可能通過計算機和網絡瀏覽全部數據文件，復制、偽造、銷毀企業重要的數據。所以，發現計算機舞弊和犯罪的難度較之手工會計系統更難，它所造成的危害和損失可能比手工會計危害更大。因此，電算化會計系統的內部控制不僅難度大、復雜，而且還要有各種控制計算機技術的手段。

1.4會計數據的安全隱患問題突出

在會計電算化中，信息的載體已從紙介質轉變為磁介質或光電介質，會計信息系統的安全問題主要包括三個方面：1邏輯安全方面，主要表現為網絡財務所依托的Internet體系使用的是開放式的TCP/IP協議，存在著搭截偵聽、口令試探和竊取、身份假冒、篡改和偽造信息、會計數據的軟破壞和會計數據泄密等安全隱患。軟破壞的原因主要是病毒和黑客的襲擊，會計數據的泄密主要有主動泄密和被動泄密兩種；2物理安全方面，主要表現為無意或有意地損壞數據存儲介質，磁介質由于受熱受潮、折損等原因，造成所存儲的會計數據丟失或破壞，使會計數據失去可用性；3安全管理方面，推行會計電算化后，財務管理和業務管理實行了一體化，企業的經營管理活動幾乎完全依賴于網絡系統。如果對網絡的管理和維護水平不高或疏于管理監控，一旦系統癱瘓將嚴重影響企業的整體運作。基于此，必須建立、健全安全管理制度，實時監控網絡財務系統，探索和研究解決未來潛在的安全問題，以防患于未然。

2會計電算化系統環境下內部控制的內容

2.1會計電算化系統的一般控制

2.1.1人員控制

會計電算化系統應在開發階段就要對使用該系統的有關人員進行培訓，提高這些人員對系統的認識和理解能力，以減少系統運行后出錯的可能性。外購的商品化軟件應要求軟件制作公司提供足夠的培訓機會和時間。在系統運行前對有關人員進行的培訓，不僅僅是系統的操作培訓，還應包括讓這些人員了解系統投入運行后新的內部控制制度、計算機會計系統運行后的新的憑證流轉程序、計算機會計系統提供的高質量的會計信息的進一步利用和分析的前景等等。

2.1.2檔案管理

計算機會計系統中的有關資料應及時存檔，企業應建立起完善的檔案制度，加強檔案管理。一個合理完善的檔案管理制度一般有合格的檔案管理人員、完善的資料借用和歸還手續、完善的標簽和索引方法、安全可靠的檔案保管設備等。除此之外，還應定期對所有檔案進行備份，并保管好這些備份。為防止檔案被破壞，企業應制訂出一旦檔案被破壞的事件發生時的應急措施和恢復手段。企業使用的會計軟件也應具有強制備份的功能和一旦系統崩潰等及時恢復到最近狀態的功能。

2.1.3設備管理

對用于計算機會計系統的各種硬件設備，應當建立一套完備的管理制度以保證設備的完好，保證設備能夠正常運行。硬件設備的管理包括對設備所處環境進行的溫度、濕度、防火、防雷擊、防靜電等的控制，也包括對人文環境的控制，如防止無關人員進入計算機工作區域、防止設備被盜、防止設備用于其他方面等。

2.2會計電算化系統的應用控制

應用控制是對會計電算化系統中具體的數據處理的控制。它可以分為輸入控制、數據處理控制和輸出控制。

2.2.1輸入控制

由于計算機處理數據的能力很強，處理速度非常快，如果輸入的數據不準確，處理結果就會出現差錯。在數據輸入時，如果存在哪怕是很小的錯誤，一旦輸入計算機就可能導致錯誤的擴大化，影響整個計算機會計系統的正常運行。因此，企業應該建立起一整套內部控制制度以便對輸入的數據進行嚴格的控制，保證數據輸入的準確性。數據輸入控制首先要求輸入的數據應經過必要的授權，并經有關的內部控制部門檢查；其次，應采用各種技術手段對輸入數據的準確性進行校驗，如總數控制校驗、平衡校驗、數據類型校驗、重復輸入校驗等。

2.2.2數據處理控制

數據處理控制是指對會計電算化系統進行數據處理的有效性和可靠性進行的控制。數據處理控制分為有效性控制和文件控制。有效性控制包括數字的核對、對字段和記錄的長度檢查、代碼和數值有效范圍的檢查、記錄總數的檢查等。文件檢查包括檢查文件長度、檢查文件的標識、檢查文件是否被感染病毒等。

2.2.3輸出控制

數據輸出控制是企業為了保證輸出信息的準確、可靠而采取的各種控制措施。輸出數據控制一般應檢查輸出數據是否與輸入數據相一致；輸出數據是否完整；輸出數據是否能滿足使用部門的需要；對數據的發送對象、份數是否有明確的規定；是否建立了標準化的報告編號、收發、保管工作等。因此，企業應對計算機的使用建立一整套管理制度，以保證每一個工作人員和每一臺計算機都只做其應該做的事情。一般來講，上機管理措施應包括輪流值班制度、上機記錄制度、完善的操作手冊、上機時間安排等。此外，會計軟件也應該有完備的操作日志文件。

2.3會計電算化系統的日常控制

日常控制是企業會計電算化系統運行過程中的經常性控制。日常控制包括經濟業務發生控制、數據通訊控制和數據儲存控制等。

2.3.1業務發生控制

業務發生控制又稱“程序檢查”，主要目的是采用相應的控制程序，甄別、拒納各種無效的、不合理的及不完整的經濟業務。經濟業務發生控制是通過計算機的控制程序，對業務發生的合理性、合法性和完整性進行檢查和控制。如檢查表示業務發生的有關字符、代碼等是否有效、操作口令是否準確、經濟業務是否超出了合理的數量、價格等的變動范圍。企業還應建立有效的控制制度以保證計算機的控制程序能正常運行。

2.3.2數據通訊控制

數據通訊控制是企業為了防止數據在傳輸過程中發生錯誤、丟失、泄密等事故的發生而采取的內部控制措施。企業應該采用各種技術手段以保證數據在傳輸過程中的準確、安全、可靠。如將大量的經濟業務劃分成小批量傳輸，數據傳輸時應按順序編碼，傳輸時要有發送和接收的標識，收到被傳輸的數據時要有肯定確認的信息反饋，每批數據傳輸時要有時間、日期記號等等。

2.3.3數據存儲和檢索控制

為了確保會計電算化系統產生的數據和信息被適當地儲存，便于調用、更新或檢索，企業應當對儲存數據的各種磁盤或光盤作必要的標號。文件的修改、更新等操作都應附有修改通知書、更新通知書等書面授權證明，對整個修改、更新的過程都應進行登記。計算機會計系統應具有必要的自動記錄能力，以便業務人員或審計人員查詢或跟蹤檢查。

參考文獻

[1]史迎春。會計電算化及其對財會業務內部控制的影響[J].遼寧師范大學學報（自然科學版），2001（2）：35-37.

篇11

集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，采集器通過電能表的通信接口采集電量數據，并通過一定的網絡設備傳輸到供電企業數據庫中，做為電費結算的依據。目前大多數居民集中居住區都已經安裝了集中抄表系統，并投入使用，大大降低了抄表人員的勞動強度，和人為因素造成的抄表誤差。本文對集中抄表系統提出一些設計改進，使其能增加實時電壓監測、故障報修、信息、電費控制等功能，提高電力營銷信息化程度。

2集中抄表系統結構和工作原理

2.1系統結構圖

2.2系統的組成

從上面的結構圖可以看出集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，主要有三個部分：分別是硬件部分、軟件平臺、數據傳輸。各個部分都具有較強的兼容性、移置性、升級性和可維護性，方便進行二次開發和性能改進。同時各個部分的升級換代和功能擴充都很方便，無需對整個系統做大的改動。

2.3硬件部分

原來的集中抄表系統硬件部分只有數據采集器和數據集中器，我擴充設計了電壓監測模塊、控電模塊和顯示模塊。

數據采集器：數據采集器能通過485總線與電能表建立數據通信連接，并針對不同的電能表型號，自動選擇合適的通訊規約，實時自動采集各個用戶的用電數據，并將采集到的信息發送到數據集中器。

數據集中器：數據集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數據，和其他硬件模塊采集的數據傳輸到數據庫，并對傳送的數據進行校驗，防止數據在傳輸中發生改變。

電壓監測模塊：電壓監測模塊通過傳感器和電壓采樣線對用戶電能表的電壓實施實時監鍘。并經模數電路轉換為數據信息，然后將采集的電壓數據發送到數據集中器內。可以監測相對地、相對相、相對零等電壓，以及電壓的異常波動。電壓采樣由于采用了光電隔離措施，能有效的避免強電串入弱電對人身安全帶來的威脅，和防止設備的損壞。

控電模塊：控電模塊是帶復式控制功能的開關組合模塊，主要功能是對用戶的電源實現遠程控制，能根據系統操作員的指令自動切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且帶失電自動復位功能。

顯示模塊：顯示模塊是能顯示點陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數據采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費金額、電壓信息、欠費信息、停電通知和故障信息等等。

2.4軟件平臺

軟件部分由應用軟件、數據庫、硬件支撐平臺組成。其中應用軟件負責對系統進行日常管理操作；數據庫負責采集數據的交換、引用、索引；支撐平臺負責硬件部分的運行、維護。我主要在應用軟件中增加了故障報警功能、信息功能、控電操作功能。

應用軟件：系統管理軟件已封裝成標準的ActiveX控件，可以方便的與供電公司電力營銷管理系統連接。

數據庫：通過采用CIGS中間層可以使應用系統結構清晰，維護簡單易行。CICS其全稱是CustomerInformationControlSystem，即客戶信息控制系統。CICS通過關系數據庫從主數據庫中獲得資源，建立在操作系統、1SO的分布式計算環境和Encina服務上。

硬件支撐平臺：硬件支撐平臺采用了固化核心和遠程程序下載技術，基于BIOS的硬件結構，使得軟件功能的升級擴充都無需進行現場維護，可以在遠程操作端自動完成。

2.5數據傳輸

數據傳輸部分主要負責建立硬件設備之間的數據鏈路，將采集到的數據傳輸、發送，并確保傳輸快速準確。原先的設計有PLC、485、以太網和手機無線網絡。根據技術發展，我對3G技術在集中抄表系統中的應用，做了簡單的介紹和預想。

電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡稱PLC是電力系統特有的通信方式，它是利用現有電力線，通過載渡方式高速傳輸模擬或數字信號的技術。優點是使用電力線作為傳輸介質，不需要線路投資。但是缺點是由于配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配變的供電區域內。

RS－485：RS－485是串行數據接口標準，具有接線簡單，傳輸距離長(最大傳輸距離約為1219米)的優點，但是傳輸速度低，只能用于抄表采集模塊之間的通信。

以太網：以太網采用拓撲總線結構，具有傳輸速度高，連接方便，通用性強的特點。缺點是在電纜供電的小區內只能在地下電纜管線內走線，施工難度大，日常維護困難。

無線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術，GPRS、CDMA都是無線通信網絡，利用移動手機的本站發射信號。所以在構建集中抄表系統時。不必重新建設機站，也不需要中繼器，組網簡單，建設費用低，可以適合各種施工地形，減少網絡設備的維護。

3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動通信技術。相對1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節／每秒)、384kbps(千字節／每秒)以致144kbps的傳輸速度。目前3c技術蓬勃發展，將來極有可能代替GPRS和CDMA成為尤線數據傳輸的主力，所以現在也應當對網絡傳輸模塊預留3G升級接口，一旦技術成熟就可以立即向3G過渡。超級秘書網

3集中抄表系統在電力營銷管理的應用

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業的新要求。在電力營銷的發展過程中，原來以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務為主的方向過渡，供電企業為提高供電質量和服務水平，必需要有一套完善的電力營銷管理系統，對用戶的用電狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網的運行情況，發現異常供電和異常線損、定位電網故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監控裝置只是以低壓電網中的配變和單位用戶專變為監測對象，對廣大的居民用電狀況沒有實時監測、控制的能力。

現階段集中抄表系統的建設相當于在居民用戶端與供電企業之間架設起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設計是單向的，只能將數據信息從用戶端上傳至供電企業。但是通過對該系統進行設計改進，我們完全可以把它建設成雙向傳輸的信息高速公路，利用這條數據鏈路來實現雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務。對集中抄表系統的設計改進主要通過增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實現以下幾種功能：

自動分辨故障類型，發生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時。彈出報修信息，自動生成報修單。

自動控制用戶欠費，對欠費用戶遠程操作停電，發送欠費通知信息。

自動停電通知，告知用戶最新的用電信息。

篇12

    電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱,是現代高新技術的重要組成部分,甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會,電子通信技術無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域,還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。

    電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信,此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。

    二、電子通信系統關鍵技術問題

篇13

電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節組成的。在電力系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不可避免的。由于電力系統的特殊性，上述五個環節應是環環相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統的穩定運行遭到破壞；當10KV不接地系統中的某處發生一相接地時，就會造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使系統中的絕緣遭受損壞，也有進一步發展為事故的可能。

10KV供電系統是電力系統的一部分。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。因此要全面地理解和執行地區電業部門的有關標準和規程以及相應的國家標準和規范。

由于10KV系統中包含著一次系統和二次系統。又由于一次系統比較簡單、更為直觀，在考慮和設置上較為容易；而二次系統相對較為復雜，并且二次系統包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10KV供電系統的正常運行，必須正確的設置繼電保護裝置。

2.10KV系統中應配置的繼電保護

按照工廠企業10KV供電系統的設計規范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置以下保護裝置：

（1）10KV線路應配置的繼電保護

10KV線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。

（2）10KV配電變壓器應配置的繼電保護

1）當配電變壓器容量小于400KVA時：一般采用高壓熔斷器保護；

2）當配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側采用斷路器時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護；對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；

3）當配電變壓器容量為800KVA及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護；對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；另外尚應裝設溫度保護。

（3）10KV分段母線應配置的繼電保護

對于不并列運行的分段母線,應裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；另外應裝設過電流保護。如采用的是反時限過電流保護時，其瞬動部分應解除；對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。

3.10KV系統中繼電保護的配置現狀

目前，一般企業高壓供電系統中均為10KV系統。除早期建設的10KV系統中，較多采用的是直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外，近些年來飛速建設的電網上一般均采用了環網或手車式高壓開關柜，繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯絡或雖能聯絡但不能自動投入。在系統供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。

二繼電保護的基本概念

1.10KV供電系統的幾種運行狀況

（1）供電系統的正常運行

這種狀況系指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；

（2）供電系統的故障

這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況；

（3）供電系統的異常運行

這種狀況系指系統的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。

2.10KV供電系統繼電保護裝置的任務

（1）在供電系統中運行正常時，它應能完整地、安全地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；

（2）如供電系統中發生故障時，它應能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；

（3）當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；

不難看出，在10KV系統中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生，來達到提高系統運行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。

可以想象，在10KV系統中利用熔斷器去完成上述任務是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統中的繼電保護裝置就成了供電系統能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。

3.對繼電保護裝置的基本要求

對繼電保護裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性

（1）選擇性

當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。系統中的繼電保護裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；否則就稱為沒有選擇性。

主保護和后備保護：

10KV供電系統中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。

當在系統中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統穩定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。

后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備，還可以起到當主保護雖已動作但最終未能達到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現選擇性，從而就造成了主保護不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。也就是說，出現了保護的死區。這一死區就必須利用后備保護來彌補不可。

近后備和遠后備：

當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現后備的保護，就叫近后備保護；

輔助保護：

為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。

（2）靈敏性

靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數來衡量。保護裝置的靈敏系數應根據不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數Km為被保護區發生短路時，流過保護安裝處的最小短路電流Id.min與保護裝置一次動作電流Idz的比值，即:

Km=Id.min/Idz

靈敏系數越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護裝置靈敏系數的大小，根據保護裝置的不同而不盡相同。對于多相保護，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對于10KV不接地系統的單相短路保護取單相接地電容電流最小值Ic.min;

（3）速動性

速動性是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。

縮短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定性。

所謂故障的切除時間是指保護裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。由于斷路器一經選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產的斷路器跳閘時間均在0.02S以下。所以實現速動性的關鍵是選用的保護裝置應能快速動作。

（4）可靠性

保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態。如不能滿足可靠性的要求，保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統應盡可能的簡化有效，以提高保護的可靠性。

4.繼電保護的基本原理

（1）電力系統故障的特點

電力系統中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應屬各種類型的短路事故。一旦出現短路故障，就會伴隨其產生三大特點。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角將發生變化。

（2）繼電保護的類型

在電力系統中以上述物理量的變化為基礎，利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如：

反映電流變化的電流保護，有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等；

反映電壓變化的電壓保護，有過電壓保護和低電壓保護；既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；

反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護安裝處阻抗的距離保護；反映輸入電流與輸出電流之差的差動保護，其中又分為橫聯差動和縱聯差動保護；

用于反映系統中頻率變化的周波保護；

專門用于反映變壓器內部故障的氣體保護（即瓦斯保護），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護；

專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護等。

另外，10KV系統中一般可在進線處裝設電流保護；在配電變壓器的高壓側裝設電流保護、溫度保護（油浸變壓器根據其容量大小尚應考慮裝設氣體保護）；高壓母線分段處應根據具體情況裝設電流保護等。

三幾種常用電流保護的分析

1.反時限過電流保護

（1）什麼是反時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。

（2）繼電器的構成

反時限過電流保護是由GL-15(25)感應型繼電器構成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業中，感應型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實現反時限過電流保護；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現電流速斷保護。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能(體現了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護裝置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。

（3）反時限過電流保護的基本原理

當供電線路發生相間短路時，感應型繼電器KA1或(和)KA2達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給出信號。

在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現下列問題：

1）繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；

2）繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側帶負荷開路，將產生數千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。

2.定時限過電流保護

（1）什麼是定時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。

（2）繼電器的構成

定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在10～35KV系統中比較重要的變配電所。

（3）定時限過電流保護的基本原理

10KV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。

當被保護線路只設有一套保護，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。

當被保護線路中發生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。當CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯的，故當任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預先整定的時間動作使其接點吸合。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點接通了跳閘線圈回路，從而使被保護回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續運行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發出警報信號。

由上不難看出，保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。

（4）動作電流的整定計算

過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。為此必須滿足以下兩個條：

1）在正常情況下，出現最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現的尖峰電流等）不應動作。即：

Idz>Ifh.max

式中Idz----過電流保護繼電器的一次動作電流；

Ifh.max------最大負荷電流

2）保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。因為短路電流消失后，保護裝置有可能出現最大負荷電流，為保證選擇性，

已動作的電流繼電器在這時應當返回。因此保護裝置的一次返回電流If應大于最大負荷電流fh.max。即：

If>Ifh.max

因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：

Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max

式中

Kk------可靠系數，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設。一般取為1.15～1.25Kjx------由于繼電器接入電流互感器二次側的方式不同而引入的一個系數。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時

Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx=1.732;

Kf-------返回系數，一般小于1；

Nlh------電流互感器的變比。

（5）動作時限的整定原則

為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應具有不同的動作時間。

在線路XL-1、XL-2、XL-3的靠近電源端分別裝有過電流保護裝置1、2、3。當D1點發生短路時，短路電流由電源提供并流過保護裝置1、2、3，當短路電流大于它們的整定值時，各套保護裝置均啟動。但按選擇性的要求，應只由保護裝置3（離故障點最近）動作于跳閘。在故障切除后，保護裝置1、2返回。因此就必須使保護裝置2的動作時間較保護裝置1長一些；而保護裝置3又要比保護裝置2長一些，并依次類推，即：

t1>t2>t3

不難看出，各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的。也就是越靠近電源端，保護的動作時限越長，有如階梯一樣，故稱為階梯性時限特性。各級之間的時限均差一個固定的數值，稱其為時限級差Dt。對于定時限過電流保護的時限級差Dt一般為0.5S;對于反時限的時限級差Dt

一般為0.7S。可是，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護的動作時間越長。也就是說過電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。

（6）過電流保護的保護范圍

過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。

3.電流速斷保護

（1）什麼是電流速斷保護

電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。

電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。

（2）電流速斷保護的構成

電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。

（3）瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍

瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數。由于只有當短路電流大于保護裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設。保護范圍以外的區域稱為“死區”。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。

當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據其保護范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護安裝處；如為雙電源供電線路，則由兩側的瞬時電流速斷保護同時動作或同時都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。

（4）瞬時電流速斷保護的基本原理

瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。

中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不誤動，又不影響保護的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。

（5）略帶時限的電流速斷保護

瞬時電流速斷保護最大的優點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護

線路的全長，但動作時限太長。因此，常用略帶時限的電流速斷保護來消除瞬時電流速斷保護的“死區”。要求略帶時限的電流速斷保護能保護全線路。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當下一段線路始端發生短路時，保護也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。略帶時限的電流速斷保護的原理接線和定時限過電流保護的原理接線相同。

4.三段式過電流保護裝置

由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。

一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。

對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。

通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。

在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。對于北京電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護。

因為這種保護的設置可以在相臨下一級線路的保護或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護可以動作，起到遠后備保護的作用；如本級線路的主保護（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護）拒動時，則本級線路的定時限過電流保護可以動作，以起到近后備的作用。

5.零序電流保護

電力系統中發電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統采用的是中性點不接地的運行方式。

系統運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數值相等、相位相差120°，其和為零.中性點電位為零。

假設A相發生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規程規定還可繼續運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發展為兩點或多點接地的可能。應及時發出信號，通知值班人員進行處理。

10KV中性點不接地系統中，當出現一相接地時，利用三相五鐵心柱的電壓互感器（PT)的開口三角形的開口兩端有無零序電壓來實現絕緣監察。它可以在PT柜上通過三塊相電壓表和一塊線電壓表（通過轉換開關可觀察三個線電壓）看到“一低、兩高、三不變”。接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作，其常開接點接通信號繼電器，并發出預告信號。采用這種裝置比較簡單，但不能立即發現接地點，因為只要網絡中發生一相接地，則在同一電壓等級的所有工礦企業的變電所母線上，均將出現零序電壓，接有帶絕緣監視電壓互感器的電力用戶都會發出預告信號。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查找接地點，需要電氣人員按照預先制定的“拉路序位圖”依次拉路查找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點為止。可以看出，這種方法費力、費時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。因此，這種裝置存在一定的缺陷。

當網絡比較復雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監察裝置是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護裝置。它是利用接地故障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點構成的一種保護裝置。

零序電流保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經電纜引出的架空線路上。當在電纜出線上安裝零序電流互感器時，其一次側為被保護電纜的三相導線，鐵心套在電纜外，其二次側接零序電流繼電器。當正常運行或發生相間短路時，一次側電流為零。二次側只有因導線排列不對稱而產生的不平衡電流。當發生一相接地時，零序電流反映到二次側，并流入零序電流繼電器，使其動作發出信號。在安裝零序電流保護裝置時，特別注意的一點是：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵心。這是由于被保護電纜發生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。否則互感器二次側也就不能感應出電流，因而繼電器也就不可能動作。

不難理解，當某一條線路上發生一相接地時，非接地線路上的零序電流為本身的零序電流。因此，為了保證動作的選擇性，在整定時，保護裝置的啟動電流Idz應大于本線路的電容電流，即：

Idz=Kh.3Uxan.w.Co=Kh.Io

式中Idz------保護裝置的啟動電流；

Kh-------可靠系數，如無延時，考慮到不穩定間歇性電弧所發生的振蕩涌流時，取4～5；如延時為0.5S時，則取1.5～2;

Uxan------相電壓值；

Co--------被保護線路每相的對地電容；

Io--------被保護線路的總電容電流。

按上式整定后，還需校驗在本線路上發生一相接地時的靈敏系數Klm,由于流經接地線路上的零序電流為全網絡中非接地線路電容電流的總和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此靈敏系數為:

Klm=3Uxan.w.(CS-Co)/Kh.3Uxan.w.Co

=(CS-Co)/Kh.Co

上式可改寫成:

Klm=I0S-Io/Kh.Io

=I0S-Io/Idz

式中CS------同一電壓等級網絡中，各元件每相對地電容之和；

I0S------與CS

相對應的對地電容電流之和。對電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對于架空線路，由于沒有特制的零序電流互感器，如欲安裝零序電流保護，可把三相三只電流互感器的同名端并聯在一起，構成零序電流過濾器，再接上零序電流繼電器。其動作電流整定值中，要考慮零序電流過濾器中不平衡電流的影響。

四對北京電信10KV系統中繼電保護的綜合評價

1.定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置

10KV系統中的上、下級保護之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當，則會造成保護的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。應該指出，定時限過電流保護的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護的時限級差為0.5S，選擇電網保護裝置的動作時限，一般是從距電源端最遠的一級保護裝置開始整定的。為了縮短保護裝置的動作時限，特別是縮短多級電網靠近電源端的保護裝置的動作時限，其中時限級差起著決定的作用，因此希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護裝置動作的選擇性,時限級差又不能太小。雖然反時限過電流保護也是按照時限的階梯原則來整定，其時限級差一般為0.7S。而且反時限過電流保護的動作時限的選擇與動作電流的大小有關。也就是說，反時限過電流保護隨著短路電流與繼電器動作電流的比值而變，因此整定反時限過電流保護時，所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有，感應型繼電器慣性較大，存在一定的誤差，它的特性不近相同，新舊、型的特性也不相同。所以，在實際運行整定時，就不能單憑特性曲線作為整定的依據，還應該作必要的實測與調試。比較費力、費事。因此，反時限過電流保護時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護裝置復雜得多。通過分析可以看出，北京電信10KV新建及在建工程中，應以配置三段式或兩段式定時限過電流保護、瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護為好。

2.北京電信10KV系統中高壓設備的配置

目前，北京電信10KV系統中高壓開關柜的配置主要有兩大類：即固定式高壓開關柜和手車式高壓開關柜。關于固定式高壓開關柜是我國解放初期自前蘇聯引進的老產品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關柜是近年來引進國外技術，消化吸收研制的換代產品，體積縮小、防護等級大大提高、元器件的選用比較先進、防電擊水平較高。其主要特點可歸納為：它有四室（手車室、電纜室、母線室和繼電儀表室）、七車（斷路器手車、隔離手車、接地手車、所用變壓器手車、電壓互感器手車、電壓互感器和避雷器手車、避雷器和電容器手車）、三個位置（工作位置、試驗位置和拖出柜外檢修位置）和兩個鎖定（工作位置的鎖定和試驗位置的鎖定）。它用高壓一次隔離觸頭替代了高壓隔離開關、用接地開關替代了臨時接地線等。對于系統的運行安全提供了很好的條件。關于配電變壓器安裝于主機樓時，一般均采用了防火等級較高的干式變壓器，筆者曾率先嘗試采用了D/Yo-11接線組別的干式變壓器（傳統采用Y/Yo-12接線組別），其一次接成了D形接線，為電信部門產生的大量高次諧波提供了通路，這樣就較為有效的防止了我們電信部門的用電對系統造成的諧波污染（目前電業部門正在諧波管理方面考慮采取必要的經濟措施）；同時，采用了這種接線組別，使得繼電保護的靈敏性有所提高。按照IEC及新的國家標準GB50054-96的要求，應逐步推廣采用D/Yo-11接線組別的配電變壓器。

3.關于10KV一相接地保護方式的探討