集成电路的可靠性篇1
关键词：变电站；最小割集算法；可靠性评估；地区电网
中图分类号：tn911?34文献标识码：a文章编号：1004?373X（2013）08?0166?03
地区电网是直接与电力用户连接的一级电网，随着电力用户对供电可靠性要求的不断提高，研究和评估地区电网的供电可靠性已成为一项重要的课题。地区电网主要由变电站和电力线路组成[1]，要正确评估地区电网的供电可靠性，首先就需要对地区电网的变电站进行可靠性评估，然后可将变电站等效为地区电网的一个部件，在等效的基础上可以运用网络等值的思想，将地区电网简化成由点和线组成的网络，进而在该网络中求出各负荷点的可靠性指标以及全网的可靠性指标。因此，有必要对地区电网变电站的可靠性进行评估与研究。
1可靠性评估程序的实现
1.1变电站电气主接线的可靠性指标
地区电网中的变电站是地区电网的重要环节和典型子系统，他的主要功能是将电能从一个电压等级变换成另一个电压等级，并输送电能，同时还能在同一电压等级的连接回路中进行电能分配。变电站的可靠性与其电气主接线方式有着密切的关系。
根据变电站的工作特点，本文采用以下可靠性指标来评估变电站电气主接线的可靠性能[2?5]：
（1）系统故障率（次/a）。变电站电气主接线从某一起始时刻开始，直至时刻t正常工作条件下，在时刻t以后的单位时间里发生故障的概率。
（2）年平均停运时间（h）。在一年时间内，变电站电气主接线处于故障状态的平均时间。
（3）系统可用率。变电站电气主接线在某一起始时刻正常工作的情况下，在时刻t正常工作的概率。一般在稳态运行时该指标为常数。
（4）系统不可用率。变电站电气主接线在某一起始时刻处于正常状态，从时刻t开始处于故障状态的概率。一般在稳态运行时也为常数。
（5）系统故障频率（次/a）。指变电站电气主接线出现故障的频率。
（6）期望故障受阻电力（mw/a）。在一年的时间里，变电站电气主接线因为发生故障而无法送出的电力的数学期望。
1.2变电站主要元件的马尔可夫模型
根据系统元件的工作、故障、检修模式的不同，可以把系统中的元件划分为多种状态，而系统的总的状态不仅与每个元件的状态有关，还与其工作环境的状态有关。把一个系统可能出现的全部状态的集合称为状态空间，同时可采用状态空间转换图来说明系统的各个状态之间的转换迁移关系。状态空间转换图包括了系统的所有状态，以及各个状态之间可能出现的状态转换迁移的方式。计算变电站电气主接线可靠性时，变电站的主要元件可视为三状态模型：正常状态n，故障状态R，计划检修状态[6]m。正常状态（n）是指元部件能正常运行和执行其功能，正确发挥其在电气主接线系统中的作用。故障状态（R）是指元件失去其部分或全部功能，已经使电气主接线系统无法正常工作。计划检修状态（m）是指元件根据检修计划进行检修而主动退出运行。元件计划检修对系统的的影响与故障状态对系统的影响是一样的，但是计划检修是人为主动安排而不是随机发生的，因此不能将计划检修状态和故障状态合并。并且通过计划检修可以提前发现和消除元部件存在的隐患，可以提高元部件的可靠性。而且由于计划检修状态是主动进行，因此有时还可以在检修期间投入备用元部件来代替计划检修元部件运行，这样可以保证系统的供电连续。通过运用马尔可夫理论，可以建立起变电站主要元件的三状态模型，如图1所示。
1.3变电站可靠性评估原理
（1）连集等效模型。最小连集是一些元件的集合，当这些元件都工作时，系统才能正常工作；若其中一个元件停止工作时，系统停止工作，这些元件集合称为最小连集[7]。根据最小连集的定义，在变电站电气主接线的电气通路中我们规定，由电源点到负荷点的通路经过同一结点或交叉点的次数少于两次，则这条通路就是最小路。最小路中的元件构成的集合就是最小连集。利用图论的方法，可以找到一种适用于寻找最小路的广度优先搜索算法。该算法步骤如下：网络模型的支路编序号；每个结点编序号，每个支路的首结点和末结点采用链表类型进行动态存储；从电源点开始搜索，首先搜索当前邻接的所有顶点，然后再依次从邻接顶点继续搜索下一级邻接的所有结点，直到负荷点为止，同时记录所有通过的元件；运用广度优先搜索算法找出网络中的全部最小路和最小路中的所有元件。
（2）割集等效模型。最小割集是一些元件的集合，当他们失效时，必然会导致系统失效[8?9]，因此变电站电气主接线系统的故障模式是直接与其最小割集相关联的。一般认为最小割集之间是串联关系，而最小割集中的元件之间是并联关系，这样可简化认为系统的失效度是各最小割集不可靠度的总和并可用最小割集理论去认定复杂网络等效的可靠性网络模型。
（3）连集与割集等效模型的转换。对于复杂的系统，直接识别最小割集是比较困难的，为便于用程序实现搜索最小割集，采用由最小连集求取最小割集的方法。首先，搜索电源点至负荷点之间的所有最小路，并记录最小路中的所有元件，在搜索过程中采用链表类型进行动态存储并将最终结果存储。通过上述搜索过程将各最小路中的元件状态建立连集矩阵，其形式如式（1）所示：
[t=10100011010101010011]（1）
式中列数为网络的元件个数；行数为网络的最小路个数；每一行对应一个最小路；“1”表示该列号的元件在此该行号的最小路中；“0”表示该列号的元件不在此行号的最小路中，如果某一列均为“1”，则对应元件是该系统的一个一阶最小割集。如果某个元件是系统的一阶最小割集，说明该元件的实效将会导致系统发生故障。对于连集中的任意两个列向量，如果进行逻辑或运算能够得到单位列向量，则说明这个两列向量对应的元件就组成了一个该系统的二阶割集，由网络最小连集矩阵得到的最小割集矩阵如式（2）所示。
[t=11000001101001101101]（2）
式中：列号为网络元件序号；每一行对应一个最小割集；“1”表示元件在该行号的割集中；“0”表示元件不在该行号的割集中。
1.4变电站可靠性评估程序流程
由于变电站电气主接线系统的元件数量较大，为简化分析在评估时做如下假设：元件的故障是独立的；元件的连续工作时间、修复时间、计划检修时间服从指数分布；不考虑元件过负荷；只考虑元件的单一故障和二重故障，不考虑二重以上的故障；继电保护的影响计入断路器的可靠性数据中；把元件作为可修复元件处理，电气主接线系统作为可修复系统处理。根据上述假设，变电站电气主接线可靠性评估流程图如图2所示。
2算例
以地区电网的某变电站为例，电气主接线情况见图3。该变电站高压侧采用双母带旁母的接线方式，在检修出线开关断路器时可以利用旁母及旁母断路器不间断供电，进线断路器故障时，短时停电后可以恢复正常供电。因此旁路母线只对进线断路器的可靠性指标有影响，可以将其可靠性参数归算到线路断路器中，在分析该变电站电气主接线系统可靠性时，可以不考虑旁路母线的影响。
输入变电站的网络拓扑图[10]，输入的内容有：元件编号。对各元件依次进行编号，编号的最大数等于网络的元件数。元件类型。0为母联断路器，1为母线，2为断路器，3为变压器，4为隔离开关。始节点、末结点。电能流入节点为始结点，电能输出结点为末结点，母线视为始结点和末结点相同的元件。工作状态。0为元件退出工作，断路器断开，1为元件投入工作，断路器闭合。高、低压母线结点。高压侧母线结点用负数表示，低压母线结点用正数表示。母线接线形式。在这一列中，第一个数表示高压侧母线接线方式，第二个数表示低压侧母线接线方式，1表示是双母线，0表示不是双母线。母线负荷。表示低压侧两根母线上的负荷。倒闸时间。进行刀闸操作所需要的时间。根据上述方法计算出该变电站电气主接线的可靠性指标如表1所示。
3结论
本文针对地区电网的具体情况，应用网络等值的思想，采用基于元件状态空间的最小割集算法定量分析变电站电气主接线的可靠性，通过算例可以看出，所编写的变电站主接线可靠性分析程序能够有效地对变电站主接线系统进行评估。在对变电站进行可靠性评估的基础上，可以将每个变电站主接线等效为系统中的一个元件，将地区电网进行网络简化，对地区电网进行整体可靠性评估奠定了基础。
参考文献
[1]陈轩，蒋申晨.地区电网运行评价指标体系及评价方法研究[J].华东电力，2011（10）：1592?1595.
[2]郭永基.电力系统可靠性分析[m].北京：清华大学出版社，2003.
[3]杨莳百.电力系统可靠性分析原理和方法[m].北京：水利电力出版社，1991.
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[5]陈文高.配电系统可靠性实用基础[m].北京：中国电力出版社，1998.
[6]高逸峰，张九根，徐靓.变电所电气主接线可靠性分析[J].建筑电气，2007（11）：9?13.
[7]杨文宇，余健明，同向前.基于最小割集的配电系统可靠性评估算法[J].西安理工大学学报，2001（4）：174?176.
[8]王秀丽.基于最小割集的含环网配电系统可靠性评估[J].电力系统保护与控制，2011（9）：52?58.
集成电路的可靠性篇2
【关键词】输电线路；在线监测；可靠性；评价方法
0引言
输电线路的智能化，明显有助于提高输电线路的效率，降低成本；实现对输电线路运行状态的状态评估、风险预警等。但与我国发展较快的特高压输电技术相比，由于其发展时间较短、运行条件恶劣等，输电线路的在线监测技术则明显不成熟，其可靠性还不高。因此，我们在不断提高装置实用性及可靠性的同时，对于输电线路在线监测可靠性的评价也是十分有必要的。
1输电线路综合监测评价系统及方法
1.1综合监测评价系统
安装在现场的数据采集终端和控制中心的监控主站，可对输电线路的杆塔、导线、绝缘子等设备进行全方位的实时监控，并且可以根据需要灵活配置导线垂弧、导线温度、绝缘子污秽等在线监测，以及危险线路点实时视频监控、线路故障检测及报警等功能的全方位输电线路在线监测评估系统。为输电线路的状态检测最好及时的统计及预报，维持线路的长久正常工作。
1.2综合监测评价方法
输电线路在线监测可控性进行评价时，会有多种因素影响到，对于这种由多因素影响的事物，就应该做出一个科学合理的评价，不能采用单一的专家评判方法。在输电线路在线监测评价中，我们采用多层次模糊综合评判法。利用逐层的定量定型分析方法，对各层次的因素进行比较，从而对输电线路进行比较全面科学的评价。按照从底层到高层的逐步顺序对各个阶层进行综合评价，上一层的综合评价是在下一层评价结果这一基础上得来的。多层次模糊综合评价的基本步骤如下：
（1）建立因素集U。根据报价的要求，在建立因素集U时，学会忽略次要因素，选取能反应评价对象的主要因素，从而抓住要害。
（2）建立评语集V。所谓评语集就是可能出现的评价结果的集合。
（3）建立权重集w。各个评价对象所占权重大小的结合就是权重集。
（4）得到单因素综合评价矩阵R。
简单三层综合评价模型的建立举例如下：
图1三层综合评价模型
因素集U={u1，u2，...，un}；评语集V={v1，v2，...，vn}；权重集a={a1，a2，...，an}；评判矩阵R是{U×V}的模糊子集，反应因素集U和评语集V之间的隶属度。
多集评判中存在高低层次之分，U和a均属高层次，而Ui={ui1，ui2，...，uin}和ai={ai1，ai2，...，ain}则分别属于低层次。
高层次的评价矩阵R有
R=B1B2：Bn=（1）
最终评价结果为B=a^。（2）
2建立输电线路运行可靠性预测模型
2.1简介
根据一组输电线路的检修记录以及污区参数，得出线路正常运行时间大于n天仍能可靠运行的概率值预测，即线路正常运行时间与环境参数的关系。通过以线路上次检修结束至下次检修开始所用时为正常用时间，正常运行实践大于n天的记录为Kn，运行时间与故障时间的总和为t来预测样本。则总的正常运行时间占全部时间的百分比即为实用的线路可靠性。这种基于概率统计的运行评价法，是通过科学的计算方法对输电线进行可靠的预测。我们也可以将综合监测系统的方法与之结合起来，可以利用前者来验证电路的可靠性模型，修正一些预测的参数，也可以利用后者，提前预测。
2.2输电线路在线监测可靠性评价结构
2.2.1环境方面
环境因素主要是指环境中的温度、湿度、电磁干扰这三个因素。输电线路装置往往在人类无法到达的环境下，经历这风吹日晒、昼夜温差、寒风暴雪等恶劣天气及地区，经过日积月累，很容易造成装置某些元器件不可修复的损伤。在所有影响因素中，环境因素是对输电线路在线监测影响比较大的一个。
表210.1-0.9标度
2.2.2输电线路监测装置本身方面
目前我国主要采用蓄电池与太阳能互相合作的方式供电，装置的通讯方式一般采取普通通信，这一供电方式存在一定的缺陷。另外，主站所用软件及传感器的灵敏等也会对装置本身有一定的影响。监测装置本身的问题是影响在线监测可靠性的最主要因素。
2.2.3检测人员及在线监测管理方面
定期检测人员与状态检测人员，必须要经过在线监测技能的系统学习与培训，以达到能够熟练掌握全面的状态信息。检测人员还要具有较强的心理素质及身体素质。这都决定了在线监测可靠性。另外，在线监测要严格服从电力生产管理的规章制度，相关部门也应该及时了解详情制作出更加合理科学实用的规章制度出来。
2.3评判矩阵R的确定
比较本层次与上一层次有关联因素之间的重要性，从而来确定上一层次因素之间的判断矩阵R。
假设上一层次为元素a，Rij表示Ui和Uj同a比较时，Ui比Uj具有模糊关系“比……重要得多”的隶属度。Rij标度数值采用0.1？0.9标度。
R=（Rij）m×n=（3）
2.4各因素权重a的确定
下式中a是人们用来度量自身所感知的差异程度，可由差异化程度和评价数量来调整。
有rij=0.5+a（ai-aj），i，j=1，2，...（4）
所以a={a1，a2，...}（5）
3评价方法具体步骤
第一步，将输电线路在线监测评价体系划分以下三层：目标层、准则层和指标层。
第二步，利用层次分析法，计算出各个层的权重以及划分评语等级。
第三步，根据各个指标总数与各个等级的数量倒数比值，计算出隶属度，这是指标层各等级的隶属度。
第四步，根据各准则层所包含的指标层数，按环境因素、监测装置本体因素、人员管理因素整理成隶属度矩阵。
第五步，根据已经建立好的评价模型，利用以下公式计算出准则层隶属度。
准则层隶属度=指标层权重×指标层隶属度
第六步，根据以下公式计算出目标层隶属度。
目标层隶属度=准则层隶属度×准则层权重
第七步，最终得到评价结果。根据最大隶属度原则，目标层隶属度的四个值中最大的值即为该评价体系所处状态。
4结语
输电线路在线监测可靠性的评价对于保证输电线路长久的正常工作具有非比寻常的意义。综合考虑多种影响因素，采用科学合理的方法，将输电线路在线监测做到更好更先进的水平。综合监测输电线路导线、绝缘子等的运行状态，以达到对其状态的分析、评价作出有利的技术保障。
【参考文献】
集成电路的可靠性篇3
关键词：全电子微机联锁；远程监测；集中控制
中图分类号：G434；U284-4
至2013年，莱钢铁路已经由建厂初期的一个编组站发展到了围绕铁水物流运输，大宗货物到达和外发的7个独立车站，每个车站都有一套独立的微机联锁控制系统和相应的铁路运输操控人员以及设备检修维护人员。莱钢特钢站的建设投入，由于其地理位置特殊，设备少、作业量和作业方式比较单一，为节约人力资源我们研究应用了“铁路信号远程控制技术的研究与应用”项目，以解决微机联锁、微机监测设备远程控制及生产维护等各方面的问题，从而降低铁路运输生产成本。
1新技术开发应用条件
1.1莱钢铁路运输控制系统现状
莱钢铁路运输控制系统经过近20年的发展，已经完成了由继电联锁系统向计算机联锁系统的全面升级改造。计算机系统的投入使用，也使铁路运输控制系统具备了各种联网条件，可以使微机联锁系统、微机监测系统等具备了远程控制的硬件基础。
1.2全电子微机联锁系统在特钢站投入使用
全电子化的微机联锁系统是一种新型的车站信号控制系统，其最大特点是：实现了车站联锁设备“执行层”的完全电子化、智能化、网络化。全电子化的执行机能与各种具有分布式网络功能的联锁机结合，构成全电子化微机联锁系统，具备了远程控制的接入条件。
1.3稳定可靠的通信网络
无论是联锁系统还是监测系统都需要具备可靠的网络连接；为此，我们对系统的局域网进行研究，并对双链路双环网自动切换网络规划设计，解决了网络连接稳定可靠的问题；同时对电力供电和系统防雷进行研究，为系统的可靠运行又增加了一层防护。
2系统的研究与应用
2.1全电子微机联锁系统
针对继电器式微机联锁系统存在接口柜配线多，易发生混线、混电故障，且故障时原因复杂，故障排除时间长等原因，提出用电子化执行电路替代继电器组合的新型全电子联锁系统。全电子执行单元采用全电子电路，由具有不同功能的各种电子模块组成，电子模块按照转辙机，信号机，轨道电路等不同类型的控制与采集对象按完全独立的单元模块结构研究设计，每个模块相对独立，电子模块本身具有命令执行、表示采集、动作监测、故障保护等功能。
2.1.1系统结构
（1）道岔模块。道岔模块采用特殊的直流控制方法，从根本上保证道岔不会出现误动作，从而能保障关键器件在道岔动作期间无损坏；模块在采集室外道岔表示电路中设置第三级防雷措施，从而提高模块本身的稳定性；对道岔所需电源结构进行简化，对其配线结构进行简化；对模块关键器件实行闭环控制，实现智能判别电路，从而有效防止室外转辙机中二极管短接、反接，并能监测室外电缆短路、断路故障；保证道岔正常动作次数大于10万次。
对道岔模块还设计监测系统的数据监测功能，根据模块设置的位置编码进行监测寻址，从而给监测系统提供相应的监测数据。道岔监测编码示意图如下：
图1道岔监测编码示意图
道岔监测编码采用8421编码方式，接口柜中从左到右，依次从1开始编码，每层最多从1到11。
（2）信号模块。信号模块包含七显示进站模块、五显示进站模块、四显示两方向出站模块、四显示单方向出站模块、三显示出站模块以及两显示调车模块等。信号模块在判断到室外信号故障时，可以先于联锁机进行信号降级显示，缩短故障设备运行时间，符合“故障―安全”原则；模块对输出电路进行闭环控制，保证在电路出故障的时候能够及时有效的切断电路，使其故障―安全；模块在信号采集电路中有一定的防雷保护措施，提高模块的安全性和可靠性。
（3）轨道模块。轨道模块集成了高灵敏轨道电路的设计思想，极大提高了轨道电路的分路灵敏度，减少了轨道电路分路不良情况的发生。模块中的双CpU采用多种不同的算法进行运算、相互校验，并将计算结果通过硬件级别逻辑“与”关系输出，对输出结果进行闭环控制，保证输出结果一致，提高了模块的安全性和可靠性；模块在信号采集电路中设置第三级防雷措施，增强抗雷电冲击能力，提高了模块本身的稳定性；一个轨道模块可以管理两个受控对象（轨道区段），体积比较小、设备紧凑、节省空间。
模块的输入工作电压为DC24V，轨道变压器输入aC220V50Hz，调整状态：轨道电路受电端电压≥9.2V；分路状态：轨道电路受电端电压≤6.5V。
轨道监测采用十位旋转编码开关，拨码时只旋转箭头即可。每个轨道模块中的两路轨道依次连续编码，每层编码从1到22。第一路轨道编码值计算：Sw2的值*10+Sw1的值；第一路轨道编码值计算：Sw4的值*10+Sw3的值。
（4）零散模块。零散模块应用于64D半自动闭塞、道口、照查场间联系等联系电路；在信号采集电路中设置第三级防雷措施，提高了模块本身的稳定性；防护电路对输出级进行闭环控制，在模块自身发生故障时，对外部设备进行保护，提高模块的安全性和可靠性；采集电路可根据室外送电情况设置采集电流方向；模块中两路信号通过双断模式送往室外，提高其安全性及可靠性。
2.1.2安全性、可靠性
各电子模块设计均按照避错、容错原则设计，采用二取二逻辑结构，所有功能电路包括处理器均为双冗余配置。关键器件选用了具备欧标安全认证的安全性器件。除此之外，通过使用可信测量技术、不经过处理器运算的硬件级快速反馈保护技术以及动态驱动技术进一步保证了模块的安全性和可靠性。
2.2微机联锁远程控制技术研究
在大H型钢站中新增特钢站远程集中控制设备，新增操作机2台（用切换装置进行操作机主备转换）、大屏显示器一台等其他设备。特钢站与大H型钢站通过专用的光纤传输方式进行远程集中控制。
远程控制是建立在以光纤为通讯介质的双以太网的基础上。两条网络完全电气隔离，采用光纤交换机进行网口与光口的转换，两条网络即使一条出现故障，也不会影响系统的正常运行。系统软件采用双网络并发通讯软件包，从而实现了从软件到硬件的热备冗余，保证操作机与联锁机之间的通讯稳定和可靠。同时还设计采用了环形网络结构，环形双网络分别一路经新铁区站送至大H型钢信号楼，另一路经西外环电缆径路通往大H型钢信号楼，通过对两站的交换机参数设计实现在一路网络故障后能自动切换至另一路双网线路。
3应用效果
系统投入使用以来运行稳定、可靠、既节省了劳动力资源，又提高了作业效率，为莱钢以后的铁路运输运营模式改革提供了技术支持。
参考文献：
[1]吴有明.通航信号远程控制及视频监控技术的研究[J].西部交通科技，2013（15）：73-77.
集成电路的可靠性篇4
1配网通信系统的要求
配网自动化系统就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的系统。通信系统是配网自动化系统中的重要系统。配网自动化系统要通过可靠的通信手段，将控制中心(主站)的控制命令下发到各执行机构或远方终端，同时将远方监控单元(RtU、DtU、ttU、FtU等)所采集的各种信息上传至控制中心(主站)。通信系统的好坏很大程度上决定了配网自动化系统的优劣。为满足配网自动化的要求，通信系统必须满足以下要求:
(1)通信的可靠性。(2)通信的实时性。(3)通信的双向性。还要考虑通信系统的建设费用、系统的可扩充性、使用和维护的方便性。
随着GpRS无线通信技术的发展，为配网自动化的通信系统提供了新的解决方案。
2GpRS系统概述及特点
GpRS是通用分组无线业务(GeneralpacketRadioService)的简称，是在现有GSm系统上发展出来的一种高效、低成本的移动数据通信业务。GpRS系统具有以下特点:
(1)永远在线。(2)高速传输。(3)组网简单、迅速、灵活。(4)按流量计费。
3GpRS无线通讯系统的组成
GpRS无线通讯系统由远程终端、数据传输网络、监测中心三部分组成。
(1)远程终端:
远程终端位于配电网联络、分段开关等设备位置，通过RS-232/422/485接口直接连接到开关上，实现对开关参数的采集、存储、预处理，经过tCp/ip协议封装加密后，通过内嵌式GpRS模块将数据发送到GpRS网络最近的BSS移动基站，通过GpRS网络传送至监控中心，实现设备和监控中心系统的实时在线连接。同时，远程终端还可将监测中心发送的遥控指令传给开关控制模块，对开关进行控制操作。
(2)数据传输网络:
远程终端采集的数据经处理打包后转换成在公网数据传送的格式，通过GpRS无线数据网络进行传输。GpRS网络通过SGSn(ServingGpRSSupportnodeGpRS服务支持节点)、GGSn(GateGpRSSupportnodeGpRS网关支持节点)设备与GpRS运营商路由器连接。GpRS运营商路由器与监控中心通过DDn数字数据网专线连接。
(3)监测中心
监控中心服务器申请配置固定ip地址，采用GpRS运营商提供的DDn专线，与GpRS网络相连。数据传输到监控中心后对接收的数据进行还原处理。
4GpRS可以满足配网自动化的要求
根据配网自动化对通信系统的要求，下面从通信的可靠性、实时性、双向性讨论GpRS无线通信方式是否能满足配网自动化的要求。
(1)通信的可靠性。
目前，GpRS无线通信方式已在电力系统中大量应用，如配电变压器综合测试系统、负控系统。大量的实践表明，GpRS无线通信方式的可靠性完全能满足可靠性的要求。
(2)通信的实时性和双向性
GpRS网络接入速度快，支持中、高速率数据传输，可提供9.05—171.2kbit/s的数据传输速率(每用户)，能在0.5—1秒之内恢复数据的重新传输。
二、配网中tmR的应用
电网电能量目前基本采用人工读表、现场读表及部分远方拨号等传统方式采集，然后人工汇总、统计、分析、计算，效率低，不便存储、分析、应用，用电、计划、生产等部门所需的各种电量数据不完整、不及时，给各级领导和部门的分析和决策造成困惑。
建成电网电能量计量计费系统(tmR)后，可实现如下转变:
1、统一电网电能量的采集，保证全网电能量数据同源一致，避免重复投资和交叉管理。
2、电能量全过程自动采集、处理、存储、输出，减轻了用电、计量、计划、调度、负控等部门的劳动强度，为各级领导、部门提供及时、准确的服务(网上监测、查询)。
3、用电异常监测:可实时监测电能表的运行状况，通过综合分析处理，可实现用电异常告警(防窃电)。
4、可完成电量数据的分析:可按不同费率不同时段完成各类电能量的计量计费。
三、胜利油田滨南tmR系统两种方案的比较
滨南电力于2000年实行专业化管理，出口线路现归滨南采油厂维护管理。滨南配网计费系统(以下简称tmR)最早建立于2002年。当时为了采集线路出口电量，采用电能采集器采集变电所所有线路的电表电量，电台传输方式。分别在变电所安装东营万达厂家电表和东方电能采集器，电流取自线路所装断路器，一部分电表由于断路器的pt损坏造成电表读数不正确;电压取自变电所出口所装的一个三相五柱pt，另一部分电表由于变电所线路所属不同的母线，电压电流相序问题而导致电表没有读数。
1、方案的提出
为了进一步完善tmR系统，实时监控变电所出口电量，对配网tmR系统做如下方案:
方案一:在各条线路出口安装高压计量。高压计量由组合pt，电能表，通讯模块三部分组成。
主要原理:由通讯模块采集电能表数据向配网tmR系统发送数据。
估计发生费用:线路条数(65)*高压计量单价(1.5万元)=97.5万元
安装示意图如下
主要原理:由电能表计量每条线路开关的pt、Ct，再由电能采集器采集电能表数据向配网tmR系统进行转发。
估计发生费用:变电所数(12)*采集器单价(4万元)+电能表(0.4万元)*线路总数(65)=74万元
三相五柱pt8台*单价(0.6万元)=4.8万元
总计78.8万元
安装示意图如下:
2、两个方案的比较
(1)调试工作:使用的电能采集器的电表需要与线路出口开关的pt以及Ct有直接联系。并且关系到变电所相序问题以及Ct精度问题，所以方案二的调试工作难度大。
(2)故障处理:方案一由于每条线路安装高压计量，不可避免的造成事故率的上升(组合pt的烧坏等)，但是由于高压计量组成简单，能够比方案二更快的对故障进行处理，且其它的非故障线路的电表数据传输不受影响。
(3)数据准确性:方案二中由于线路出口开关老化，不能保证计量Ct的准确性。并且，由于电表是由采集器统一采集，大大增加了数据的误码率。该方案最大的问题在于一旦出现问题一个变电所的所有线路的电能都无法采集。
(4)可靠性比较:方案二由于涉及采集器通讯、电能表接线以及线路开关接线等多方面技术，降低了正常运行的可靠性。而安装高压计量，比较直观简单，一条线路出现问题，其它非故障线路不受影响，运行可靠性大大增加。
(5)费用比较:根据上面所计算费用情况，安装高压计量的费用与安装采集器的费用相对要多。
四、结论及建议
通过以上分析认为，线路出口安装高压计量是简单可行的，数据传输和数据准确率也得到保证，所以建议在各线路出口安装高压计量。
参考文献
集成电路的可靠性篇5
关键词：供电可靠性数据管理应用
配网供电可靠性的数据管理是进行可靠性工作的基础保证，是可靠性统计的基础。可靠性数据主要分为两类：基础数据和运行数据。基础数据是指在所辖范围内从变电站出线处开始到用户用电端之间的所有线路、断路器、隔离开关、配电变压器及所带用户名称、数量、容量等详细信息；运行数据是可靠性管理的重要内容，也是可靠性指标统计的核心，是线路、配电变压器等电气设备运行状况的晴雨表，它可以反映在统计区间内配电网的运行情况包括检修计划、故障停电、限电、调电等信息。
一、配网供电可靠性数据管理要求
配网供电可靠性数据要求完整性、准确性、及时性。
1.完整性：配网供电可靠性运行数据主要分为两种，即计划检修停电和故障抢修停电。计划检修停电事件的完整性就是要把检修停电计划、变电站操作记录、工作票、操作票、停电时间及地点等详细的资料进行收集归档；针对故障抢修停电时间的完整性就是要把95598故障报修记录、配电故障抢修记录、调度线路跳闸记录等资料进行收集归档。[1]做到“多途径收集、多环节对应”实现停电事件的计划、开始、检修、送电、结束等全过程管控和闭环管理。在统计数据时，应该结合配电网络的运行方式、配电网接线图等基础信息，全面了解停电事件的详细过程。
2.准确性：配电网运行数据是进行可靠性分析的核心，要求配网运行数据必须保证准确无误。配电网的运行数据的准确性主要包括停电事件的开始时间和终止时间、停电线路、停电范围、停电设备、停电技术原因分析、停电责任原因分析、备注、停电用户及用户详细信息。准确性是开展可靠性统计分析的基础，要加强可靠性数据的规范管理。
3.及时性：配网供电可靠性运行数据应该在停电设备及用户恢复供电后及时录入供电可靠性管理系统，以保证运行事件的及时性分析及对可靠性指标的控制。在实际工作中一般要求在可靠性运行数据开始后的24小时之内对停电事件进行确认维护，如果超出24小时后填报数据，则认为数据迟报，要进行相关的责任追究。[2]
二、配网供电可靠性数据收集录入
配网供电可靠性数据的收集工作，主要时依靠相关业务部门来提供，主要的配合部门有运检部（提供变电站操作记录、检修停电计划、检修工作票、操作票、配网修记录等资料）、调度（主要提供调度运行记录、配网运行方式图、配网接线图、停电时间及原因等基础资料）、营销部（主要提供95598配网故障报修记录）。
配网供电可靠性管理系统中数据的录入采取自动采集为主，手工录入为辅的方式。随着智能表科技的发展，可靠性数据采集录入实现了自动化。基于营销系统的智能表网架，通过GpS系统进行定位，建立了数据采集终端。其自动采集数据的原理如下：智能表中安装了一个用于发送信号Sim卡，由后台机进行程序设定，对每台智能终端每隔5-10分钟对通过智能表的电压数据进行一次传输，后台机将会对采集回的电压频率、电压大小与系统中预设的标准电压质量进行比较，如果采集回的数据与默认数据偏差超过设定值，则向配网供电可靠性管理系统发送一个停电时间信号，当配网供电可靠性管理系统接收到采集系统传输的信号后，就会从基础数据库中选取相应的基础数据，生成一条停电事件，当接收到事件跳出信号时，可靠性专责就需要和相关部门联系，确认线路及用户是否停电，然后对数据进行确认。
三、配网供电可靠性数据分析及应用
供电可靠性指标直接反映供电系统对用户持续供电能力的量化数值，供电可靠率和用户平均停电时间是供电可靠性的关键指标，是对供电企业和供电可靠性管理的综合评价指标。用户平均停电次数反映处在指标统计区间内，供电企业预安排停电和故障停电发生的频次，通过对这项指标的分析，可以看出本统计区间内，计划工作是否安排的合理、故障停电次数过多的原因及工作中可能存在的问题，从而可以有针对性的采取管理和技术措施，减少故障停电时间，提高供电可靠性。
（一）供电可靠性故障停电数据的应用
在可靠性数据中，最具有实际意义的数据就是故障停运数据，故障停运数据反映了统计期间内供电企业发生故障停电的次数和由于故障停电对用户有效供电时间的影响。用户平均停电次数是供电设施健康水平、外部因素影响和供电运维水平的直接体现；故障停电平均用户数反映了停电影响的范围，是配网结构是否合理的直观体现；故障停电时间是对供电企业恢复能力的体现，直接反映供电企业应急预案、故障查找、故障处理和抢修人员专业技术水平。[3]
通过对故障停电的电力设施进行分类汇总，对比分析可以发现构成电网的各个部分故障对用户停电的影响，对于影响较大的电气设备，要加强巡视、重点分析，向设备运维部门提出工作建议和改进措施，强化电网设施的专项管理。
通过对故障技术原因进行分析，可以明确配网设备故障高发的原因。可以指导电力修造、电力设计、电力施工、运行维护、设备检修、等各个环节有针对性的采取改进措施，提高供电可靠率。[4]
（二）供电可靠性预安排停电数据的应用
预安排停电数据直观的反映出供电企业年度预安排停电计划管理水平、中低压配电网网架结构的合理性以及工程施工方案的合理性。同时对预安排停电事件责任原因分析，可以发现对用户影响较大的责任原因，应加强相关管理，将减少避免重复不必要的计划停电安排工作。
四、总结
通过不断加强供电可靠性基础数据和运行数据管理和深化分析及应用，可靠性管理工作将实现飞跃式的发展。
参考文献：
[1]郭永基.电力系统计电力设备的可靠性电力系统自动化，2001，25（17）：53-56.
[2]张蔼蔷.故障树分析在电力系统可靠性研究中的应用.华东电力，2005，33（2）：14-17.
集成电路的可靠性篇6
关键词：列控驱采通道；改方电路；驱采一致性；方向切换继电器；系统可靠性文献标识码：a
中图分类号：U284文章编号：1009-2374（2016）02-0038-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.018
高速铁路区间运行方式主要以双线双向自动闭塞为主，在正常行车组织中采用正方向行车，当行车设备故障、天窗施工作业等特殊情况下，区间采用反方向行车。改方过程是通过列控中心驱采及方向切换电路动作实现的。
区间行车改方失败直接导致区间上行或下行不能正常行车，其影响范围较大，而且容易造成长大延时。通过对近期几起高铁改方失败的案例分析，发现改方失败都是在反方向改为正方向时发生的。因此，本文提出的改造方案旨在提高反方向改为正方向系统过程的可
靠性。
1高铁移频轨道改方的原理及过程
站间改方过程如图1所示，甲站与乙站X行区间为反向，若改为正方向则需按如下步骤进行：（1）乙站排列Sn口的发车进路，并向乙站tCC发送发车请求和发车锁闭信息，乙站tCC接到发车请求和发车锁闭信息，并确认甲站和乙站站间空闲，则向甲站发送改方请求信息；（2）若甲站接收到乙站发出的改方请求后，检查对应X口无发车进路且确认下行站间空闲，则甲站tCC驱动发车口的继电器，并检查继电器是否动作到位；（3）甲站确认继电器动作到位后，向乙站发送允许改方信息。乙站接收到允许改方信息后，乙站tCC驱动Sn发车口的继电器，并确认继电器是否动作到位；（4）乙站tCC确认继电器动作到位后，则发送允许改方信息。信号联锁电路控制信号机信号开放，则区间改方成功。
根据上述改方过程的描述，可发现改方失败的原因主要有：（1）站间通信中断，造成甲站和乙站tCC无法正常通信，则改方请求、允许信息无法正常传送，导致改方失败；（2）改方条件不足，区间有车占用或原发车站已排列发车进路都会造成改方禁止；（3）继电器确认位置失败，即tCC驱动继电器后，必须在13s内检查相应的FJ、FQJ位置一致，若在13s内确认失败，则改方过程终止，仍采用原运行方向。
2高铁区间轨道改方失败的原因分析
2.1改方失败的原因分析
通过对近期京广高铁的几起改方失败故障的现象确认及列控中心维护终端数据分析，发现改方失败的现象是一致的，主要表现在以下四点：（1）改方失败的现象均发生在区间“反方向转正方向”的过程中，而区间“正方向转反方向”却未发生过改方失败的问题；（2）通过列控中心维护终端数据分析，发现列控中心开始驱动X口由发车方向改为接车方向，且驱动ZGFJ吸起、FGFJ落下，对应通道数据状态也一致；（3）列控中心采集到的区间FQJ前接点串联节点状态为断开状态，但是采集到的区间FQJ后接点串联节点状态仍为断开状态，即此时区间FQJ前后接点串联节点状态均为断开状态，则列控中心判断FQJ状态异常；（4）在13s内，列控中心始终未采集到区间FQJ后接点串联节点导通状态，则判断为改方失败，仍然保持原方向。
综上所述，由于tCC已经正常驱动ZGFJ和FGFJ动作，说明站间通信正常，且tCC已经校核改方条件完毕。同时，FJ前接点状态为导通，后接点状态为断开，证明FJ转极电路正常。而且由于FQJ前接点串联节点状态由导通状态转为断开状态，表示各区段FQJ均失磁落下，可证明FQJ并联电路状态良好。因此，可确定FQJ串联接点采集电路发生问题导致改方失败。
2.2FQJ串联接点采集电路问题分析
如图2所示，FQJ串联接点采集电路分别采集FQJ第7组接点的后接点和FQJ第8组接点的前接点。正方向时各区段FQJ在落下状态，列控中心采集区间FQJ前接点串联节点状态为断开状态，采集区间FQJ后接点串联节点状态为导通状态；反方向时各区段FQJ在励磁状态，列控中心采集区间FQJ前接点串联节点状态为导通状态，采集区间FQJ后接点串联节点状态为断开状态。
反方向转回正方向的过程中，由于列控中心13s内未采集到FQJ后接点串联节点导通状态，造成改方过程的失败。而且通过列控维护终端数据分析可以确认列控中心采集通道状态良好，不存在数据拥塞或误码的问题，因此可初步确认是由于某个FQJ第8组后接点未接通电路所致。
FQJ为JwXC-1700型继电器，它靠稳定的电磁力吸起接通前接点，当失去电磁力时通过继电器重锤的重力接通后接点。通过接点测试仪器发现，FQJ励磁时的前接点导通曲线基本稳定，但是FQJ失磁时的后接点导通曲线有时会出现不良。因此，可以解释改方失败通常是发生在反方向转回正方向的过程中，而在正方向转反方向的过程中却未发生。
3方向切换电路的改造方案
FQJ继电器为线路方向继电器的复式继电器，后接点接通代表区段正方向，前接点接通代表区段反方向。FQJ后接点串联电路由8个（或多于8个）FQJ后接点串联组成，正常导通表示线路方向区段均处于正方向。所以FQJ后接点串联电路中只要有一个FQJ的后接点失磁接通后接点的时隙滞后，就会导致改方失败。因此，必须采取措施提高FQJ后接点串联电路可靠性。
如图3所示，改造后的电路中，每组FQJ的第8组后接点分别并接本FQJ的第6组接点，这样可有效地提高电路的可靠性，若某继电器第8组后接点接触不良，还可通过第6组接点导通。这样就从根本上提高了FQJ后接点串联电路可靠性，进而提高了改方电路的可靠性，可有效地降低反方向转回正方向失败的几率。由此可见，改造方案不仅提高了系统的可靠性，且没有改变原有电路的联锁关系，也不会产生迂回回路，符合电路改造的安全性原则。FQJ第六组接点改造方案简单易行，不用增加新的继电器，仅需将原有的FQJ空接点并接即可。
4结语
方向切换电路故障直接导致站间上行或下行区间不能正常行车，有时会造成大延时故障，甚至造成一般D21类事故。区段方向切换电路改造，可提高方向切换电路的可靠性，减少方向切换电路改方失败造成的故障延时。该方案已经得到北京铁路局电务处、铁道第三勘察设计院集团有限公司、北京全路通信信号研究设计院有限公司、上海铁路通信有限公司、北京和利时系统工程有限公司的认可。
参考文献
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[2]邹国华.铁路信号改方电路的故障分析与处理方法
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[3]公续刚.客专Zpw-2000a移频信号应用研究[J].铁道通信信号，2013，（12）.
集成电路的可靠性篇7
1.电力通信系统可靠性的概念
顾名思义，电力通信系统的可靠性就是指根据目前现有的数据和质量标准不断地满足客户充足的电量、电力的量度。所以，对电力通信系统可靠性的测度主要关注这两个特点：安全性和充裕性。具体内容有输电系统、供电系统和发电系统等众多系统的可靠性。该系统能够满足电力的生产、要求以及运行，具备电力系统和通信系统两个方面的特点。可以说它是在电力环境下塑造的通信网络。
从电力系统方面考虑它的可靠性，发现通信系统是作为电力系统的组成部分存在的，它的定义是电力的通信系统根据需求、通信服务的质量标准为电力系统提供持续不断的服务的量度。从通信系统角度来说，它的定义是在其不间断的实际运行过程中，保证电力系统能够进行正常通信的能力。不管是从电力系统的可靠性还是通信系统的可靠性出发，它们的结果都具有一致性，所以，要结合电力系统在通信方面的需求对整个系统的可靠性进行分析。
2.电力通信系统可靠性的影响因素
（1）通信设备的控制电路和主要部件都是由电子电路来组成的。电子电路本身对环境的卫生和温度都有较高的要求，对现场环境的要求如果不过关，将会影响电力通信系统的安全可靠性。
（2）对于在高频保护环节和电力产品生产过程中引入的通信设备，从投入使用开始，就要一直保持这种运作状态，对非计划的停运检修做好控制。统调工作和维护检修都要尽量安排在计划的检修期内。受到检修期限、工具仪表和人力的限制，也会影响结果。严重时还会留下故障隐患，甚至会毁坏设备，降低安全可靠性。
（3）高度的集成化设计及其集成技术的大规模推广，促使该行业的制造业纷纷采用大规模的集成电路和单片的集成电路，使最终的产品呈现产品部件和功能的模块化。将微处理器引进通信设备并对其采用数字化的控制方式，将会加大电路的复杂性。用户对电路原理的知识不全面，对于内部资料得到的也不多，很难了解内部电路的特性和结构，所以，一旦通信设备发生故障，只能做简单的判别，无法进行深层次的检修，只能依赖厂商对其修理，大大降低了通信系统的运行效率和安全性能。
3.电力通信系统可靠性体系的构建
（1）指标体系
我们设计的想法是：找到一种合适的方法借助各种运行的统计指标对系统进行综合分析，从而得到可靠性的状况，这便是我们要测定的实际水平。但这种方法的可行性似乎不高，因为要对网络的中断时间进行统计，对网络目前的运行状况和将来发展趋势似乎不够全面。要把可靠性的指标体系看作动态的过程，在具体评价是要采用这样的思路：把与电力通信系统在运行时的有关指标看作出发点，对通信网络的水平增长进行评价。通过这样的思路得出来的结果将会简化要评价的问题，并对可靠性的水平增长的变化情况有全面的掌握。
（2）评价方法
采用综合评价的方法是要遵循一定的步骤：搜集并整理基础的、相关的数据；对相关指标的指数化，各指标的权重，可靠性的综合指数等有关可靠性评价的综合指数进行估计和测算；对得到的结果进行评价和分析。采用综合分析法是因为该方法以对网络运行的过程进行描述为基点，对某一次通信或某一瞬间进行描述，综合考虑操作的简易程度和一般的统计规律，把统计指标取作以年为基础的结果。要明白整个评价过程的核心是权重的确定、相关的适应性分析、指标的指数化和变动分析等，并借助计算机来简化计算。对于权重值的确定，可以根据建立起来的评价模型的特点，运用层次分析法或者直接给出法。
4.电力通信系统的可靠性管理
对电力通信系统可靠性的提高不能单纯地依靠大量的实验，要在实践中把各项工作落到实处。对该系统的各个部门来说，可靠性研究都是必要的。考虑到对其可靠性的研究主要涉及当前的电网在各种条件下进行运行，要按照服务的标准对规定的功能及其常见问题进行解决。在电力通信系统的计划、分析、建设、运行、管理和维护等各个过程都要进行管理说明。
网络运行者作为管理网络和具体运行的操作者，对电力通信系统可靠性的管理要贯穿始终，管理过程要达到以下目标：设计阶段制定现实的、可行的和可靠的目标和要求；建设阶段鼓励各部门共同努力实现可靠性目标；完工运行阶段善于发现问题并维护其可靠性。接下来从管理中要注意的问题和整个系统的运行过程两个方面进行详细说明。
（1）明确需求，提高可靠性水平
管理部门要做好自己的本职工作，研究分析整个电网系统对电力通信系统需求性的大小，以保证电力管理、运输和产品生产等需求的匹配。对其可靠性的研究给予高度的重视，掌握有效的控制和管理电力通信系统的方法，加强动态的管理过程，提高整个网络运作的有效性。另外，为了使通信系统和设备长期有效的运行，要总结故障发生的相关数据，并进行有效预防，并成立维护小组，设立专门的维护制度，使其自然地融入到现有的网络中，把全智能的光网络作为发展目标。
（2）从电力通信系统的设计开始，选用业内水平较高的、口碑较好的、专业技术较强的企业来进行设计，企业在取得操作资格之后，选出领导班子制作行为规范和技术规范，并领导全体员工学习规范的设计准则，严格按照规范来进行安装和操作，保证设计阶段的质量问题；到具体的操作和建设阶段时，对线路连接的建设和系统节点要符合国家相关标准的规定，并配以相关的保证措施和防护措施，建设完工后，相关监管和验收部门要公正地对其评价和监管，监管人员要具备相关的技术知识和专业素养；在电力通信系统投入使用并进行维护的阶段时，要调动各部门的力量进行配合，明确各单位的规章制度，把相关技术人员合理的安排到适合自己的岗位上。若设备发生故障，组织专门的团队对故障进行分析和改进，总结出常见故障的原因和规律，总结出应对的措施，促进系统的稳定和安全运作。
集成电路的可靠性篇8
关键词：配电网；通信网络；光纤通信；可靠性
中图分类号：tn92文献标识码：a
随着我国经济信息化的不断发展和推进，数字通信的水平大大提高，现代化的通信网络正朝着光缆化和数字化的全方位发展和进步，配电网充分利用了现代先进的科学技术以及网络通信技术，构成了一种电网结构、设备实施、地理信息等等技术的全自动化、信息化处理，近年来，光纤通信网络技术的大力发展，使得配电网运行监控和治理等自动化、信息化水平更是上一层，改变了以往由于配电网的点多面广、线路多、控制变化复杂等缺陷，此外，由于大多数的配电自动化装置安装条件的限制，而且以前国内的通信技术运用电缆传输的居多，质量较差，不具备良好的可靠性，经常导致数据结果传输失败等问题，使得建设完善的配电网通信系统困难重重，光纤通信技术的发展极大的改变了这种现状，为建设一个高品质的智能配电网系统创造了可能性，不但具有抗强电磁干扰的特性，而且出现信息数据误码率低，传输速率快，信息数据的保密性高等优点。此外，对配电网光纤通信可靠性的评估具有重要工程和理论意义，配电网通信网络技术的元件的可靠性受到其在网络系统拓扑结构中的配置位置和元件可靠性参数的影响，准确地评估出光纤网络系统的可靠性对于配电网络技术发展具有重要意义。
一、目前两种光纤通信网络技术的应用
近几年，在我国配电网试点中，以太网技术为基础的工业以太网交换机网络和epon无源光网络这两种光纤通信技术应用的较多，两者在实现设级和网络级的保护上都拥有良好的拓扑结构为基础，目前在多方面实践运算的基础上，综合各种数据分析结果，对以上两种网络的可靠性性进行评估分析，得出的数据结论是：以太网交换机网络可靠度为0.8743390，epon无源光网络的可靠度为0.865320，在配电网目前的通信数据量小的情况下，两种配电网光纤技术砸时延方面都能满足相关的要求，其中，由于工业以太网交换机组环网不限制站点数量，通信光纤所占用的数量一般定额在2纤或4纤的标准上；epon无源光网络受到站点数量的限制，需要配备多个pon口和光纤数量，而且在光分束之后，衰耗较大，在不同程度上，对着不同配电网领域的具体要求的差异，两种光纤通信网络的可靠性也随着提升，对配电网未来的发展趋势上，多电源多联络的网架结构是主流方向，从这个角度来讲，工业以太网交换机的发展适应性更为强一些，epon无源光网络的由于在网络线路和设备上的复杂性，使得其在配电网光纤通信可靠性的评估上略显劣势。总之，目前应用的两种光纤通信技术在配电网网络通信中发挥着重要作用，凭借各自的优势和可靠性发展成为主要光纤通信技术的领域，促进了我国光纤通信技术的发展。
二、配电网光纤通信技术可靠性评估
近年来，随着我国光纤通信网络技术的快速发展，大大改变了以往由于配电网的点多面广、线路多、控制变化复杂等缺陷，提高了电网系统的信息化和自动化水平，但是，受安装条件的限制，国内的通信技术运用电缆传输的质量较差，经常导致数据结果传输失败等问题，可靠性差，使得建设完善的配电网通信系统困难重重，光纤通信技术的应用和普及为建设一个高品质的智能配电网系统创造了可能性，在具有抗强电磁干扰的特性的优点外，还表现出信息数据误码率低，传输速率快，信息数据的保密性高等性能。因此，对配电网光纤通信可靠性的评估具有重要工程和理论意义，由于配电网通信网络技术的元件的可靠性受到其在网络系统拓扑结构中的配置位置和元件可靠性参数的影响，配电网中光纤通信网络技术，既存在一般通信系统的共性，因其自身的特点发挥着不同领域上的优势，针对配电网中光纤通信网络的可靠性评估问题，我国研究领域尚没有完善的评估理论和方法，所以，本文采用一种基于最小路集和布尔代数的方法来评估光纤网络可靠性。首先，基于对光纤网络可靠性评估的体系的了解，要熟悉关于通信网络可靠性评估的相关概念：①光纤通信网络设备的可靠度：在规定条件和时间内网络中节点或链路正常工作的概率；②光纤网络通信连通性的可靠度：在规定条件和时间网络保持连通的概率；③光纤网络通信设备故障率：网络节点或链路在单位时间内发生系统故障的几率；④光纤网络通信平均寿命：网络失效前平均工作时间或平均故障概率出现的间隔时间；⑤光纤网络通信加权可靠度等。以上都是进行光纤网络技术评估的概念，把握评估可靠性的指标，从而根据评估模型对可靠性全面科学地进行评估。
网络可靠性算法的基本原理为：光纤网络中能使源宿点连通的一组链路的集合称为网络的一个路集。这时，只要某个路集中任意一条链路发生故障便会使得其它源宿点不能正常进行连通，那么此路集是一个系统中的最小路集，但不是唯一的。根据配电网中光纤通信网络可靠性评估的原理，建立对配电网光纤通信网络模型：首先，光纤通信网络交换节点和链路组成的线性标，进行绘图描述，而且明确每条网络链路的可靠性和容量大小；其次，光纤网络通信中的节点分别处于正常工作或故障这两种状态，每个节点和链路相互独立不影响，这意味这在节点和线路发生故障是相互独立的，当个别借点或链路出现故障时，其他节点或链路不会因此受到影响；再次，要避免光纤网络各个交换节点出现定向循环链路，并且用最小路集和布尔代数的方法来评估网络节点的可用度，用数据的形式表现出来，直观形象。用最小路集的方法表示配电网络的正常工作模式，从而对配电网中光纤通信网络进行了可靠性评估，建立了配电通信网络元件的可靠性模型，准确地确定光纤网络通信监测节点和链路的可靠度，这种方法弥补了以往忽略网络节点对系统可靠性的影响，更能真实地、准确地反映光通信纤网络系统的可靠性程度，达到网络通信系统的良好通用性、能够迅速定位障碍位置以便及时进行系统故障分析和解决，是一种有效的评估光纤网通信的方法。
三、配电网光纤通信网络可靠性评估的意义及未来发展趋势
配电网光纤通信网络的评估具有重要的现实意义，随着我国经济信息化的不断发展和推进，数字通信的水平大大提高，现代化的通信网络正朝着光缆化和数字化的全方位发展和进步，光纤通信的应用和普及已成为现代网络技术发展的一种必然趋势，极大的发展和支持数字信息化通信网络的进步，对配电网光纤通信可靠性的评估具有重要工程和理论意义，配电网通信网络技术的元件的可靠性受到其在网络系统拓扑结构中的配置位置和元件可靠性参数的影响，准确地评估出光纤网络系统的可靠性对于配电网络技术发展具有重要意义。随着我国配电网通信技术的不断发展与进步，配电网的通信网络必将迎来新的发展前景，光纤技术的推广和普及应用，不仅承载着配电网自动化的遥信、遥测、遥控、遥调等业务，而且在监测传感业务和材料制造业上都将有所前进。不同类型的光纤通信系统在不同层次的网络服务上将有更大的突破进展，从而继续发挥光纤材料为大规模的网络通信系统开发提供巨大的支持力度。在未来光纤材料的设计上，将会朝着既高效又环保的材料方向前进，更优质、高效地服务于现代化的通信网络系统。总之，现代化通信网络离不开未来光纤技术的发展，各种光纤新材料的发展促进配电网能光纤通信技术的进步，为新一轮网络信息革命在技术上带来突破，极大的发展和促进了配电网通信技术的发展和进步。
参考文献
[1]李惠宇，罗小莉，于盛林.一种基于GpRS的配电自动化系统方案[J].电力系统自动化.2003(12):63-65.
[2]张岚.配电自动化通信方式综述[J].电力系统通信,2008(4):42-46.
集成电路的可靠性篇9
【关键词】电力系统；配网自动化；技术
引言
随着电力事业的迅速发展，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高。配电网络作为电力市场的末端环节，面临的压力尤为突出。近年来，我国配电网络进入新一轮的改造，这给配网自动化带来前所未有的发展机遇。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。随着国民经济的高速发展和改革开放的深入，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此，需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断地提供优质电能。
配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域，随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性。
一、电力系统配网自动化的技术分析
（一）配网自动化的技术原则
1)可靠性原则
实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性，因此配电网络必须具有可靠的电源点(双电源进线，备自投、变电所自动化)、具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)、具有可靠的设备(一次智能化开关，二次户外FtU、ttU)、具有可靠的通信系统(通信介质、设备)、具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。
2)分散性原则
由于配电网的地域分布性特点，建立配网自动化系统希望功能分散、危险分散，采用具有智能的一次设备(如重合器)，故障可就地解决。对于县级规模的配电网，复杂性并不高，提高可靠性供电，通常双电源即能满足实际要求。为进一步提高整体系统的安全可靠性，主站软件功能分散，以SCaDa为主体的实时监控功能独立运行，以GiS(地理信息系统)为主体的在线管理功能独立运行，电网分析计算功能独立运行，各功能间内核(数据库、微内核调度等)一体化设计，保证信息的可靠、高效、优质共享。
（二）配电自动化的合理规划
配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域，随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性。
（三）配电设备的选择
要做到利用计算机网络和通信技术，实现对配网正常运行的控制、检测和故障时的快速处理(故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电)以及配网的生产管理、设备管理的自动化，正确的设备选型是关键。在配电自动化系统中，配电设备应包括一次设备――配电开关，二次设备――馈线远方终端(FtU)、配变终端单元(ttU)等，以及为一、二次设备提供操作电源和工作电源的电源设备。
实施配电自动化，必须以重合器、分段器、负荷开关等具有机电一体化特性的自动配电开关设备为基础，在架空线路上作为分段和隔离故障用的开关应该具有免维护、操作可靠、体积小和安装方便的特点，并且能适应户外严酷的环境条件。馈线远方终端(FtU)用于采集开关的运行数据、控制开关的分合，为了达到“四遥”功能，必须具有通信功能。配变终端单元(ttU)用于采集配电变压器低压侧的运行数据，控制低压电容器投切用于无功补偿，通信的实时性要求低于FtU。需要特别注意的是，配电设备都在户外布置，其工况条件恶劣，必须达到特定的运行环境要求，否则实施配电自动化不但无法提高供电可靠性，还会降低供电可靠性。
（四）通信系统建设
通信系统是电力系统与配电网终端设备联接的纽带，电力系统与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。通信方式有：光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、借助公众通信网等多种。配网自动化的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小，实时性要求不同的特点，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设。
（五）配网主站建设
配网主站是整个配网自动化系统的监控管理中心，其功能包括SCaDa实时监控、GiS(地理信息系统)在线管理、电网经济运行分析等，主站框架要突破传统的单一调度自动化系统C／S模式，以p―p―C／S―B／S一体化架构，充分体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点，计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放，并提供与异构系统跨平台接口，与调度、负控、miS、CiS等自动化子系统实现无缝集成。
二、开关设备的选型
开关设备作为配网自动化的关键设备，为实现控制中心和各分段开关进行数据通信，要求控制开关、断路器不仅具备远方的遥控操作和数据信息通讯等基本功能，同时还要具备独立、完善的操作电源系统。为获取负荷电流、过载电流及短路电流量，达到遥信、遥测、遥脉等功能，要求开关内置Ct和pt等电气设备，作为判断过负荷、各种故障电流的电气元件。目前，具备上述功能的断路器的代表型号为Zw8-12型户外真空断路器。
三、控制中心与各开关(断路器)之间的数据通信网络
配网自动化对通信系统的可靠性和通信速率要求很高，也是配网自动化建设的主要瓶颈。目前我国部分地区完成的配网口自动化的通信方式大都采用载波通信、无线通信和光纤通信等几种形式。从相关的配网自动化建设和运行的经验来看，这几种形式中，无线通信和载波通信受到很多因素的制约，不是十分稳定，但投资较少，适合小区域的城镇配网自动化。
四配网自动化实用化模式
根据故障处理的具体形式，配网自动化可以分为分布智能模式和集中智能模式两种。
（一）分布智能模式
分布智能模式是指现场的开关(断路器)具备自动故障判断隔离及网络重构的能力，不需要通信与主站系统参与。主要有电压时间型(根据变电站保护重合闸到再次出现故障电流的时间确定故障区域)和电流计数型(根据开断故障电流重合器动作次数确定故障区域)两种。其主要设备是FtU结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段开关。
此类方法的显著优点是成本低，不需要主站参与。但受原理的局限，不可避免地具有以下缺点：(1)故障处理及供电恢复速度慢，对系统及用户冲击大：(2)需改变变电站速断保护定值及重合闸次数：(3)同一线路上、下级重合器动作缺乏选择性。
此外，网络重构后需改变重合器的整定参数，多电源多分支的复杂网络，其参数配合困难。并且故障点后面的分段开关的重合闭锁要依靠检测故障时的异常电压来作为闭锁条件，而故障情况不同，异常电压特征也变化较大，因此闭锁条件较复杂。
综上所述，这种方法仅适合于网架结构比较简单，主要是双电源供电的“手拉手”线路，以及不具备通信手段或通信条件不完善、可靠性较低的场合。
（二）集中智能模式
集中智能模式是指现场的开关(断路器)将检测的故障信息上传给主站，由主站根据配电网的实时拓扑结构，按照一定的算法进行故障定位，下达命令给相关FtU、开关(断路器)跳闸隔离故障。此后主站通过计算，考虑网损、过负荷等情况确定最佳恢复方案，控制开关(断路器)完成负荷转供，这种模式的特点是适用于任意结构的配电网，并且可以处理一些特殊情况(如多重故障)。
由于主站的故障处理算法是在酉己电网的实时拓扑结构基础上完成的，因此，即使是多电源复杂的网络同样适用，并且时间上几乎相同。
这种模式能适用于架空线路、电缆线路(包括环网柜方式、开闭所方式)。它具有以下特点：(1)作为电网调度自动化的一个子系统，能满足电网调度自动化的总体设计要求，其配置、功能包括设备的布置都能满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的要求。(2)能够将开关(断路器)的开关量和电流、电压等实时数据上传到调度主站或控制中心，并且能够对其进行遥控操作，具有很好的上行和下行通信功能。(3)与继电保护的整定、重合闸、备自投等配合，系统本身具有自动判断故障点和自动切除故障点的功能，能够将故障范围缩小到最小程度。(4)系统的正常运行方式和故障时的运行方式能够实现自动最优化，调度灵活，也可以根据调度员或者操作员的指令(检修状态下的运行方式)选择预定的运行方式。(5)能与配变计量监测终端及电压无功补偿装置相兼容，实现配网的VQC电压无功自动控制功能。故集中智能模式是配网自动化较先进、高级的模式。
集成电路的可靠性篇10
关键词：单片机；可靠性技术；发展趋势
abstract:inrecentyearsmicrocontrollerhavedevelopedrapidly,microcontrollerthemostobviousadvantageisthatitcanbeembeddedintoeachkindofinstrument,theequipment.atpresentalotofembeddedsystemisusingsinglechip,thispaperanalyzestheformationanddevelopmentprocessofthesinglechipmicrocomputerandthecurrenttechnologyprogress,andanalyzestheimpactofsingle-chipmicrocomputersystemreliabilityofreason,anddiscussesthemeasuresofimprovingsinglechipreliability.
Keywords:SCm;Reliabilitytechnology;Developmenttrend
中图分类号：C39文献标识码：a文章编号：
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CpU)、随机存取存储器(Ram)、只读存储器(Rom)、输入/输出端口(i/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势。
一、单片机的快速发展
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括地讲，一块芯片就成了一台计算机。它体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCm、mCU、SoC三大阶段。
1．SCm(SingleChipmicrocomputer)(单片微型计算机)阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。"创新模式"获得成功，奠定了SCm与通用计算机完全不同的发展道路。
2．mCU(microControllerUnit)(微控制器)阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展、满足嵌入式应用时，发展对象系统要求的各种电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展mCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家肩上。
3．SoC(SystemonChip)(片上系统)阶段，单片机是嵌入式系统的独立发展之路。向mCU阶段发展的重要推动力，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，单片专用机的发展自然形成了SoC化趋势。使用SoC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。随着微电子技术、iC设计、eDa工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
二、分析单片机可靠性限制原因及应对措施
目前，大量的嵌入式系统均采用了单片机，并且这样的应用正在更进一步扩展；但是多年以来人们一直为单片机系统的可靠性问题所困惑。在一些要求高可靠性的控制系统中，这往往成为限制其应用的主要原因。
1.单片机系统的失效分析
一个单片机系统的可靠性是其自身软硬件与其所处工作环境综合作用的结果，因此系统的可靠性也应从这两个方面去分析与设计。对于系统自身而言，能不能在保证系统各项功能实现的同时，对系统自身运行过程中出现的各种干扰信号及直接来自于系统外部的干扰信号进行有效的抑制，是决定系统可靠性的关键。有缺陷的系统往往只从逻辑上去保证系统功能的实现，而对于系统运行过程中可能出现的潜在的问题考虑欠缺，采取的措施不足，在干扰信号真正袭来的时候，系统就可能会陷入困境。
2.提高可靠性的措施
2.1减少引起系统不可靠或影响系统可靠的外界因素：
1)eFt(electricalFasttransient)技术。eFt技术是一种抗干扰技术，它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时，其波形上会迭加各种毛刺信号，如果使用施密特电路对其整形，则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟，在交替使用施密特电路和RC滤波电路时，就可以消除这些毛否则令其作用失效，从而保证系统的时钟信号正常工作。
2)低噪声布线技术及驱动技术。在传统的单片机中，电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上，一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样，就使电源噪声穿过整块芯片，对单片机的内部电路造成干扰。现在，很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样，不仅降低了穿过整个芯片的电流，而且在印制电路板上容易布置去耦电容，从而降低系统的噪声。现在为了适应各种应用的需要，很多单片机采用"跳变沿软化技术"，从而消除大电流瞬变时产生的噪声。
3)采用低频时钟。高频外时钟是噪声源之一，不仅能对单片机应用系统产生干扰，而且还会对外界电路产生干扰，令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统，低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部锁相环技术，则在外部时钟较低时，也能产生较高的内部总线速度，从而保证了速度又降低了噪声。
三、单片机的发展趋势
3.1低功耗CmoS化
mCS-51系列的8031推出时的功耗达630mw,而现在的单片机普遍都在100mw左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CmoS(互补金属氧化物半导体工艺)。80C51就采用了HmoS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHmoS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CmoS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHmoS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗,电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
3.2微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CpU)、随机存取数据存储(Ram)、只读程序存储器(Rom)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如a/D转换器、pmw(脉宽调制电路)、wDt(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SmD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3.3串行扩展技术
在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位otp(one-timepassword)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是i2C、Spi等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。
4、结语
单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能iC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机,单片机有着广阔的应用前景。
参考文献
[1]张志良;单片机原理与控制技术;北京,机械工业出版社,2008
[2]李广第，朱月秀，王秀山．单片机基础．北京：北京航空航天大学出版社，2002.