时间：2022-04-29 14:18:54
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇测控工程论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】地方本科院校；测控技术与仪器专业；毕业设计；教学改革
引言
毕业设计工作是人才培养环节中最重要的一环,是本科生运用自己所学的基本理论、基本知识和基本技能解决实际问题能力、独立工作能力和创新创业能力的重要途径，是一个知识深化和升华的关键教学过程，也是对学生大学四年的学习效果、学习成果和创新创业能力等综合素质的全面检验[1]。本文基于地方本科邵阳学院技术应用型人才的培养目标，根据测控专业的培养模式及学校与地方实际情况，有针对性地探索新的毕业设计模式力求符合人才培养规律、适合当前社会现状。为了进一步提高本科生毕业设计的教学质量，逐步完善各项质量管理制度，提高学生的毕业设计质量，促进技术应用型人才的创新、创业能力的培养。下面主要是多年指导本科毕业设计的实践体会。
1测控专业毕业设计特点
测控专业是仪器科学与技术一级学科中唯一的本科专业，伴随科学技术的发展、尤其是超大规模集成电路和传感检测技术、计算机技术、通信技术的快速发展,测控技术领域也同样发生了较大变化。由最初的纯机械结构、机电结合、机光电结合等简单结构逐步发展为集传感检测技术、计算机技术、通信技术、电子信息技术、现代光学、精密机械等高新技术于一体的复杂工程系统,其工程应用也从检测数据采集、结合超大规模集成电路技术逐步转变为信号发生、信号采集、信号传输、信号调理以及自动控制过程为一体的复杂测控系统[1-8]。尤其是二十一世纪以来，随着计算机技术的飞速发展、更新换代的周期越来越短，加上网络通信技术、算法软件技术、工业新材料的微纳米技术的蓬勃发展,测量与控制技术、仪器仪表技术也有转向微型、网络型、虚拟型和智能型的发展趋势,从而使仪器科学和其他多学科技术相交叉、相融合的属性日趋明显。邵阳学院作为地方本科院校，主要培养适应地方经济建设和社会发展需要的，具有从事信息检测、处理、控制及仪器仪表分析、设计、运行、维护、管理、教育工作的基础扎实、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型高级专门人才。针对培养目标,测控专业课程设置力求从知识技术、素质能力等方面构建专业课程体系,该体系的基本框架如图1所示。强化学生专业素养和创新创业能力的训练与培养，构建了“课外研学”和“工程实践”两类“3+1”实践教学体系。课外研学分为社会实践、技能考核、科研训练加创业实践；工程实践由基础实践、专业实践、工程设计加工程师执业技能训练（如图2所示），两类实践训练形式上互为补充，内容上互相渗透。
2对邵阳学院测控专业学生毕业设计的探索与成效
2.1毕业设计的选题和开题
从2013届到2017届测控毕业的学生来看，每届学生的选题工作从前一年的11月开始，尽量要求教师结合自己的科研项目进行命题，参加各种学科竞赛学生也可以利用优势，在教师的指引下把自己感兴趣的项目作为毕业设计课题，在选题方面，选题程序采用“指导教师出课题--教研室审题--学生、教师双向选择--指导教师下达任务书—院里审核”的程序。四年的实践中，共征集论文题目大于学生选题人数的25%，保证学生一人一题，为学生选题提供了较大的空间。这些课题结合了教学、科研、生产实际的需要，切实做到了与理论研究、应用研究、技术开发、工程设计紧密结合，具有一定的理论价值和实用价值。开题工作一般在前一年的年底完成，保证学生有充足的时间和精力去查阅资料、设计技术方案、完成开题报告。前期要求每一位准毕业生必须进行开题报告答辩，由答辩小组成员集体评议设计方案的可行性、保证学生有一个正确的努力方向。
2.2校企联合指导毕业设计
部分学生在毕业设计之前或者设计期间已经和企业或者公司签订了三方协议，用人单位要求准毕业生到公司去一边在公司岗前培训、做工程项目的同时完成毕业设计，对学生而言也是十分乐意的事，她（他）们可以工作拿到薪水，同时又能顺利完成毕业设计。甚至有些公司还会在工作经费、仪器设备、项目场地和技术力量上给予相应的支持政策。已签约的学生对公司而言，是公司未来的员工，是公司的新鲜血液，从政策、人力、财力上进行支持，是培养员工的主人翁精神。增强企业的育人社会责任感，对企业和学生而言是双赢。校企联合指导毕业设计一般采用双方共同指导，模式主要以公司企业为主导、学校教师为辅助。通常设计题目由企业提供，学校和企业协商确定，校内教师一般负责设计过程管理，审核设计的进度和各阶段完成情况；学生设计的具体内容一般由企业技术人员进行详细的指导并提供相应的技术资料，协调毕业生与现场人员、相关公司之间的关系。校企联合指导学生完成毕业设计，既可以增加校内教师了解公司企业的机会，了解行业的最新技术动态，又可以提高教师的解决实际复杂工程的能力，提升教师科研能力。近四年来测控技术与仪器专业和校外公司联合指导毕业设计的准毕业生人数呈现逐年增加的发展趋势。
2.3落实三个阶段的检查
毕业设计工作学校一般有前期、中期、后期检查工作，相应地各院系、教研室配合学校检查，先行进行自查。前期:重点检查设计任务书是否按时发给学生，任务书的填写是否符合学校规范、任务书中的技术指标是否合理，开题工作的具体情况，包括学生是否进行了开题报告的答辩，是否有记录，开题报告格式是否符合要求，设计方案是否可行。指导教师的指导记录是否属实。中期:重点检查指导老师的指导记录情况，学生的毕业设计进度是否拖后，学生的中英文翻译完成情况，文献综述、设计的方案、图纸等毕业设计(论文)过程材料，及时发现问题，并采取切实可行的措施尽快解决。后期:重点检查毕业设计的答辩情况、学生的毕业设计质量，包括附件材料的签字，设计指标是否完成，设计内容合理性，格式的规范性，考评答辩相关材料审查。近四年测控专业的实践表明，及时检查对设计过程中出现的问题能够早发现、早解决，有效地提高了毕业设计的质量，培养学生的实践能力。
2.4严把考评答辩和成绩关
近四届工作相比，每一年的考核工作在上一年的基础上有改善，基本上是执行资格审查、评阅、最终成果审查的环节前重点加了现场考评，对每一届测控方向的学生凡是单片机、PLC及仿真类课题必须要有仿真结果或实物装置，理论研究类课题必须要有理论推导过程及应用介绍，此环节的增加对提高学生设计（论文）成果质量起到了显著作用。多样化设计必须参加各项审查。学生交出的论文不出现自己以及指导教师的名字，然后交给不同的教师进行评阅，这种“准盲型”供评阅人完成评阅。评阅人与指导教师必须不同，穿插评阅不同组学生的成果，并有充足的评阅时间，可以从总体上把握学生的成果水平，对学生的成果给出客观的评价。答辩资格审查。答辩资格审查内容包括:（1）任务书（双面打印），（2）开题报告，（3）毕业设计日志，（4）论文报告，（5）论文（必须是完整论文1本，论文内含有比较完整的原理图），（6）仿真或实物，（7）中英文翻译，（8）进度考核表（要求指导教师签字），（9）评阅表（要求指导教师写好评阅意见），（10）其他与设计有关的资料。答辩程序和成绩评定。测控专业毕业设计（论文）答辩小组组织实施。参加答辩的学生分为两类：（1）考评和论文评阅通过指导老师推荐评优及本人申请评阅的学生；（2）从考评和论文评审通过，并且合格的但未被推优的学生中自己抽签产生。抽签办法为：答辩前30分钟抽签，随机从各指导老师所带学生中，抽出30%的学生进行答辩。未被抽中的同学，成绩在良好与及格之间视现场考评和论文评阅进行成绩评定。推选优秀学生毕业设计（比例为10%）和不合格者（比例为至少10%）参加院级答辩。在答辩整个过程中，应详细做好答辩原始记录（专用记录本），专业答辩领导小组指定专人（秘书）负责记录，答辩时，至少要保证有5位答辩教师在现场。成绩评定，需经历三个阶段：第一阶段（现场考评），第二阶段（论文评审），第三阶段（答辩）。连续通过三个阶段考核者，近两年新增学生的毕业设计（论文）进行知网，全部通过者方能获得及格（含及格）以上成绩等级（目前成绩综合评定实行五等级：优秀、良好、中等、及格和不及格）。答辩期间，由学校督导组对各答辩小组现场答辩情况进行巡视和现场点评与指导。学生设计的最后成绩由三部分构成:指导老师初评成绩、评阅老师成绩、答辩成绩，比例是3:3:4。答辩意见不一致或者对成绩评定结论有异议者，交由院答辩小组及院答辩委员会研究决定。
3结束语
本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段,指出了地方院校测控专业毕业设计质量中存在的主要问题，重点对毕业设计的选题、开题、中期检查和答辩等进行过程监控。毕业设计结合教师科研项目，实现产学研结合，提升测控专业学生的技能，培养创新创业型人才。
参考文献：
［1］冯旭哲,陈建云,明德祥.测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践［J］.高等教育研究学报,2011.34（1）,86-88.
［2］李雅峰，郗涛，张宏杰.测控技术与仪器专业毕业设计改革与创新性探索［J］.中国电力教育，2013，（22），181-183.
［3］牛金星，申杰，李恒灿.关于测控技术与仪器专业本科生毕业设计的思考［J］.科技创新导报，2011（27）．248
［4］冯飞飞.提高测控技术与仪器专业学生毕业设计(论文)质量的思考［J］.产业与科技论坛，2010，9（10）．180-181,183
［5］冯梅琳，何学文，罗小燕，等.基于CDIO理念的测控专业实践教学创新体系［J］.实验室研究与探索，2014（3）.180-184
［6］宋爱国，吴涓，崔建伟.测控技术与仪器专业学生工程意识培养与创新教育的探索［J］.中国大学教学，2012（1）．41-43
［7］唐鸿儒，吴桂峰，束长宝，等.测控专业实践能力培养与训练体系建设［J］.电气电子教学学报，2012（2）．77-79
测控技术与仪器专业课程
主要课程:精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础，微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
主干学科：光学工程、仪器科学与技术。
主要实践性环节：包括军训、金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等。
测控技术与仪器专业就业方向
本专业学生毕业后可在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。
从事行业：
毕业后主要在仪器、电子技术、新能源等行业工作，大致如下：
1、仪器仪表/工业自动化;
2、电子技术/半导体/集成电路;
3、新能源;
4、计算机软件;
5、机械/设备/重工;
6、石油/化工/矿产/地质;
7、其他行业;
8、环保。
从事岗位：
毕业后主要从事仪表工程、硬件工程、电气工程等工作，大致如下：
1、仪表工程师;
2、硬件工程师;
3、销售工程师;
4、电气工程师;
5、嵌入式软件工程师;
6、区域销售经理;
7、技术支持工程师;
8、测试工程师。
1.认真做好毕业设计（论文）题目的选题
针对选题存在的种种问题，可以着重从以下几方面入手。一是结合科研工作选题。指导教师的课题可以分解成子课题，选择其中结合专业、难易合适的子课题作为毕业设计（论文）题目，这样的课题通常水平高，同时有科研经费支持。二是结合教学工作选题。指导教师大多承担一定的理论教学和实验教学工作，在教学的课件设计、实验室建设等工作中，可以选择一些适宜的题目作为毕业设计（论文）题目。工科类的毕业设计需要大力提倡选题的工程实践性。三是结合企业需求选题。将企业的实际生产问题转变为学生毕业设计（论文）课题，使学生毕业设计（论文）课题紧密贴合企业实际需要。四是在上述基础上把握选题的符合度，即有新意、难度、份量适中，符合专业培养方向。增强学生现代设计的创新意识与工程能力，适应现代工程教育需求一是增加机械制图综合性实践环节的指导内容。如在制图课程上，增加计算机绘图和测绘学同时，将现代工程设计方法与案例引入制图课程，培养学生使用三维模型表达工程设计思想的方法。二是针对不同的教学内容增加实践环节，制图基础部分以手工绘图训练为主，在综合练习部分加强CAD做图训练，动手进行机器拆装，让学生在实践中提出问题、分析问题、解决问题。三是特别注意工程意识的培养，培养学生进行结构的创新设计，并按照国家最新标准绘图，图纸做到规范、准确、表达清楚。
2.多方投入，解决经费和实习问题
政府和教育主管部门应加大对毕业设计的经费投入，不一定要一刀切。毕业设计指导教师可以根据实际需要作出经费预算，院、系成立专家评审小组，对实习、实验所需经费进行合理分配，逐年改善。对确有实用意义的设计项目重点扶持，考核验收，记录在案，作为以后经费使用的依据。此外，还可以进行毕业设计课题竞标，评选有价值的课题给予经费支持。虽然对于大部分毕业设计题目有相当难度，校企合作解决毕业设计经费问题也是一种可行选择。多方面下手，除了毕业设计指导教师联系毕业实习单位以外，学生可以通过亲朋好友等自行寻找专业对口且有一定接待能力的企业。学校和企业建立对口实习基地，基本目的是保证足够的实习时间和实习质量，对于设备专业的学生也可以考虑到过程工艺企业实习，例如食品加工企业，化工生产企业等。
3.完善教学体系，提升实验室服务开放能力，扩大学生受益面
在教学体系方面，选修课的组合要合理配套，应该和毕业设计挂钩，使前期的专业基础和专业课与毕业设计衔接。对重要的专业基础和专业课未达到教学要求的学生应缓期毕业设计，真正实现毕业设计的要求和目的。以过程装备专业为例，学生不应该只是有机械和设备设计方面的知识，还应该具备一定的工艺方面的知识，例如食品工艺，化工工艺等。还要有一定的机电一体化知识，例如测控仪表，单片机和PLC等方面的知识。此外“创造工程学”、“工程与工程师”等职业素质类课程也可适当开设。随着国家对教育投入的加大，实验室水平、实验设备数量和质量以及学校其他配套能力都有很大提高。因此，实验室既承担着基础性、辅的实验教学和科研工作的服务与管理，也肩负着实施素质教育、培养创新型人才的重要任务，将实验室有组织、有秩序的开放给高年级学生，保证一定的实验物料、试剂、测控仪表、水电汽等，提高学生的动手能力是非常必要的。教师要参与学生的活动，保证安全。要使毕业设计的选题和实验室的建设项目紧密结合，这样既培养了学生的实践能力和创新能力，又促进了实验室的建设发展，使毕业设计以新的模式与当前的教学改革接轨，提高毕业设计质量。
4.合理选题，杜绝抄袭
应充分利用教学督导组和教学管理委员会，建立毕业设计题目审查制度，使毕业设计题目既有一定的知识面和工作量的要求，又避免走形式，过于简单。工作量太少的题目应该追踪审查单位的责任。由于毕业设计题目大多属于综合题目，涉及多方面知识，可以采用几位老师合作带一组学生毕业设计的方法，组内老师可各有专业所长，可以是不同专业的老师在一起合作。就目前的科技发展和网络发达情况来看，很难避免抄袭，有时也很难判断参考、借鉴和抄袭之间的界限。用现代高科技手段来检测是否抄袭是一种方法，但还是有局限性。在抄袭问题上不能光靠学生的思想认识，指导教师也要有责任心，细心把关。同时，应建立诚信档案制度，对于确认是抄袭的行为应该计入个人诚信档案。
5.提高专业老师的工程实践能力
专业课老师定期定量到企业、设计院和研究所工作，追踪当前的新技术、新设备、新工艺，实际参与考察、方案制定、设计、安装、调试、鉴定、投产等环节的工作，会大大增加专业课老师指导毕业设计的能力。同时，也可考虑聘请企业、研究所和设计院有经验的优秀人员到学校参与指导毕业设计和答辩工作。作为工科的专业课教师，要尽可能的参与工程项目，承担更多的横向和纵向科研和工程项目，大幅提高自己的实际工程设计能力，为提升毕业设计（论文）质提供有力保障。毕业设计（论文）本科教育的最后一次大的综合考核，只要师生共同努力，正视问题，解决问题，定能提高工科类本科毕业设计（论文）的水平和质量。
作者：曹智贤 单位：天津科技大学
【关键字】传感器；内容编写；辅助教材结构
【中图分类号】G40057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0077―01
一 辅助教材编写的背景
《传感器》课程是测控技术与仪器专业以及电子信息类专业的一门核心课程，它涉及多学科的知识，是一门内容繁杂的交叉学科。我校测控技术与仪器专业的性质是一门以电子测控技术、智能仪器技术和自动测试技术为技术基础，以计算机及电子信息技术为工具的高新技术学科。由于专业课程设置，学生学习电子技术及电子测量相关的课程较多，因此在传感器的授课中对检测不必过多讲解，而本专业学生缺少机械、仪器设计及工程力学方面的知识，也就是说在传感器应用和设计方面的基础知识欠缺，这样就导致在《传感器》教材的选择上具有一定的局限性。近几年来,本专业一直使用的教材是强锡富教授主编的《传感器》，学生反映在传感器的设计和应用方面理解比较困难，究其原因是学生缺乏机械原理、精密仪器、工程力学方面知识。对比各种教材，不太切合我校测控专业的实际，因此根据专业特色，主要参考强锡富教授主编的《传感器》一书，结合本专业的课程设置制作课件，编写多媒体辅助教材，并将多媒体辅助教材提供给学生，进而改善了教学效果。
二 辅助教材编写的特色
1 内容简单明白。通过知识的提炼，辅助教材具有言简意赅，深入浅出、通俗易懂，一目了然的效果。辅助教材对内容的提炼主要体现在以下几个方面：
首先，合理的内容结构有助于学生对传感器知识的系统掌握，每章内容从五个方面介绍：基本效应、基本结构、基本电路、基本特性、基本应用。传感器的基本物理效应、基本结构及基本电路是反映事物本质的理性知识，是本课程的讲授重点。而基本特性及基本应用则是寓于理性知识的反映事物表面现象的感性知识，其准确性及唯一性都欠佳，而且易学易忘，因而不能教授过多，但考虑到这两方面内容在教学中是相辅相成的，因此辅助教材对后者也有相当篇幅的阐述。以半导体气体传感器为例，对此进行说明，具体内容见表1。
其次，教学难点实例引入，以谐振式传感器原理介绍为例。对于谐振式传感器，辅助教材此部分主要以单自由度二阶振动系统为例，通过分析受迫振动和阻尼振动得出系统振动频率的表达式，然后介绍分类、测量电路及应用。这种对于较难章节原理深入浅出的讲解方法，有利于学生的理解。
2 原理知识与实际应用的结合。传感器原理方面的知识大部分在相关课程如大学物理、模拟电路等课程已学过，如果在课堂上重新叙述原理，学生会感到没有兴趣，辅助教材中，讲解原理的重点是启迪学生如何运用所学的知识解决问题。如电容式传感器，辅助教材先举例说明实际的应用，然后让学生分析原理，通过不同问题的回答，让学生自己分析出其分类、缺点及解决方法。这种讲解方式即消除了讲解原理知识的枯燥，又增加了学生对实际问题的思考。另一方面，用简图和实际装配图结合的方式介绍传感器的应用，简图讲解传感器应用的测量原理，装配图介绍传感器的实际应用方法，这样即增加对传感器的理性认识，又增加对传感器的感性认识。
3 基础与现代的结合。为了使学生了解当代传感器的新技术，增长知识，以利于学生创新思维和研发能力的提高，在辅助教材中加入了新型传感器。对新型传感器及传感器最新动态的介绍主要体现在以下方面：（1）集成传感器的应用，如在介绍热式传感器的应用时，介绍数字温度传感器DS18B20与模拟温湿传感器HSM-20R的应用；（2）敏感器件和测量电路结合起来的新技术，如在介绍热电偶冷端温度补偿时，介绍MAXIM公司近期推出的数字输出K型热电偶信号处理集成芯片MAX6675的特点及应用；（3）常见传感器目前的近况，如电容传感器中的触觉传感器等。
4 课后设计题的设置，扩充了学生传感器的知识面，提高了学生创新和设计能力。辅助教材每章设置一两个应用性设计题和思考题，学生以小论文的形式完成设计性习题。如应变片传感器章节布置电子称的设计、光电传感器章节布置太阳灶阳光跟踪系统的设计、超声波传感器章节布置水泵流量测量仪设计等。学生要完成这些题目，需要查阅相关资料，结合电子测量、智能仪器、测控电路等相关专业知识完成，提高了学生工程设计的能力和专业知识综合运用的能力。
三 总结与展望
辅助教材针对本专业的特色和课程设置，积累授课教师多年的授课和科研经验编写而成。此辅助教材已经使用两年，通过使用第一年学生的调查，大部分同学反映简单明白，改善了学习效果，少部分学生反映辅助教材内容不够深和广，因此辅助教材在第二年加入思考题和小型设计题进行完善，通过这一环节，解决课时少和知识面广之间的矛盾。通过调查，大部分学生反映辅助教材简洁清楚，提高了学习效率。但是由于设计题是课后习题，学生重视程度不一，做的结果差别很大，因此需要采取一定的措施，以调动学生的积极性，提高学生的完成质量，这方面在今后的教学中需要不断改进。
《传感器》课程是在大四第一学期进行，这阶段的学生由于就业压力，对课堂内容往往不够重视，因此课堂的质量和效率是吸引学生的关键。自从采用将辅助教材发到学生的手中和多媒体教学结合的方法，课堂气氛活跃，通过课后设计题的完成，激发了学生的学习兴趣，巩固了专业知识，扩展了学生的视野和增强了自信心，可谓一种成功的教学方法。
参考文献
论文关键词:微机保护故障抗干扰
论文摘要:文章结合笔者多年实际工程经验,介绍了我国微机继电保护技术的特点,针对目前我国微机保护的常见故障和抗干扰技术进行了分析,对微机继保未来的发展提出了相关看法。
继电保护技术主要是针对电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响,其重要性可见一斑。
微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。
本文根据笔者多年实际工程经验分析一下电力系统微机继电保护技术的技术特点、现状和发展趋势。
1.主要技术特点
研究和实践证明,与传统的继电保护相比较,微机保护有许多优点,其主要特点如下[1]:
(1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。
(2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
(3)由软件实现的动作特性和保护逻辑功能不受温度变化、电源波动、使用年限的影响。
(4)简洁可靠地获取信息,通过串行口同PC通信就地或远方控制。
(5)采用标准的通信协议(开放的通信体系),使装置能够同上位机系统通信。
2.常见故障分析
(1)硬件故障
主要有:按键失灵、显示屏显示不正常、插件损坏等等。
可能的原因有:运行时间太久使得按键机械部分接触不良导致按键失灵,或者是设备内部连接线损坏导致按键失灵;显示屏液晶面板受潮或受到损坏,显示芯片损坏;插件问题可能是插件电路电容长时间运行损坏,电源芯片损坏等原因造成。
(2)软件故障[1]
某变电所主变压器采用的是WBZ-1201D,保护运行时,所有报告均由人机对话模件收集显示或打印机输出。在运行过程中,出现过这种情况而无法解决:保护屏上显示“有报告”,但人机对话模件上未显示“报告”内容,且打印机亦未工作。
(3)安装问题[2]
安装保护设备时要注意防高压。安装时要找厂家协商,在保护装置入口或适当的地方安装防高压装置,防止高压电窜入低压回路,烧毁插件板。鹤矿热电厂就曾烧坏过三个插件板。
在二次回路接线时要将电流互感器的二次接线和微机保护内的二次接线一并考虑,否则可能出现电流互感器二次开路现象。有时厂家来的高压开关柜电流互感器的内部接线已经完成,但个别出现反极性的情况,进而出现保护误动,所以在调试时开关柜内部接线也应检查。
3.抗干扰
继电保护的抗干扰是指继电保护装置在投入实际运行时,既不受周围电磁环境的影响,又不影响周围环境,并能按设计要求正常工作的能力。
按干扰的形态可分为共模干扰、差模干扰两种。共模干扰发生于保护装置电路中某点各导线对与接地或外壳之间的干扰;差模干扰是发生在电路各导线之间的干扰,是与信号传递途径相同的一种干扰。保护装置接收这种干扰的能力和接收信号的能力完全相同。
按干扰的危害性可分两种,一是引起保护装置不正确动作的干扰,低频差模常属于这一类。二是引起设备损坏的干扰。由于高压网络的操作或雷电引起的高频振荡,最容易造成保护装置元件和二次回路的损坏。这种干扰常属于共模干扰。
减少各种干扰对继电保护或其它二次设备影响,可以考虑采取以下措施。
(1)硬件抗干扰
屏蔽和隔离相结合。电磁屏蔽是通过切断电磁能量从空间传播的路径来消除电磁干扰的。保护柜用铁质材料做成,以实现对电场和磁场的屏蔽,在电场很强的场合,可以考虑在铁壳内加装铜网衬里或用铝板做屏蔽体。隔离既可使测控装置与现场保持信号联系,又不直接发生电的联系。
(2)软件抗干扰
接入RC滤波器。对于微机保护,在印制板布线设计时应使强、弱信号电路之间有一定的距离,避免平行,在每芯片的电源与零序之间应加抗干扰电容,在交流和直流入口处应接入RC滤波器等。
对外部二次回路的设计采取必要的抗干扰措施。如降低干扰源和干扰对象之间的耦合电容和电感;降低屏蔽层的阻抗值;降低二次回路附近的电气值等等。
此外,保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。如果由于干扰导致输入采样值出错,可以取消不能通过检查的采样值,等干扰脉冲过去,数据恢复正常后再恢复工作。
4.微机保护的发展
微机保护装置在国内应用已有近二十年历史了,微机保护产品的发展也经历了几代,可以说,无论是国际品牌或国内知名厂家,其保护产品从原理到生产技术都已经非常成熟了。但是这些微机继保装置还是或多或少的存在一些缺陷,时代的发展,技术的进步,对微机保护也提出了更高的要求。
(1)更趋自动化、智能化
随着我国智能电网概念的提出和相关技术标准的制定,智能电网相应配套的关键技术和系统也需要加快研发速度。
对于继电保护技术来讲,一方面,可以深入挖掘智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划模糊逻辑等在微机保护方面的应用前景,将技术转化为生产力,以解决常规技术难以解决的实际问题。
(2)提高微机保护的设备管理和事件记录功能
现在的微机保护,除了应完成保护、测控、通信一体化功能外,还应能提供被保护设备的日常管理和事件记录。这些设备管理包括断路器的分闸、合闸次数,累计故障次数、断路器动作时间监视、断路器开断电流水平,断路器触头寿命、设备累计停电时间、设备累计运行时间、设备检修记录、分区段平均负荷电流、日最大负荷电流、日平均负荷电流、累计电度等。对变压器保护测控装置,如果有油温、压力等模拟量接入,还可进一步监视变压器的其它运行工况。
5.结语
随着我国智能化电网建设的一步步深入,变电站综合自动化技术的提高,数字式微机测控保护装置逐渐取代了传统模式,同时由传统的保护、测控单一实现方式向整合型转化即在同一平台上实现微机保护、测量监控及设备的管理和传动。
可以预见,未来的微机保护系统将会使更加人性化、自动化、智能化,将会为确保我国电力系统的安全稳定运行,确保国民经济的快速持续增长发挥更大的作用。
参考文献:
英文名称：Chinese Space Science and Technology
主管单位：中国航天科技集团公司
主办单位：中国空间技术研究院
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-758X
国内刊号：11-1859/V
邮发代号：
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1981
期刊收录：
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双百期刊
第二届全国优秀科技期刊
联系方式
期刊简介
关键词：智能变电站；自动化系统；体系结构；设备配置；
中图分类号： TP27 文献标识码： A
1.引言
随着电力工业不断发展，逐渐具备了发展建设智能电网的基础和条件，尤其是近年来通信、计算机、自动化等技术在电力系统中广泛深入应用，与传统电力技术进一步融合，极大提升了电网智能水平。
国内变电站自动化技术已经具有一定水平，基本实现间隔层和站控层间数字化，但也存在一些问题，如变电站内存在多套系统、信息共享困难、设备间操作性差、系统可扩展性低、可靠性受二次电缆及电磁干扰，制约变电站可靠性、实时性、经济性进一步提升。国家电网公司针对智能变电站自动化技术研究，目的是进一步提高输配电系统生产运行可靠性和稳定性，以及电网调度智能化自动应对能力。
2.变电站自动化系统体系结构
根据《国家电网公司输变电工程通用设计（110（66）~750kV智能变电站部分》以及国家电网基建【2011】58号、539号等文件要求，66kV智能变电站自动化系统主要按如下原则设计：
--变电站自动化系统按无人值班智能化变电站；
--变电站自动化系统构成采用开放式分层分布系统；
--变电站自动化系统统一组网信息共享；
--变电站自动化系统具有电力调度数据专网的接口，软件、硬件配置支持联网通信技术以及通信规约要求；
--网络安全满足《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）、《电力二次系统安全防护总体方案》要求，进行安全分区，通信边界安全防护，确保控制功能安全；
--提高变电站运行自动化水平和管理效率，优化变电站设备的全寿命周期成本。
2.1系统体系结构及网络方案
66kV智能变电站自动化系统是基于IEC61850标准的面向对象和开放式分层分布思想构建，实现变电站信息化、自动化和互动化。
本论文拟定两种方案，方案一采用三层两网结构，三层结构为站控层、间隔层和过程层三层设备。两网为站控层网络，过程层网络。方案二采用三层一网结构，取消过程层网络。
站控层网络是连接站控层设备和间隔层设备、站控层以及间隔层内不同设备的网络，实现层间设备和层内设备信息交互。站控层网络采用星型以太网络，MMS、GOOSE（逻辑闭锁）、SNTP共网运行，全站数据传输数字化、网络化、共享化。
过程层网络采用以下两种方案：
方案一：保护直采直跳，采样值SV、GOOSE报文共网传输，即保护装置采样、保护跳闸均采用点对点方式，保护联闭锁、失灵、告警等信号及测控、计量等采样值信息共网传输。优点：保护直采、直跳，不依赖于交换机；SV、GOOSE报文共网传输，相对单独成网，减少了过程层交换机的数量。缺点：对于跨间隔保护装置由于光口多，装置通信处理压力大，报文处理存在一定延时；装置光口多，熔接点多，接线复杂；多光口设备发热量大，影响装置使用寿命；信息无法共享，不便于故障分析；光缆数量较大。
方案二：保护直采直跳，不设置过程层网络，过程层不设置过程层交换机，间隔层交换机集成过程层交换机功能，利用间隔层装置透传功能，取消过程层网络。优点：取消了过程层网络；接线简单，光纤连接清晰；节约投资。缺点：站控层网络流量大，对站控层网络交换机要求较高。
66kV智能变电站站控层信息相对较少，站控层网络交换机足以满足信息传输要求，本着节约投资，保证功能原则，综合对比过程层网络两种方案，建议66kV智能变电站过程层网络设计采用方案二，保护直采直跳，取消过程层网络。整站结构采用三层一网（三层：站控层、间隔层和过程层；一网：站控层网络），取消过程层网络。
2.2系统设备配置方案
66kV智能变电站自动化系统采用三层一网设计，保护直采直跳，取消过程层网络。下面针对各层功能及设备配置情况进行详细介绍。
站控层采用高度集成一体化系统，配置符合IEC 61850标准的监控、远动等系统。监控系统集成操作员工作站、VQC、五防一体化、程序化控制、小电流接地选线等功能，实现智能变电站信息平台统一化和功能集成化。网络采用100M以太网，并按照IEC 61850通信规范进行系统建模和信息传输，站内各小室之间的站控层交换机通过光纤进行星型结构级联。
站控层设备主要包括监控主机兼操作员工作站、远动通信装置等。监控主机兼操作员工作站单机配置，推荐采用商业服务器或者无机械磨损件的工业级计算机。
间隔层由若干二次子系统组成，在站控层及站控层网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC 61850-8-1通信协议。间隔层包括继电保护及安全自动装置、测控装置、电能量采集系统等设备。66kV智能变电站间隔层设备具体配置如下：
主变主保护与后备保护独立配置，采用保护测控一体化装置；每台主变设置一套主变本体智能终端，集合非电量保护功能，下放至变压器附近。
66kV间隔保护测控一体化配置，下放至GIS智能汇控柜内；66kV内桥配置保护测控一体化装置，备自投功能由监控系统实现，下放至GIS智能汇控柜内；站内设置一套公用测控装置。
10kV配置保护测控计量多合一装置，下放至开关柜内；10kV每段母线设备柜各配置1套公用测控装置，除采集本柜的信号外，还用于满足本段母线上其它间隔遥信量不足时接入的需要。
过程层由常规式互感器+合并智能单元等构成。由于电子式互感器应用经验少，其可靠性、稳定性较常规互感器还存在较大差距。常规互感器具有较成熟的运行经验，配以合并智能单元就地数字化采样传输，技术可行性高，因此，建议采用“常规互感器+合并智能单元”方案，智能控制柜按间隔进行配置，本站智能控制柜与GIS汇控柜一体化设计，二次设备采用即插即用技术。
2.3交换机配置方案
站控层网络交换机配置：站控层配置1台中心交换机。采用100M电口。设备满足传输速率≥100Mbps，以太网口≥24口，光接口≥2口的要求。
过程层网络交换机配置：本站不配置过程层网络，SV与GOOSE均采用点对点方式，无需配置过程层交换机。
3.结论
现阶段智能变电站处于快速发展和建设阶段，由于从事设计单位资质及人员水平不同，以及标准和规范不断完善，导致智能变电站设计理念和水平有待优化。本论文对智能变电站自动化系统进行了介绍，详细阐述了智能化变电站自动化系统体系结构优化设计，对站内网络组网方案优缺点进行了分析，并以66kV智能变电站设计为例，进行了自动化系统设备配置和组网方式实例分析，对从事智能变电站设计人员工作具有一定理论指导意义和实用参考价值。
参考文献
《国家电网公司输变电工程通用设计》（110（66）~750kV智能变电站部分（2011年版）.
《国家电网公司基建部关于开展标准配送式智能变电站建设会议的通知》【2013】11号.
《国家电网公司输变电工程通用设备110（66）~750kV智能变电站二次设备》2012版.
《智能变电站优化集成设计建设指导意见》的通知国家电网基建〔2011〕539号.
《国家电网公司输变电工程通用设计（110（66）~750kV智能变电站部分》以及国家电网基建【2011】58号.
黄新波,贺霞,王霄宽等,《智能变电站的关键技术及应用实例》电力建设,2012.10.
陈旭玫,《220kV南溪智能变电站设计[D]》,昆明理工大学,2012.
[关键词] 预测算法 时间参数设置 节能 便捷
根据国家发改委公布的消息，2007年我国单位GDP能耗下降情况继续趋好，同比下降3%左右。 2008年，我国节能形势仍然严峻，国家将采取强化节能目标责任制、继续着力淘汰落后生产能力、抓好重点企业节能和重点工程建设等措施继续推进节能工作。电器节能是节能工作的重要组成部分。
一、问题的提出
节能控制领域的研究在我国目前处于起步阶段。目前我国电器节能的研发趋势之一就是降低产品的制造和使用成本，设计节能的工作或生活场所控制系统是现代节能领域的重要研究方向。据统计，工作或生活场所的用电器在无人、待机的状态下长期浪费的电能占的能耗平均多达总能耗的30%以上。为了有效的解决这个问题，就需要设计一套集中控制管理工作或生活场所能量与电器配备相应的节能控制算法的分布式控制系统。
二、时间序列的基本思想与基于时间序列理论的电器使用时间预测
1.时间序列理论
由式(2-2)和式(2-7)可以看出，时间序列都是由一部分规律性的和一部分不相关的组成。
2.基于时间序列理论的电器使用时间预测
传统的时间序列分析主要是应用在电力系统的负荷预测，其原理就是利用过去的和现在的电力网的负荷来预测将来的电力网的负荷，通过预测进行电网的输电调度，保证满足电网上的各个用电部门能够正常的工作。除此外，还可以通过长期的负荷预测，决定电网的建设和水电、火电的规划。同时，用户对工作或生活中常用的电器的使用也是有一定的规律，可以通过对过去的使用情况进行处理从而预测将来的用户的使用规律进行相应的无人的自动控制，这样既可以提高用户对自己常用电器的使用质量，使生活工作更加舒适又可以起到节约能源的作用。
时间序列预测的特点是一个连续时间序列往往存在规律性和偶然性，偶然性存在的情况下，仍然能够比较好的预测到将来的观测值。电网的负荷化就是这样的，它是由用电部门的稳定地用电规律和偶性的随机用电尖峰。而用电器的使用规律也是这样的，一方面用户在某个电的使用上是有规律的，另一方面用户也会因为偶然的突发事件改变自己以往使用规律，即随机事件的发生。
因此采用时间序列法来预测用户对电器的使用规律是可行的。本研究就是采用这种时间序列的方法进行电器使用时刻的预测。
3.二阶自回归模型预测过程介绍
4.二阶自回归模型预测的软件流程图设计
从上述推导过程可以得到二阶自回归模型预测的流程，即先利用历史观测数据通过式(4-5)计算出，然后再利用Y-W方程的导出式(4-4)计算出，这样便可以构建出二阶自回归的预测模型，最后便是利用这个二阶模型来计算下一个数据的预测值。其预测控制流程图见下图所示：
5.时间序列预测的仿真分析
为了证实时间序列预测算法的可用性，本研究还进行了仿真分析。本研究采用的仿真软件为MATLAB仿真软件，由于MATLAB软件中的SIMULINK提供了常用的仿真块，因此只需要进行简单的参数设定便可以进行仿真分析。具体的阶次和数据长度如下图。
三、节能控制器的设计
1.节点控制器的控制策略
(1)是实验数据的分离，即将采集到的时间点数据分类存储处理。由于大多数的电器使用者的使用规律大体可以分为两类:工作日和休息日。一般来说，使用者在工作日和休息日的作息习惯是不同的，所以分成两类可以更好的进行用户使用习惯的辨识。
(2)要对数据进行预处理，即分离一些偶然性太大、基本没有规律性的纯随机数据。这些事件的发生往往会影响用户当天的使用习惯。同时还要实现无人的节点控制。通过检测可以了解到用户有时已经离开了，但许多电器都还处于使用状态，这样就需要通过一段时间的等待，确定用户不是偶然的外出，就可以通过自动的节点控制程序关闭大部分可以关闭的电器，从而达到节约能源的目的。
(3)还要尊重用户的当前修改，当用户的习惯改变或临时的偶然操作时，要以手动的操作为主，并重新进行改变数据，进行下一次的预测。
(4)就是协调节点控制器的各个功能。由于工作或生活场所控制节点的功能比较复杂，由采样、顶测控制、继电器开关控制、电力线传输控制等级分组成，所以需要协调好这几部分的功能。本论文采用中断控制的方式，即控制器平时处于等待状态，当需要它进行预测控制时，调用预测控制的子程序，当需要进行电力线通信时，调用通信子程序。
2.节点控制器的软件设计
为实现如前面所述的控制策略，需要设计以下几部分程序:
(1)主程序的设计
(2)采样子程序的设计
(3)时间序列预测子程序设计
(4)节点执行子程序设计
(5)间接执行子程序设计
①主程序设计
主程序是整个软件执行系统的主干，除了为各个功能模块的有效执行创造外部环境外，还要进行一些相应的设置和一些硬件的初始化工作。
本论文的主程序的流程图如图3所示。
②采样子程序设计
采集电器的开关时刻的方式为中断的方式，当检测到开关的变化后，读取此时的时间值，并进行初步的处理判断，如不是偶然动作，则可以存入历史数据中，作为预测的根据。其工作流程如图4所示。
③预测子程序设计
预测子程序采用时间序列的预测方法，由于每一次预测计算都是希望利用尽可能多的历史数据而且希望每一次的数据都是新的信息，所以在每一次进行预测计算前，需要先进行数据的替换，即用新的数据代替旧的数据。并且需要用预测的时间保存，作为继电器动作的时间。其具体的计算流程如图5所示。
④节点执行子程序设计
节点执行子程序是指没有通过通信等的间接控制，而是作为控制系统中的一个孤立的节点自行进行的控制。这种情况下有两种情况:(1)用户的手动操作；(2)节点的自动操作。因此具体的程序流程也应该是这两种方式，但由于应该以手动控制为主，因此这里的操作存在一个优先级的问题，即以手动的操作为主，自动的操作作为手动操作的备用策略。其具体的程序流程如图6所示。
⑤间接执行子程序设计
作为间接执行子程序一般分两种:一种是通过电力线的通信，由工作或生活场所内的一个节点向另一个节点发出的执行命令；另一种是通过电一话远程的监控模块实现的较复杂的执行命令，即先通过远程监控模块将控制命令传入工作或生活场所的控制网络内，再将控制命令下达到具体的一个节点控制器来执行，例如用户在回家前打算提前打开空调，这样当用户回到家里时，家里的温度己经是比较舒适的了。由于本系统的远程监控不是本论文的重点，在此仅介绍一个节点通过电力线对另一个节点的控制，其程序流程图如图8所示。
四、系统硬件结构设计
1.控制芯片AT89C51
本论文的控制芯片采用ATMEL的AT89C51型号的微处理器，如图4-1是AT89C51的管脚图。AT89C51是一个低功耗、高性能的8位单片机。片内带有一个4KB的FLASH可编程、可擦除只读存储器(EPROM)。它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器(NURAM)技术，而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此AT89C51是一种功能强、灵活性高，且价格合理的单片机，这也是本设计采用这种型号的单片机的主要原因。
2.双音频编码芯片MT8880介绍
本论文采用的编码芯片为双音频编码器MT8880，它的管脚分布如图4-2-1所示。MT8880是一个包含呼叫过程滤波器的单片双音多频(DTMF)收发器，它采用了MITEL公司的ISO2-CMOS技术，具有功耗低，可靠性高的特点。双音多频(DTMF}接收部分以MT8870单片双音多频((DTMF)接收器为基础加以发展； 发射部分使用了开关电容数/模转换器，保证了所传递的双音多频(DTMF)信号具有低失真、高精确度的特点。内部计数器提供音频波群传送方式，从而使音频串能够在高精度时序内传送。
MT8880与单片机的连接如图4-2-2所示。89C51单片机的I/O接口Pl.0-P1.3直接连接到MT8880的DO-D3接口。同时由于需要选择MT8880的工作模式，和设置其内部寄存器的状态，因此需要对RS0, R/W接口进行设置。另外，由于采用中断的方式进行通信，所以需要将中断信号的输出口IRQ连接到单片机的接口。
综上所述,本文通过硬件结构设计和软件的流程设计,基本实现了工作或生活场所控制器的降低成本、简化操作、节能控制等功能。
参考文献:
[1]任苹李界家原宝龙邱昭泉:淡智能住宅家庭智能化系统.楼宇设备，2003, 2
关键词：智能变电站 逻辑配置 点对点配置 GOOSE配置
中图分类号：TM63 文献标识码：A
1 引言
通过智能化的调试发现，存在很多无法满足现场运行要求的问题，面对智能化站刚刚起步，这些问题需要现场解决从而满足目前的运行要求还是说总结出新的运行规定，如果只是为了满足现场的要求，将会形成各个智能站配置均不统一的情况，这样，对智能站今后的维护相当不利，如果在原理上实现配置的一致性，将会为以后的运行维护带来很大的方便，所以本论文以各种智能设备的原理为基础，实现配置的一致性，让配置的原理与传统的原理一致，下面主要针对几个常见的问题进行分析。
2 电压并列回路的配置
目前常见的配置为双套合并单元，实现了设备的双重化配置，但是对于这种配置的电压并列回路特别复杂，需要将两套合并单元都做相应的处理才能实现电压的并列，这无疑增加了回路的复杂性，在实际接线中，每套母线合并单元都接入了两条母线的电压，并且电压的接入回路都是通过常规回路来实现的（有些厂家母线合并单元的刀闸位置、断路器位置等也可用通过外部电缆回路来实现，对于智能站来说，采用这种方式将会大大增加回路的复杂性），在这种配置下相当于两套完全独立的母线合并单元，在运行维护时需要采取不同的措施，如当II母母线检修退出电压互感器时，应将II母智能终端的并列把手由自动切换到II母强制I母上，同时也应将I母智能终端的并列把手也切换到II母强制I母上，这是为了防止备自投装置的两条母线电压均取自I母合并单元时II母电压失压导致备自投放电。
3 备用电源自动投入装置的配置
备自投相关的智能设备有进线智能终端、分段智能终端、进线合并单元、分段合并单元、母线合并单元、主变保护、主变本体智能终端。进线和分段智能终端主要向备自投装置发送进线断路器的位置以及手跳闭锁备自投信号（对于不启动KKJ的断路器操作把手）和遥控跳闸闭锁备自投信号、进线合并单元主要向备自投装置发送线路电压以及线路电流，分段合并单元发送电流，对于进线备投的备自投装置不需要分段电流，母线合并单元主要两条母线的电压，两条母线电压可取自一套合并单元也可以取自两套合并单元，主变保护的内容是后备保护动作闭锁备自投装置，主变本体智能终端非电量动作闭锁备自投，对于另一端母线没有电源点的进线可以不设置非电量跳闸闭锁备自投的逻辑。
3.1 直跳、直采点对点配置
点对点方式是指线路间隔的电压电流、母线设备的电压电流、备自投保护动作跳、合断路器均是通过点对点的方式来实现的。线路和分段的断路器位置和手跳信号既可以采用点对点方式也可以采用GOOSE组网形式，通常选用组网形式，主变保护动作和非电量动作闭锁备自投信号则是通过GOOSE组网形式来实现。
3.2 直跳、直采GOOSE组网配置
GOOSE组网方式是指所有智能设备的信号均通过GOOSE组网来实现，保护电压电流也通过GOOSE交换机向备自投，实现的数据信息的高度共享。各过程层智能设备首先将自己的断路器位置、手跳信号、线路电压电流、到GOOSE交换机，同样间隔层智能设备将闭锁备自投信号也发送到GOOSE交换机然后实现数据的共享。
备自投所需电压电流，跳闸方式目前没有明确要求，目前我们常用的配置方式有两种，点对点方式或者GOOSE组网方式，两种方式均不影响备自投正常运行，各有自己的特点，直跳、直采点对点方式虽然提高了运行的可靠性，但是让网络更加复杂化，并且没有实现网络的共享。而GOOSE组网配置的特点是牺牲安全性和可靠性，从而达到简化网络（组网需要一组光纤即可实现，而点对点方式至少需要六组光纤）的目的。
3.3 母线电压配置
备自投装置需要的两条母线电压宜取自一套合并单元，通常情况下，每一套合并单元均接入两条母线的电压，在分裂运行时，两天母线的电压互感器均在运行，此时两个互感器独立运行，在每一套合并单元都能正确采集到两条母线的电压，这种情况不能影响备自投的保护功能。当一个电压互感器退出检修时，母线合并单元可以通过并列把手来实现备自投装置的两条母线电压均有压。另外，取自同一个合并单元的好处是减少备自投装置的光口，减轻CPU的工作量，可以增加备自投保护装置的工作寿命。
4 控制回路断线的配置
4.1 智能终端控制回路断线
智能终端控制回路断线对于提供TWJ（跳闸位置继电器）和HWJ（合闸位置继电器）接点的智能终端，通常由TWJ和HWJ常闭接点串联形成，然后通过硬接点信号接到智能终端的开入上，对于没有提供TWJ 、HWJ接点的应该通过软件自动生成一个控制回路断线的信号，然后将此信号通过GOOSE网发到对应的测控装置，再通过测控装置发送到后台，应在后台注明是智能终端控制回路断线。
4.2 保护装置控制回路断线
线路保护、分段保护等保护装置一般可以通过控制字来选择是否判断控制回路断线，当该控制字投入使用相应保护可以通过断路器的位置来判断是否控制回路断线，所以在保护装置的断路器位置开入中必须要配置智能终端操作箱的TWJ和HWJ,而不直接配置为断路器的位置硬接点遥信。如果配置断路器的位置硬接点遥信，在平时运行时，断路器只有两种状态，不是分位便是合位，即便控制电源消失时，这种状态也不会改变，此时，保护装置依然能接收到断路器的位置因而保护装置无法判断别出控制回路断线，如果逻辑配置中的位置接点取自TWJ和HWJ，当控制电源消失时保护保护接受不到断路器的位置，从而判别出控制回路断线信号，导致断路器发生故障时拒动的可能性
5 总结
面临着数字化技术的在智能化变电站中的不断应用，对智能化设备的稳定性，高速化网络、信息共享、系统配置的可靠性提出了新的要求，针对以上特点，本论文提出的这些解决方案具有以下的几个特点：
（1）较高的可靠性。在现场处理，实施验证之后，通过实际运行观察发现，本论文提供的解决方案运行稳定，有效的解决了发生的问题。
（2）充分的理论依据。本论文所涉及的几个问题都是在调试过程中发现的，处理方案也是通过设计人员、研发人员、继电保护人员、运行人员根据实际运行要求提出的解决方案，因此考虑的情况比较全面，理论依据比较充分。
（3）丰富的现场经验。提出解决方案后，在实施验证过程中也投入了大量的工作，从而为该论文提供了丰富的现场经验。
参考文献：
[1]刘振亚.智能电网技术[M].中国电力出版社，2010
[2]高翔，张沛超.数字化变电站系统结构[M]. 华北电力出版社，2006年12月.
[3]王义梅.电网继电保护应用[M].电网技术出版社，2000年6月.
[4]赵丽君，席向东.数字化变电站应用技术.电力自动化设备，2008，24(5)：118-121
作者简介：
马玉虎（1983-）男 电力工程工程师 大学本科 从事电力系统继电保护技术工作
“传感器”精品课程建设是传感器课程教学质量与教学改革的重要平台，探索“传感器”实践教学的自身特点和规律，以现代科学技术的发展和市场经济建设的需求为视角，教学过程中注重通专结合的工程师素质训练，加强学生综合实践能力培养，通过体现课程实验和有感活动特征对传感器教学内容和实验方式进行有意义的尝试和改进，并在规范教学的基础上寻求新的突破，提出了与实际工程对象相结合的教学方法并获得效果。
关键词：精品课程；教学方法；传感器；实践能力
中图分类号： G642.0文献标志码： A 文章编号：1672-0539（2013）04-0105-04
传感器技术是现代信息技术的主要内容之一，在当代科学技术中占有十分重要的地位。传感器实践课程是一门应用性极强的专业基础课，它包括信息的获取、变换、处理、显示等检测手段和测试技术。学生在学习传感器技术时已具备基本的专业知识，但如果我们采用一般专业基础课的教学方法和实验方法，其形式过于简单，难以刺激学生的学习兴趣和创造欲望，教学效果不明显。为此在规范教学的基础上，可应用“工程对象教学方法”加强实践教学。本文就此作一分析。
一、实践教学中存在的问题
《传感检测技术》是现代测控技术、机电一体化与自动化专业的技术基础课程，又是其它现代工程专业如物流、交通、通讯和生物医药工程等共同的技术基础课程。这门课程的学习将对学生专业技能的掌握、工作就业都起到非常重要的作用。
与“传感检测技术”课程配套的传感器实验是刚刚发展建立起来的工程实验课程。目前许多大专院校的物理、电子仪器、测控技术、自动化等专业的“传感器”课程主要以“传感器系统实验仪”作为实验平台，完成十多种传感器的基本实验，该实验系统主要完成验证性实验，内容单调有一定的局限性，实验的结果也比较粗糙。动态实验内容在规定的学时内学生基本不能独立完成，通常由教师进行演示。这种实验模式格式化，模型基本固定，学生完全按教师和实验讲义要求的内容、步骤进行实验，难以提供具有个性思维的训练。
另外，在数字电路、模拟电路的教学实验中都是以模拟实验箱和数字仿真实验为主，目前教学中主要采取的这些实验方式缺乏与实际工程对象相结合的系统实验理念，这种教学方式的后果导致学生在学习完相关的课程并做完相关的实验后，仍旧对检测技术、控制原理与控制工程的本质内容缺乏理解，甚至连许多基本的概念都不能很好的消化和吸收，更不用说应用手段和方法去创新性的解决工程实践问题。
随着信息与自动化技术的发展，许多创新的工程专业都有了共同的专业基础和综合课程，如电子电路、检测技术与传感器、嵌入式微控制器等。由于集成技术的发展，单元电路种类愈来愈多，集成规模和功能复杂程度日趋增高，由依附于实验对象的理论转向多学科理论的综合交叉，那么检测实验技术和方法需要不断更新和发展。有人认为：从实践的角度讲，操作性技术是在按一定的方式进行实验活动，解决要做什么的问题，而理论上看实验者仅仅对实验效果感兴趣，对实验条件如何可以不必了解。因此，在实验技术中学生往往忽视操作性技术理论，包括实验环境、仪器仪表的特性、精度、可靠性、实验材料、实验电路等等，导致学生不能对实验内容科学、全面地理解，影响实验技术方法的提高。
二、实践教学方法改革尝试
就测量与控制技术而言，各种物理量大多数是通过传感器转换为电信号而进行检测的，它不同于普通物理实验，不仅要理解其物理效应，更要注重使用方式，因此传感器实验技术会涉及大量的电子技术。在工程实践过程中，如果不了解具体检测信号的转换电路原理，就不能获得正确的结果，这就要求实验者有较强的综合素质和专业技能。为提高学生的理论联系实际、科学主导工程的创新思想，实践课程需要充分结合生产和工程实践，重视学生基本技能的培养，在“传感器原理及应用”精品课程建设中，针对实践教学存在的问题进行教学改革，在“传感器”实践教学研究中尝试引入创新性“工程对象教学方法”，开放实验室，建立测控工程创新实验环节。
（一）创新实验模型
“工程对象教学法”模式，是以一个个典型的工程对象为平台进行教学，开展的工程教学方法。它打破传统的教学思路与模式，主要对实验教学平台、教材、教学模式进行变革，重点是在实践教学方法上进行改革。实践课程将解决实际问题作为课程主线，改进理论课与实验课程严格分立的方式，按“任务驱动”内容分解知识点，打破“讲课+实验”的传统模式，努力使理论课与实验课课时没有严格的界定，可以在做中学，也可以在学中做。“传感器”实践教学中，重点加入与实际工程控制对象相结合的设计和创新实验模型。
要实现“工程对象教学”模式，工程测试技术实验室必须具备工程化的测试对象，能够让学生利用工程实验对象设计实验，内容包括传感器的选取、安装，反馈信号的获取，计算机测试系统的搭建，控制信号和控制效果的分析和处理等等。这些测试被控对象必须是生产和实际应用中经常碰到的设备小型化、简单化和抽象化的试验模型，使之能够方便的在实验室环境中实现并展示给学生，同时具有一定的趣味性，能够将课本上抽象的概念通过物理运动或现象直观的表现出来。
倡导工程对象的课程内容尽可能面向全体学生，克服以往的实践教学中有的内容仅面向部分尖子学生。部分基于工程对象的课程教学在时机未成熟（或低年级）时可先开设实践教学的选修课，基于丰富的工程对象的实践教学的优势，可大大提高学生的学习兴趣，通过初级的工程对象可使学生了解各单元技术在系统中的作用、地位及与其他单元技术协同工作的机理，从而帮助学生尽快深入理解掌握中、高级的系统技术。而综合通用型工程对象可使学生借助基础对象将知识融会贯通。
（二）构建实验系统平台
基于工程对象的实践教学与传统的实践教学没有本质的冲突，可以以对象为主线将各项传统的以技能培训为主的实践课程融入其中，赋于系统的概念，是对传统实践课程的补充、完善与提高。将单一的实验改为综合实验，内容充实了，教师只给出要领，具体细节要学生自己思考、讨论、配合。将实验室典型工程对象分三大类：
第一，专用型。主要分别服务于某类课程的实验教学及实训，如用于传感与检测技术的工程对象有：转子实验台、位移实验台、环形输送线；用于自动控制原理的工程对象有：工业机械手、水箱自动控制；用于信号与系统的工程对象是：系统仿真设计、频谱分析；用于可编程逻辑控制器工程对象有：交通信号灯控制、水塔水位自动控制等。 第二，综合型。主要服务于所有或部分专业的专业课或综合素质训练。典型电路模块（基础类）；仿真对象（专业类）；教育机器人（通用型）；智能机器人（专业类）；可用于专业课教学与实训、科研。第三，综合大系统，模拟建立生产线管理等局部功能，用于素质综合训练。如用于测控技术与仪器、机电一体化、自动化等相关专业学生的综合专业训练或课程设计。
建设检测技术实验的运行控制平台，要求实验系统既能方便地搭建控制系统，对工程对象进行实际的检测与控制，又能采集和记录控制效果，并对控制效果进行分析和处理。为了支持多种传感器的信号检测，可采用单独的部件去实现每一项功能，然后再通过总线，把完成各项功能的部件组装起来，快速形成一个控制器系统。目前，国际上广泛采用的控制系统设计和平台是MATLAB仿真环境，该软件能够方便地对各种测量控制系统和算法进行建模和仿真，评估控制系统的控制效果。平台内置数字PID、一阶系统环节、二阶系统环节和软仪表盘、软信号发生器、软波形显示，并能与各种接口进行组合与连接。目前已完成的典型工程测试对象有十多种，如：电机运动模块、无损检测模块、秤重模块、工件计数等。
（三）开放实验室，开展课外实践
开放实验室是加强学生课外实践环节的重要保障。开放实验室激励了学生参加科研实验和设计创作，引导学生在学习期间积极参与教师的科研工作、参加工程实践、并独立承担其中一部分项目，让学生承担部分实验室主技术工作等，也作为学分制学籍管理奖励学分的依据。对毕业设计、生产实习、科技立项、电子大赛的学生必须开放实验室，提供实验设备，这样需建立实验室教师值班制度，或以学生管理方式为主，为学生创造实验条件。
教师应注意与学生交流，鼓励尽可能多的学生参加各项课外科技立项、电子竞赛等活动。目前，测控专业在大二、大三阶段就要求全部同学以小组为单位参加电子竞赛的预赛训练，选拔后可参赛。为了让学生在本科阶段就能接触到本学科的一些先进的仪器设备，了解前沿性的科研开发课题知识内容，使学生对自己所学专业方向的有一定认知度，鼓励学生参与教师科研项目。这些工程实践，可以从研究项目的立题、设计、制作、调试，以及工艺、工具、测试、维护等实践环节有系统的训练。
三、教学效果及改进建议
在“传感器”课程教学中我们不仅加强教师自身的业务素质培养，要求授课教师掌握相关学科的现代技术和综合测试技术，加强充实操作性技术的理论研究，引导学生通过实验研究应逐步转向对系统的研究。在实验技术方法上将电子技术、电子测量、检测技术和计算机技术作为技术载体具体地将各种方法运用到“传感器”教学的全部过程，即每个程序、步骤之中。将传感器实验数据和结果直接送计算机显示，并根据测试曲线分析试验结果，建立数学模型。
工程对象教学方法与学生课外科技活动相结合，使学生自觉学习成为风气，可将学生的兴趣和注意力转移到工程实验上，这一教学方式对目前大学生沉迷电脑游戏有消弱作用，并对学生的管理工作也有一定借鉴。
对毕业设计、生产实习、科技立项、电子大赛的学生必须开放实验室，提供实验设备，这样需建立实验室教师值班制度，或以学生管理方式为主，为学生创造实验条件。
教师应注意与学生交流，鼓励尽可能多的学生参加各项课外科技立项、电子竞赛等活动。目前，测控专业在大二、大三阶段就要求全部同学以小组为单位参加电子竞赛的预赛训练，选拔后可参赛。为了让学生在本科阶段就能接触到本学科的一些先进的仪器设备，了解前沿性的科研开发课题知识内容，使学生对自己所学专业方向的有一定认知度，鼓励学生参与教师科研项目。这些工程实践，可以从研究项目的立题、设计、制作、调试，以及工艺、工具、测试、维护等实践环节有系统的训练。
在近年的大学生科技竞赛活动中，教研组教师一直不遗余力的全力支持学生的课外科技活动，取得了长足的进步，2009-2012年相关专业的学生获奖部省级、国家级奖30多项，这也是教学改革和专业建设的一个特色。毕业生优秀论文数量逐年增加，大学生工程训练综合能力得到明显提高。本专业培养的毕业生理论基础扎实，专业知识面宽广，适应性强，除继续深造者外，大部分被电子信息、通讯、航空航天、仪器仪表等行业的研究院所、三资企业、公司和大型国有企业录用，毕业生深受广大用人单位欢迎，许多人已经成为单位的技术、管理骨干。
通过实践教学研究认识到，大学生的认知实践应该分系列、分层次，并贯穿大学学习整个周期。从更广义的角度看，认知实践的内容具有巨大的拓展空间；工程技术认知、基础认知实践包括工艺知识、常用工具、基本的调试方法等。所有认知实践均可在实验中心开设选修课，创新实践活动也应该是系列化、分层次。实践能力与创新能力的形成并不能仅靠工程训练或实践训练形成，还与课程教学、课外科技活动紧密关联。目前，传感器实践教学还需要做以下完善与改进：
第一，实验教学管理不科学，本课程还没有实现全方位的网上教学管理，如网上答疑、网上提交作业报告、预约实验等，实验室动态管理还得不到基本保障；第二，实验室技术人员不足，应对教学和实验在岗人员进行公开筛选，择优聘任。建议理论课教师兼职，外聘优秀技术人员担当实验指导教师，聘用优秀研究生或本科生帮助助课、指导实验、管理实验室，提倡教授充实实验教学，进一步提高实践教学水平；第三，实验内容更新慢，除保留传统实验技术外，应该尽可能的引入新型传感器和新的实验装置，开设新的课程内容。虽然自行研制实验平台，建设实验设备，但是远远不能满足“传感器”课程要求。另外，实验经费不足，实验室实验设备陈旧，不能保证实验教学效果。
四、结语
实验教学是学生学习知识、提高能力的平台、实验室是培养学生创新思维的基地。“测控”专业的大学生进校后，让学生在不同的学习阶段学习新的基础知识和专业知识的同时，应逐渐安排由简到难的实践内容，这个过程别要求掌握经典的实践环节和现代检测技术的基本概念，以及分析方法和设计方法。进入大四的毕业生、研究生学习阶段，还可以进行控制工程、智能系统的学习，解决各种非线性复杂系统对象，进行建模、以及控制理论的研究。
为了促进高等教育教学改革，提高教学质量，“传感器”精品课程的建设以“质量工程”为契机，以创新作为突破点，突出实践课程亮点和优势，有的放矢的改进教学方式，努力发挥示范作用，使“精品课程”建设获得实实在在的成效。
参考文献：
[1]李鸿江，尹军.从国家级精品课程到国家级优秀教学团队的建设经验与启示[J].首都体育学院学报，2009，21（4）：385-387.
[2]柴欣，于明，武优西.在精品课建设中提升教师的教学科研素质与水平[J].计算机教育，2009，（12）：142-143.
[3]吴建平，成毅.“工程对象教学法”模式应用研究[J].成都理工大学学报（社会科学版），2009，（4）：85-88.
[4]刘军良，刘冬明.高职院校创新实践平台的建设浅谈[J].实验科学与技术，2008，（5）：132-133.
[5]蒋葛夫，张文桂.以科学理念为先导，培养创新型人才[J].实验技术与管理，2008，（6）：25-29.
[6]吴建平，周四春，等.全学分制下的传感器实验教学研究[J].成都理工大学学报（社会科学版），2007，（3）：73-76.
关键词：污水处理厂；自控系统；升级改造
中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：
引言
城市污水处理厂自动控制系统非常重要，它担负着全厂电气设备及仪表的监测和控制以及生产工艺流程的实现。拥有性能可靠、稳定的自控系统网络可以充分发挥网络通信优势，实现信息资源共享，改善操作环境，减轻劳动强度等，实现工艺处理优化运行和生产运行的智能化调度、从而达到节能降耗经济运行的目的。目前大多数污水处理厂设立中央控制室通过自控系统通讯网络实时采集、传输、监控现场的设备信号。由于污水厂现场设备分布比较分散，离中控室距离较远，信号传输网络较长，受周围恶劣环境影响现场干扰源较多，加之通讯线路老化，容易出现网络不稳定通讯中断等问题。本文以天津纪庄子污水处理厂为研究对象对其自控系统进行研究与并提出了改造方案，以实现污水厂高效稳定的运作。
污水处理厂自控仪表系统描述及升级改造的具体内容
纪庄子污水处理厂现有一套集散型二级分布式计算机控制系统。这种控制系统在国内外污水处理厂已广泛应用，并有良好效果。实现了全厂生产运行的集中管理、分散控制、资源共享。集中管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；分散控制层主要是通过现场PLC完成各自辖域内的自动控制。自控系统通过现场检测仪表和网络设备完成对主要工艺参数的数据采集并对生产流程进行监控。现有自控系统设有1座中央控制室和4个分控站。采用光纤环形工业以太网连接，通讯速率为10Mbps。
升级改造工程自控仪表的主要内容有：
1) 生物池改造部分自动化仪表检测和过程控制的调整、增补；
2) 新增工艺过程要求的自动化仪表检测和过程控制；
3) 增补污水厂进水和出水水质在线监测仪表，更新部分已损坏的仪表；
4) 污水处理厂原分控站更新或修改、扩容；
5) 污水处理厂原中央控制系统的修改、扩容；
6) 升级光纤环形工业以太网；
7）污水处理厂原有自控内容的调试整改，实现远程监控。
3.自控仪表系统设计方案
仍然采用集散型二级分布式计算机控制系统，充分利用现有硬/软件资源。
升级改造后，纪庄子污水处理厂自控系统仍然由一个1个中央控制室和4个分控站构成。但是，中央控制室（CCR）与分控站（PLC）之间的光纤环形工业以太网升级为10/100Mbps自适应网络。具体设计方案如下：
1) 中央控制系统
数据库服务器和监控工作站冗余配置，采用具有C/S（客户机/服务器）结构形式100M交换式的计算机局域网络，并可与上级系统或周边系统链接。
中央控制系统可部分利用原有的数据服务器、监控工作站、工程师操作站、闭路电视监控系统、图像投影装置、数据图表打印记录装置等。
2) 现场监控系统
具有PLC的可视化分控站，可以独立运行。现场控制站采用高速总线网络连接远程I/O单元及现场总线型测控设备。
3）控制方式
主要电控设备的控制采用就地控制、现场控制、中央控制的三层控制模式，控制级别由高到低为：手动控制、遥控控制、自动控制。
4) 可靠性设计
采用集散型二级分布式控制，使得整个污水处理厂的自动化控制不依赖于中央控制系统，有利于提高控制系统的整体可靠性。即使中央控制室因故障停止运行，各现场监控系统仍可按照原来的模式独立运行。
采用稳定的先进的智能化的仪表和控制设备，利用其具有的自检、自校和故障隔离功能，进一步提高设备故障的检出率，缩小局部故障的影响范围。在极端情况时，如控制系统出现故障，造成局部设备运行失控，通过现场的手动操作仍可以维持全厂的生产过程。
5）测控仪表
根据工艺改造和生产要求，在改造生物池、新建加药间、新建接触池、新建碳源投加间、新建污泥均质池、新建污泥脱水机房等新增和补充相适应的仪表检测控制系统。增配的仪表有流量、压力、液位、溶解氧、硝氮、氨氮等检测或分析仪表，还有自动调节阀门等控制仪表。
由于这些仪表的优劣直接影响到计算机控制系统的可靠性，所以本工程中的自动化仪表均选用国内外先进的、成熟的产品，以使自控系统有良好的保证。
仪表选用带现场显示变送器的智能化仪表。各仪表的标准电流信号送至各分控站(PLC)，再转送至中央控制室监控计算机。
4.升级改造工作中自控系统维护管理方案的选择
在我国，对于自控设备的管理存在着空白，在纪庄子新建自控系统中，通过恰当的措施对其维护方法的改善，可以最大限度的提高自控产品的运行性能，增强单位设备效能，增加企业的经济效益。
总的来说，维护方案主要包括：预防型、响应型两种，企业根据自身的实际情况不同，采取不同的维护方案，找出自控安全稳定运行性与费用投入的最佳结合点。
我们在具体应用上可以采用与厂家联合实行全过程预防性维护方案的形式，下面结合本厂的实际情况，就全过程预防性维护方案基本操作程序作如下分析。全过程预防性维护方案通常包括三个主要步骤：对使用单位自控系统现场状况综合分析一制定完备的即时备件库存管理方案一全方位的维护服务。
(1)与厂家一起对自控系统现场运行状况分析，主要包括：所有自控设备系统详细列表；同类系统的一般工作寿命周期；基本的通常库存情况分析；潜在的设备故障可能造成的生产损失分析；现场工作环境对自控系统运行的具体影响分析；同类产品发生故障的历史记录；年度维护费用概算及费用增减情况分析等，通过上述各项要素的分析，对目前系统状况作一基本了解，并可以通过相关关键参数计算出目前系统的危险指数，作为一步工作的基础。
(2)即时备件库存管理方案是由目前流行提出的新型管理方案，是指生产厂家在一定区域内或客户厂区范围内建立专用的备件存储区，厂家对该备件存储区拥有所有权，客户支付固定的服务费用，一旦发生故障，客户即时提用备件，然后再支付备件费用，厂家随时补充，再根据客户使用情况每年重新更换补充备件的管理方式。
(3)全方位的维护服务是指所用产品的厂家技术人员通过全方位跟踪维修部件使用情况；定期与客户技术人员进行沟通，持续了解新的情况的发生；向客户提供必要的技术支持和软件支持等手段，让使用产品的客户生产效率更高，以达到降低费用的目的。
5.结束语
总之，污水处理厂对自控系统的升级改造不仅提高了污水处理厂生产运行的管理水平和科技含量，同时降低运营成本、节约能源、利于环保．污水处理技术的优化改良和新技术的开发研究，将为人们的生活带来更多的绿色和清新。
参考文献：
章文华.翟健.徐晓建 城市污水处理厂自控系统设计分析[期刊论文]-魅力中国2010(20)
简红松.小议电气自控系统在污水处理厂的运用[期刊论文]-广东科技2009(8)
论文摘要：本文说明了各种变电站综合自动化装置的硬件具有相同的典型结构，讨论了模拟量的输入／输出回路，开关量输入及输出电路，微型机系统和变电站综合自动化算法，人机对话、、通信和电源插件，操作回路等各部分培训的内容、作用和培训方法，并具体介绍了测控装置。
在变电站综合自动化培训教学中，学员要熟悉变压器、线路、电容器等设备的保护装置、测控装置、保护测控装置及各种自动控制装置。若在每个具体装置中都全面介绍装置的结构和工作原理，不但重复太多，浪费时间，而且也不容易全面深人地介绍清楚，且不利于学员理解掌握。因此在培训中，都要对各种装置的共性部分进行统一介绍，即介绍装置的基本结构、原理与接线。下面就装置部分教学培训工作进行IV"结，与大家分享。
一、装置的典型硬件结构
装置部分教学培训中，首先要把装置的典型硬件结构弄清楚。成套的综合自动化系统中微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是由若干模块组成的，它们的硬件结构都是大同小异，所不同的是软件及硬件模块化的组合与数量不同。一个变电站综合自动化系统中各种子系统的典型硬件结构主要包括模拟量输人/输出回路、开关量输人/输出回路、微机系统、人机对话接口回路、通信回路和电源，如图1所示。
装置采用统一硬件平台，变电站综合自动化装置硬件采用整体面板、国际标准机箱。装置强弱电彻底分离，CPU板采用印刷板、表面装贴技术，提高了装置的可靠性。可自检和互检，同时减少各部分的关联性。通信接口方式选择灵活，与变电站自动化系统配合，可实现远方定值修改和切换、事件记录及录波数据上传、压板遥控投退和遥测、遥信、遥控跳合闸。可通过变电站监控系统对保护装置所具有的功能实施全遥控操作。装置采用统一软件平台，缩短了产品的研发周期，延长了产品的市场生命周期，从“作坊生产阶段”进人到“大规模生产阶段”。装置采用统一数据库处理，在设计装置功能模块时提炼不同功能应用信息的共性，建立一个统一的应用功能数据机构模块，包含每种功能所需的一切信息，形成功能程序的统一的开发平台，降低了功能模块程序开发的难度，提高了功能模块程序的可靠性。
二、模拟量的输入/输出回路
1.模拟量的输入电路
变电站综合自动化系统采集的一次设备的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量，由于微机只能识别数字量，故模拟信号必须转换成数字信号才能输人到微机中进行处理。典型的模拟量输人电路的结构框图如图2所示，主要包括电压形成电路、低通滤波电路、采样电路、多路转换开关及A/D变换芯片五部执电压形成电路除了起电量变换作用外，另一个重要作用是将一次设备的电流互感器TA、电压互感器TV的二次回路与微机A/D转换系统完全隔离，提高抗干扰能力。通过低通滤波器与采样定理、采样保持器、模拟量多路转换开关、模/数变换(A/D)的详细讲解，使学员熟悉模拟量输人电路如何隔离、规范输入电压及完成模/数变换、与CPU接口，完成数据采集任务。
为了使学员更好地理解和掌握培训内容，讲变换器时向学员展示变换器插件实物，讲清楚变换器的输人信号和输出信号。讲解低通滤波时也将实物插件展示给学员，理论联系实际，可取得很好的培训效果。
2模拟量输出电路
培训中简要说明模拟量输出电路的组成、数/模(D/A)转换器工作原理。模拟量输出电路的作用是把微型机系统输出的数字量转换成模拟量输出，该任务主要由数/模(D/A)变换器来完成。由于D/A转换器需要一定的转换时间，在转换期间，输人待转换的数字量应该保持不变，而微型机系统输出
的数据在数据总线上稳定的时间很短，因此在微机系统与D/A换器间必须用锁存器来保持数字量的稳定，经过D/A转换器得到的模拟信号一般要经过低通滤波器，使其输出波形平滑，同时为了能驱动受控设备，可以采用功率放大器作为模拟量输出的驱动电践 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量，其主要部件是电阻开关网络和集成运算放大器。
三、开关量输入及输出电路
开关量输人、输出电路是非常重要的教学内容。学员只有明白了断路器、变压器分接头的位置状态是如何被采集和输出后才能更好地工作。
在变电站综合自动化系统的数据采集中，除模拟信号外，还有大量的以二进制数字变化为特点的信号，如隔离开关、断路器的状态，按钮、普通的开关、刀闸、断路器的触点以及人机联系的功能键的状态等，称为开关量。
1.开关量输入电路
开关量输入电路的基本功能就是将变电站内需要的状态信号引人微机系统，如断路器状态、继电保护信号等。开关量输人电路由消抖滤波电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。培训中讲清消抖滤波电路与信号调节电路、电隔离技术的应用、驱动控制与端口地址译码问题，特别是要了解简单的开关量输人电路。开关量信号都是成组并行输人(出)微机系统的，每组一般为微机系统的字节，即8， 16或32位，对于断路器、隔离开关等开关量的状态，体现在开关量信号的每一位上，如断路器的分、合两种工作状态，可用0， 1表示。简单的开关量输人电路包括断路器和隔离开关的辅助触点、跳合闸位置继电器触点、有载调压变压器的分接头位置等输入、外部装置闭锁重合闸触点输人、装置上连接片位置输入等回路。
2开关量输出回路
开关量输出电路主要是将CPU送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节，如断路器跳闸命令和屏幕显示、报警信号等。开关量输出电路与输人电路基本一样。简单的开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般都采用并行接口的输出来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法，但为提高抗干扰能力，最好也经过一级光电隔离。
四、微型机系统和变电站综合自动化算法
微型机系统的CPU是由一片大规模集成电路芯片制成，不仅能进行算法逻辑运算，还能执行各种控制功能。配备一定容量的存储器、输人/输出设备的接口电路及系统总线。计算机监控系统都应具有数据采集和输出控制部分，这两个部分构成了基本测控单元的主要内容。数字信号处理器(DSP)是一种经过优化后用于处理实时信号的微控制器。
在变电站综合自动化系统中，计算机对采样值进行分析、计算得到所需的电流、电压的有效值和相位以及有功功率、无功功率等量，或者算出它们的序分量，或者线路和元件的视在阻抗，或者某次谐波的大小和相位等，并根据这些参数的计算结果以及定值，通过比较判断决定装置的动作行为，而完成上述分析计算和比较判断以实现各种预期功能的方法就称为变电站综合自动化系统算法。其主要任务是如何从包含有噪声分量的输入信号中快速、准确地计算出所需的各种电气量参数。培训中要说明研究算法的目的主要是提高运算的精确度和提高运算的速度。算法的运算速度将影响自动化装置检测量的检测和自动化装置的动作速度。变电站综合自动化系统中保护和监控对算法有不同要求。
转贴于 五、人机对话、通信和电源插件
1.人机时话
人机对话的主要内容有显示画面与数据(包括时间、日期);单线图的状态、潮流信息;报警画面与提示信息;事件顺序记录。事故记录;趋势记录;装置工况状态显示;保护整定值;控制系统的配置显示，包括退出运行的装置的显示以及信号流程图表;值班记录;控制系统的设定显示等。主要介绍人机对话微型机系统的硬件原理、键盘响应电路、屏幕(液晶)显示电路、打印机的接口电路、多机通信和巡检开关、人机对话插件等。重点讲清人机界面操作和命令菜单使用说明。
2.通信插件
通信插件承担着装置的管理和通信任务，是承接装置与夕卜界通信及交换信息的管理插件，如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系，根据保护的配置组织上送遥测、遥信、SOE、事件报文和录波信息等。通信插件可根据需要设置有Lan网口、以太网口、RS485口和RS232口，满足不同监控和远动系统的要求。另外，还设置有GPS对时功能，可满足网络对时和脉冲对时方式的要求。
3.电源插件
每个装置均有一个独立的开关电源，向其他插件供电，此开关电源与插件面板构成电源插件(又叫电源模件)。培训中要重点说明输出电压的作用。输出电压十SV为CPU及其外围芯片提供工作电源;15V为模拟输人回路运放提供工作电源;+24V为开出、开人回路提供电源。
六、操作回路
培训中分两个方面介绍操作回路。一是介绍断路器操作回路的原理框图，让学员明白操作回路的基本原理;二是让学员看懂实际的操作回路。
1断路器操作回路的原理框图
首先介绍断路器操作回路总体上分为合闸回路和跳闸回路两大部分，介绍合闸回路和跳闸回路的工作过程。手动操作时可选择遥控操作或就地操作。当就地/遥控选择开关打至遥控”位置时在后台机上手动遥控操作;当就地/遥控选择开关打至“就地”位置时工作人员在装置上就地操作断路器。然后介绍自动操作时保护接点通过连接压板直接接人控制电源进行断路器操作，并介绍防跳回路的作用和原理。最后介绍位置信号、控制回路断线和事故信号。
2.断路器操作回路实例
断路器操作回路的原理框图与实际操作回路还有一些距离，为了学员更好地工作，还需要讲解断路器实例操作回路，如南瑞继保电气有限公司RSC-941A型装置操作回路和南自IOKV线路保护测控柜断路器操作回路。
七、测控装置
测控装置用于各种电压等级的变电站中，综合考虑变电站对数据采集、处理的要求，以微机技术实现数据采集、控制、信号等功能。采用现场测控网络与安装于控制室的中心设备连接，依靠变电站自动化系统的间隔测控单元实现全变电站的监控。装置完全按照间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能，能够满足各种电压等级的变电站综合自动化系统的要求。
1.测控装置硬件结构与功能
测控装置主要由交流变换插件、CPU插件、显示面板、通讯插件、开入开出插件、电源插件等模块构成。测控装置功能有开关量变位遥信;电压、电流的模拟量输入;断路器遥控分合，空接点输出，出口动作保持时间可程序设定;脉冲累加单元，空接点开入;遥控事件记录及事件SOE;支持行业标准通讯接口。
2.PSR650系列数字式综合测控装置
PSR650系列数字式综合测控装置适用于各电压等级变电站等测量控制领域，实现四遥及同期合闸等自动功能。
PSR650系列数字式综合测控装置为19英寸机箱装置配置，2一3块交流采集模件(AC)，共采集12路电流、12路电压、1块直流温度采集模件(DC， TDC)可选，共12路采集、2块数字量采集模件(DI)，共40路采集(包括脉冲量采集);2块智能控制模件(OUT)，共20路开接点输出;CPU模件、POWER模件各一块。该装置插件图如图3所示。
PSR652数字式综合测控单元面板由液晶显示屏、二级管指示灶复归按钮和键盘等四部分组成。PSR 650系列数字式综合测控装置的键盘操作和液晶显示界面采用对话框结合菜单式操作方式。
八、总结
