隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，無(wú)論是電力系統(tǒng)的分析和應(yīng)用軟件，還是管理、監(jiān)視和控制等系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，如果仍采用傳統(tǒng)的面向功能的設(shè)計(jì)方法，就會(huì)使這些系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、修改和擴(kuò)充越來(lái)越困難，不必要的重復(fù)設(shè)置越來(lái)越多，生產(chǎn)效率很難提高，而面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法是解決這些問(wèn)題的最好選擇。
作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)的微機(jī)保護(hù)也取得了迅猛發(fā)展。使
微機(jī)綜合保護(hù)裝置在動(dòng)作速度、動(dòng)作正確率及運(yùn)行可靠性和易用性等方面取得了令人矚目的成績(jī)，傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)已與之不可同日而語(yǔ)，但在充分發(fā)揮微機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)等方面仍有較大發(fā)展?jié)摿?，在?shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的同時(shí)兼具其他功能（如控制、測(cè)量、通信等功能）來(lái)構(gòu)成微機(jī)綜合保護(hù)裝置方面、在與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中其他二次設(shè)備之間進(jìn)行配置和管理方面，仍有較大進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的空間。
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)微機(jī)綜合保護(hù)的功能要求
保護(hù)功能應(yīng)相對(duì)獨(dú)立：保證繼電保護(hù)安全、穩(wěn)定運(yùn)行是設(shè)計(jì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求。由于繼電保護(hù)的特殊性，自動(dòng)化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護(hù)的可靠性。由于要求微機(jī)保護(hù)裝置快速?zèng)Q策、快速反應(yīng)，需要更高的可靠性和靈敏性，因而它在功能和作用上仍需保持相對(duì)的獨(dú)立性。在系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)單元的可靠性應(yīng)僅與其保護(hù)裝置本身有關(guān)，與同保護(hù)單元相關(guān)的其他裝置（如通信口、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控單元等）無(wú)關(guān)。這就要求在自動(dòng)化的功能設(shè)置中，保護(hù)單元相對(duì)獨(dú)立，即使與保護(hù)裝置相連的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，也應(yīng)不影響繼電保護(hù)本身的可靠性。
信息共享
在保證安全運(yùn)行的前提下，在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到信息資源共享。在測(cè)量回路方面，保護(hù)、錄波、儀表、計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)等，可按CT二次特性的不同要求分類(lèi)優(yōu)化組合，減少測(cè)量環(huán)節(jié)，減輕二次回路負(fù)載，提高測(cè)量精度。從整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域來(lái)看，計(jì)算機(jī)的通信技術(shù)帶動(dòng)了各種模擬裝置或系統(tǒng)向數(shù)字式方向發(fā)展，而數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用則進(jìn)一步促成了這些裝置的信息化，而信息化的主要特點(diǎn)是信息的有效利用和共享，這樣可極大提高裝置或系統(tǒng)的性能價(jià)格比，對(duì)于繼電保護(hù)，將通過(guò)信息共享，實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能的集成，同時(shí)也有利于變電站的綜合自動(dòng)化優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。
采用面向?qū)ο蟮姆植际皆O(shè)計(jì)思想
隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，無(wú)論是電力系統(tǒng)的分析和應(yīng)用軟件，還是管理、監(jiān)視和控制等系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，如果仍采用傳統(tǒng)的面向功能的設(shè)計(jì)方法，就會(huì)使這些系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、修改和擴(kuò)充越來(lái)越困難，不必要的重復(fù)設(shè)置越來(lái)越多，生產(chǎn)效率很難提高，而面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法是解決這些問(wèn)題的最好選擇。
早期的變電站由于計(jì)算機(jī)硬件水平的限制，保護(hù)功能與遠(yuǎn)動(dòng)功能等分別單獨(dú)集中實(shí)現(xiàn)，基本上按信息類(lèi)型（即按專(zhuān)業(yè)）劃分功能單元。隨著過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的進(jìn)步，在變電站內(nèi)采用面向?qū)ο蟮姆植际浇Y(jié)構(gòu)組成現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)，越來(lái)越顯示出其強(qiáng)大的生命力。
所謂面向?qū)ο蟮姆植际浇Y(jié)構(gòu)，是將現(xiàn)場(chǎng)級(jí)單元按一次設(shè)備和二次保護(hù)設(shè)備對(duì)應(yīng)配置原則，一個(gè)一次設(shè)備間隔對(duì)應(yīng)一個(gè)二次保護(hù)監(jiān)控單元，保護(hù)就地下放，減少了CT負(fù)擔(dān)，大大節(jié)省二次電纜、二次回路負(fù)載將進(jìn)一步減輕，控制室面積進(jìn)一步縮小，使系統(tǒng)組態(tài)和操作更為方便，提高了系統(tǒng)排除故障及調(diào)整操作的速度。同時(shí)各保護(hù)單元通過(guò)總線連至站控級(jí)設(shè)備，利用保護(hù)工程師站承上啟下，使現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過(guò)程概念清晰、責(zé)任明確。變電站對(duì)下除了完成常規(guī)自動(dòng)化的保護(hù)管理功能外，還可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)高速總線實(shí)現(xiàn)保護(hù)單元的自適應(yīng)調(diào)整；對(duì)上設(shè)立開(kāi)放式站級(jí)網(wǎng)絡(luò)接口，可方便地與管理級(jí)建立聯(lián)系，充分保證了體系的可互動(dòng)性和可擴(kuò)充性。這樣，繼電保護(hù)重要的快速?zèng)Q策功能在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)即可實(shí)現(xiàn)，而涉及多點(diǎn)的綜合保護(hù)及與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的自適應(yīng)功能則由工程師站及現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)調(diào)完成。
繼電保護(hù)的模塊化設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是保證變電站自動(dòng)化系統(tǒng)獨(dú)立性與擴(kuò)展性相統(tǒng)一的基本要求。但是，國(guó)內(nèi)在這方面由于缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方案和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，這種百花齊放的局面也在一定程度上給電力研究與生產(chǎn)行業(yè)告成了重復(fù)勞動(dòng)，不同廠家的產(chǎn)品很多都是自成一體，相互之間缺乏很好的兼容性與可擴(kuò)充性，給用戶(hù)帶來(lái)很大麻煩。因此，應(yīng)確立保護(hù)軟、硬件設(shè)計(jì)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)保證該系統(tǒng)自身的獨(dú)立性和與其他系統(tǒng)的兼容性。
記錄保護(hù)裝置自身工作信息
傳統(tǒng)的模擬式繼電保護(hù)在完成某種邏輯判斷后，僅能以信號(hào)燈的形式記錄輸出結(jié)果或曾發(fā)生的事件，信息含量較小。當(dāng)前微機(jī)保護(hù)裝置雖然能輸出保護(hù)動(dòng)作和自檢信息，但在提供工作信息方面與傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)大體相似。對(duì)于微機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，它有強(qiáng)大的運(yùn)算、邏輯判斷和存儲(chǔ)能力，使詳細(xì)記錄保護(hù)裝置自身工作信息成為可能。
記錄保護(hù)裝置自身工作信息，主要有以下作用：（1）通過(guò)記錄自身工作信息，結(jié)合故障錄波，可以做到科學(xué)、公正、實(shí)事求是地確定保護(hù)的動(dòng)作行為，而不僅僅是推斷；（2）不僅對(duì)保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且對(duì)產(chǎn)品的研制、開(kāi)發(fā)及改進(jìn)和提高產(chǎn)品性能具有指導(dǎo)意義；（3）即使保護(hù)裝置正確動(dòng)作，自身工作信息也有參考價(jià)值，如可以分析保護(hù)的動(dòng)作速度和動(dòng)作過(guò)程是否符合產(chǎn)品的性能要求，其保護(hù)動(dòng)作行為與故障發(fā)展過(guò)程是否吻合等。
保護(hù)裝置需記錄的自身工作詳細(xì)的內(nèi)容有：（1）產(chǎn)生某一自檢或是動(dòng)作結(jié)果時(shí)的實(shí)際程序走向（可按需要通過(guò)打印機(jī)或串口輸出）；（2）保護(hù)動(dòng)作時(shí)執(zhí)行的定值區(qū)號(hào)，各保護(hù)功能動(dòng)作點(diǎn)的數(shù)據(jù)；（3）各主要元件或功能的動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作時(shí)的開(kāi)入、開(kāi)出時(shí)序圖；（4）多個(gè)啟動(dòng)量中，指明是因滿(mǎn)足哪些條件而啟動(dòng)等。這些信息應(yīng)在掉電后不丟失，并能通過(guò)內(nèi)置Modem送至調(diào)度端。
外部輸入信息記錄
微機(jī)保護(hù)能根據(jù)不同的外部信息，正確地做出相應(yīng)的邏輯判斷。由于這些外部信息對(duì)微機(jī)保護(hù)工作時(shí)的程序流程，甚至動(dòng)作行為有至關(guān)重要的影響，因此為準(zhǔn)確分析保護(hù)的動(dòng)作行為，特別是復(fù)雜工況下可能出現(xiàn)的不正確動(dòng)作，有必要詳細(xì)記錄，并能按需輸出帶有標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)標(biāo)、精確到毫秒的外部開(kāi)入量時(shí)序圖。從中應(yīng)能看出各個(gè)外部信息何時(shí)輸入、持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間、中間是否有間斷等。
