集成电路的可靠性范文

集成电路的可靠性范文第1篇

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.

[4] 王锡凡.电力系统规划优化[M].北京：水利电力出版社，1990.

[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.

集成电路的可靠性范文第2篇

关键词：超大规模集成电路；系统级；寄存器传输级；逻辑级；晶体管级；可靠性评估

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0204-03

An Overview of the Reliability Evaluation of Very Large Scale Integrated Circuits

ZHU Xu-guang

(Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract: To meet the high performance requirements of SoC (System on Chips), the density and complexity of VLSI is increasing contin? ually, and these have negative impacts on circuit reliability. Hence, accurate reliability estimation of VLSI has become an important issue. This paper has introduced the problems and the existing reliability techniques of reliability estimation based on the early achievements. Fi? nally, this paper described the further work, the deficiency and difficulties of the current work combined with the author’s working.

Key words: VLSI; system level; register transfer level; logic level; transistor level; reliability evaluation

超大规模集成(very large-scale integrated, VLSI)电路及其相关技术是现代电子信息技术迅速发展的关键因素和核心技术，对国防建设、国民经济和科学技术的发展起着巨大的推动作用。人们对信息技术产品(主要指数字计算系统)的依赖程度越来越大，这直接牵涉到人们的生活质量，甚至关系到人类生命、财产的安全问题。因此，当前人们在应用这些产品的同时，必然会提出更高的要求，即除了传统意义上的要求和标准以外，还提出了更重要的评价体系---系统所提供服务的“可靠性”标准问题[1]。

目前，军事电子、航空航天、工业、交通、通讯，乃至普通人的个人生活都对VLSI电路和系统提出了越来越高的可靠性要求，而同时随着集成电路技术的发展，尤其是深亚微米、纳米工艺的应用、电路规模不断扩大，特征尺寸不断缩小，电路密度不断提高，给芯片的可靠性带来了严峻的挑战。因此，对VLSI电路的高可靠性研究变得越来越重要。可靠性技术研究一般包括可靠性设计与模拟、可靠性试验与评估、工艺过程质量控制、失效机理与模型研究，以及失效分析技术等五个主要的技术方向。

传统上对VLSI电路可靠性的研究主要是针对制造过程的，内容包括成品率计算模型、缺陷分布模型、软(硬)故障影响的可靠性模型、电路的串扰与延迟、电路可靠性与成品率的关系等。在集成电路制造过程中，由于各种工艺扰动会不可避免地在硅片上引入缺陷，从而引起集成电路结构的局部畸变。这些局部畸变可能改变电路的拓扑结构，导致集成电路成品率下降。因此，缺陷的几何模型、粒径分布是影响成品率的重要因素之一。另外，在深亚微米和纳米工艺下，软故障的干扰越来越严重，相关的研究包括软故障影响下导线可靠性模型、故障关键面积计算等。已有的研究表明可靠性和成品率存在正相关关系，其正相关性需要考虑线宽、线间距等版图的几何信息和与工艺相关的缺陷粒径分布等参数。面向制造过程的可靠性研究准确性好但存在较大的计算开销。

于是在制造出集成电路产品后，通过筛选和可靠性试验估计其可靠性，并采用加速寿命试验确定产品的平均寿命。如果发现可靠性不满足要求，就要从设计和工艺角度进行分析，并加以改进。长期以来，评价器件质量和可靠性的方法分为三类[2]：（1）批接收抽样检验，检验该批产品是否满足产品规范要求；（2）可靠性寿命试验，评价产品的可靠性水平；（3）从现场收集并积累使用寿命数据，评价相应产品的使用质量和可靠性。

近年来，VLSI电路集成度不断提高，同时可靠性水平也迅速提高，传统的评价方法暴露出了各种各样的问题，如批接收抽样检验方法因分辩能力有限而不能有效区分高水平产品质量之间的区别；可靠性寿命试验方法因要求的样本数太多而导致成本上升；基于现场数据收集的方法因存在“滞后性”而不能及时对产品质量进行评价等，这就促使人们开始研究新的评估技术。

当前对可靠性研究主要的数学模型有[3]：可靠性框图模型、故障树模型、马尔科夫模型、Petri网模型、状态空间分解模型及概率模型等。

虽然这些模型较好的解决了一系列的问题，但是在对VLSI电路进行分析时，由于没有涉及到电路的具体逻辑结构，也就是说只是粗略的分析了一下电路的可靠性，这是不够准确的，当然也是具有现实参考价值的。

在下一步工作中，作者将深入到电路的具体逻辑层和现实的环境当中，对其进行更加深入和具体的研究，以便给出更加准确和 更有价值的计算值。

1不同层面可靠性评估

对数字VLSI电路进行模型化或设计描述,按照抽象级别由高到低大致可以分为行为级、寄存器传输级、逻辑级、电路级、晶体管级。目前，可靠性评估方法的研究主要集中在电路逻辑级以上，通过故障注入或模拟的方法分析信号可靠性。

一般而言，电路可靠性分析基于抽象级别越高，时间开销越少，能用于大规模电路或者处理器系统的评估，但是由于远离物理实现，准确性低。反之，分析的抽象级别越低，必然考虑低层实现中的缺陷分布，环境因素等参数，越接近芯片制造的真实过程，所以更加准确，但是存在一个普遍问题是耗时大，无法用于复杂电路。

1.1行为级可靠性评估

在高层测试可以及早地发现设计错误，便于及时修改，减少设计成本，缩短研发时间。当前集成电路高层测试所面临的最大困难是：缺少能准确描述高层故障实际类型的故障模型，并且模型的评估方式也较单一。

目前，国内外学者对高层故障模型的研究已做了许多有益的工作，如：模仿软件测试的覆盖方法(包括状态覆盖、语句覆盖、分枝覆盖等)、基于电路结构提出的故障模型等。这些故障模型在处理某类电路时都表现出了一定的优势，但是并非对所有类型电路都有效。这也表明，当前高层故障模型依然不够成熟；高层故障模型与门级网表中的SA(固定型故障模型)故障之间的关系依然不清晰；模型的评估也有待于改进。现存的故障模型中，比较成功的有：传输故障模型[4]，变量固定型模型[5]。对模型的评估，常用的方法是覆盖率评估，一般分为两步，如图1所示：(1)依提出的故障模型作测试生成，得到测试向量；(2)将测试向量在门级网表作模拟，计算其对SA故障的覆盖率。另外还有一些是考虑电路的可观测性的测试生成与评估方法[6]。总之，这些评估方法，都是基于对SA故障覆盖率的计算。

图1两个高层故障模型评估

1.2逻辑级可靠性评估

正如上文所述，评估方法所对应的电路抽象级别越高，其准确性则越低。而同一抽象层次上不同类型的方法相比，解析方法最为省时。逻辑级的解析模型方法相对准确，且易于理解和操作。

由于逻辑电路对差错具有一定的屏蔽作用，作为瞬时故障的软差错并非一定会导致电路锁存错误内容或者输出错误结果，因此，建立概率模型来评估逻辑级电路可靠性是合理的。

逻辑级概率模型通过计算发生在电路逻辑门或线节点差错传播到原始输出的概率来衡量其失效率，考虑了电路的拓扑结构和传播路径信息，并与组成电路的各个门类型和连接方式有关，如图2所示，目前典型的方法包括：计算单个输出节点软差错率的TP方法[7]，通过计算差错传播率表征电路软差错率的EPP方法[8]，以及通过概率转移矩阵模型评测整个电路可靠度的PTM方法[9]。其中，TP方法和EPP方法只计算部分电路的失效率，而PTM可以度量整个电路的可靠性。但是，未经优化的TP、PTM算法的计算时空开销较大，只能适用于小规模电路。基于PTM方法具有良好的完备性，并且模型简单而准确，为解决其因时空复杂度大而不能直接用于大规模电路的问题，文献[2]对PTM方法进行了深入的研究，并提出了合理的改进方法。

1.3晶体管级可靠性评估

超深亚微米下的CMOS电路可靠性是由MOSFET的微观失效机制来决定的,对CMOS电路可靠性的评估和改善应该在失效模式分析和对基本物理失效机制正确理解的基础上进行。因此在对电路可靠性进行评估时，需要进行下面四方面的工作：

1)对MOSFET栅氧层退化机制进行建模。MOSFET中热载流子注入效应、负偏置温度不稳定性、栅氧可靠性的经时击穿效应这三种失效机制是影响到超大规模CMOS电路长期工作可靠性的最主要因素。它们都是由氧化层陷阱电荷作用或界面态积累作用而导致了栅氧层作用的退化而造成器件特性的退化。

2）对产生局部氧化层损伤的MOSFET器件行为进行建模。MOSFET中的HCI和NBTI效应都会对器件的主要I-V特性参数产和程度不同的影响。

3）在电路长时工作条件下，对器件栅氧层退化进行仿真。正常的电路中器件一般都是处在AC应力条件下，要对电路的可靠性进行准确的评价，必须先要能够对AC应力下MOSFET长时间工作后的器件性能进行评价。

4）评价处于失效应力作用下的整体电路的性能。

电路可靠性研究的一个重要部分集中在器件级设计[10]，其包括：对失效机制更好的理解和建模；圆片级测试结构的革新以改善可靠性控制；阻止器件退化的结构的研究。其中，器件退化对电路性能的影响受到了更多的关注。在设计阶段预测电路可靠性的方法有着非常大的价值。随着可靠性仿真技术的逐渐成熟，芯片的可靠性设计概念被提上了日程。对最终的电路可靠性评价在IC设计阶段完成，大大降低了芯片设计风险。图3为晶体管级电路的结构。

图3晶体管级电路结构图

从以上可知，可以从不同层面来对VLSI电路进行可靠性评估，不同层面的可靠性评估有其不同的优势与不足。较低层次的可靠性分析通常比较准确，但是其功耗和时间开销大，只能对中小型电路进行分析。高层次的可靠性分析由于远离物理实现，准确性低，但是可处理性好。根据作者的研究认为，兼顾准确性和可处理性是对可靠性研究的突破点，这就要将电路的不同层次间相互映射，以尽可能贴近电路的真实行为。从而在电路的设计阶段就能够比较准确地估计其可靠性，尽早调整改进，避免出现因结构设计上的不足而导致的芯片缺陷，从而提高芯片的可靠性和成品率，缩短芯片的设计和生产周期。

2结论

由IBM、Sony、Motorola等多家知名半导体公司最新研究进展表明，可靠性问题始终伴随着半导体器件与大规模集成电路的发展和应用，随着集成电路技术的发展，VLSI电路的可靠性问题变得越来越突出。加强对半导体器件与集成电路的可靠性分析、模拟、评估和改进已经成为超大规模集成电路发展中的重要课题。目前VLSI电路的可靠性研究得到广泛的关注，对越来越多的失效模式和机理进行了研究，并且从理论和实践上不断提出了改进方法，这些研究成果为可靠性增长提供了评价标准与依据。

参考文献:

[1]徐拾义.可信计算系统设计和分析[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]王真,江建慧.基于概率转移矩阵的串行电路可靠度计算方法[J].电子学报.2009,37(2):241-247.

[3]肖杰,梁家荣.具有失效结点和链路的E-2DMesh网络可靠性研究[J].计算机应用研究，2009,23(3):201-204.

[4] Yi Zhigang, Min Yinghua, Li Xiaowei, et al. A Novel RT-Level Behavioral Description Based ATPG Method [J]. Journal of Computer Sci? ence and Technology, 2003, 18(3): 308-317.

[5] Corno F, Prinettp P, Reorda M S. Testability Analysis and ATPG on Behavioral RT-level VHDL[C]. Proceeding of International Test Con? ference, Washington, 1997: 753-759.

[6] Fallah F, Devadas S, Keutzer K. OCCOM-efficient Computation of Observability-based Code Coverage Metrics for Functional Verifica? tion [J]. Computer-aided Design of Integrated Circuits and Systems, 2001, 20(8): 1003-1015.

[7] Kim J S, Nicopoulos C, Vijakrishnan N, et al. A probabilistic model for soft-error rate estimation in combinational logic[A]. In: Proc. of the 1st Int`l Workshop on Probabilistic Analysis Techniques for Real Time and Embedded Systems[C]. Italy, Elsevier Science, June 2004, pp. 25-31.

[8] Asadi G, Tahoori M B. An analytical approach for soft error rate estimation in digital circuits[A]. In: Proc. of the IEEE Int Symp on Cir? cuits and Systems[C].Kobe, John Wiley & Sons, May 2005, pp. 2991-2994.

集成电路的可靠性范文第3篇

关键词：半导体可靠性设计

Abstract: the reliability of the semiconductor integrated circuit design is in the whole process of product development, prevention, strengthen the system of management thoughts as the instruction, from line design, layout design, process design, package structure design, evaluation test design, material selection, software design, and adopts various effective measures, and strive to eliminate or control semiconductor integrated circuit under specified conditions and within the time required, all kinds of possible failure mode, thus in the performance, cost, time (research, production cycle) factors on the basis of comprehensive balance, and realize the semiconductor integrated circuit products the reliability indexes provisions.

Keywords: semiconductor design reliability

中图分类号： O471 文献标识码：A文章编号：

1. 可靠性设计应遵循的基本原则

（1）必须将产品的可靠性要求转化成明确的、定量化的可靠性指标。

（2）必须将可靠性设计贯穿于产品设计的各个方面和全过程。

（3）从国情出发尽可能地采用当今国内外成熟的新技术、新结构、新工艺。

（4）设计所选用的线路、版图、封装结构，应在满足预定可靠性指标的情况下尽量简化，避免复杂结构带来的可靠性问题。

（5）可靠性设计实施过程必须与可靠性管理紧密结合。

2. 可靠性设计的基本依据

（1）合同书、研制任务书或技术协议书。

（2）产品考核所遵从的技术标准。

（3）产品在全寿命周期内将遇到的应力条件（环境应力和工作应力）。

（4）产品的失效模式分布，其中主要的和关键的失效模式及其机理分析。

（5）定量化的可靠性设计指标。

（6）生产（研制）线的生产条件、工艺能力、质量保证能力。

3. 设计前的准备工作

（1）将用户对产品的可靠性要求，在综合平衡可靠性、性能、费用和研制（生产）周期等因素的基础上，转化为明确的、定量化的可靠性设计指标。

（2）对国内外相似的产品进行调研，了解其生产研制水平、可靠性水平（包括产品的主要失效模式、失效机理、已采取的技术措施、已达到的质量等级和失效率等）以及该产品的技术发展方向。

(3) 对现有生产（研制）线的生产水平、工艺能力、质量保证能力进行调研，可通过通用和特定的评价电路，所遵从的认证标准或统计工艺控制（SPC）技术，获得在线的定量化数据。

4. 可靠性设计程序

（1）分析、确定可靠性设计指标，并对该指标的必要性和科学性等进行论证。

（2）制定可靠性设计方案。设计方案应包括对国内外同类产品（相似产品）的可靠性分析、可靠性目标与要求、基础材料选择、关键部件与关键技术分析、应控制的主要失效模式以及应采取的可靠性设计措施、可靠性设计结果的预计和可靠性评价试验设计等。

（3）可靠性设计方案论证（可与产品总体方案论证同时进行）。

（4）设计方案的实施与评估，主要包括线路、版图、工艺、封装结构、评价电路等的可靠性设计以及对设计结果的评估。

（5）样品试制及可靠性评价试验。

（6）样品制造阶段的可靠性设计评审。

（7）通过试验与失效分析来改进设计，并进行“设计－试验－分析－改进”循环，实现产品的可靠性增长，直到达到预期的可靠性指标。

（8）最终可靠性设计评审。

（9）设计定型。设计定型时，不仅产品性能应满足合同要求，可靠性指标是否满足合同要求也应作为设计定型的必要条件。

5. 集成电路可靠性设计的基本内容

（1）线路可靠性设计。

线路可靠性设计是在完成功能设计的同时，着重考虑所设计的集成电路对环境的适应性和功能的稳定性。半导体集成电路的线路可靠性设计是根据电路可能存在的主要失效模式，尽可能在线路设计阶段对原功能设计的集成电路网络进行修改、补充、完善，以提高其可靠性。如半导体芯片本身对温度有一定的敏感性，而晶体管在线路达到不同位置所受的应力也各不相同，对应力的敏感程度也有所不同。因此，在进行可靠性设计时，必须对线路中的元器件进行应力强度分析和灵敏度分析（一般可通过SPICE和有关模拟软件来完成），有针对性地调整其中心值，并对其性能参数值的容差范围进行优化设计，以保证在规定的工作环境条件下，半导体集成电路整体的输出功能参数稳定在规定的数值范围，处于正常的工作状态。

线路可靠性设计的一般原则是：1）线路设计应在满足性能要求的前提下尽量简化；2）尽量运用标准元器件，选用元器件的种类尽可能减少，使用的元器件应留有一定的余量，避免满负荷工作；3）在同样的参数指标下，尽量降低电流密度和功耗，减少电热效应的影响；4）对于可能出现的瞬态过电应力，应采取必要的保护措施。如在有关端口采用箝位二极管进行瞬态电压保护，采用串联限流电阻限制瞬态脉冲过电流值。

（2）版图可靠性设计。

版图可靠性设计是按照设计好的版图结构由平面图转化成全部芯片工艺完成后的三维图像，根据工艺流程按照不同结构的晶体管（双极型或MOS型等）可能出现的主要失效模式来审查版图结构的合理性。如电迁移失效与各部位的电流密度有关，一般规定有极限值，应根据版图考察金属连线的总长度，要经过多少爬坡，预计工艺的误差范围，计算出金属涂层最薄位置的电流密度值以及出现电迁移的概率。此外，根据工作频率在超高频情况下平行线之间的影响以及对性能参数的保证程度，考虑有无出现纵向或横向寄生晶体管构成潜在通路的可能性。对于功率集成电路中发热量较大的晶体管和单元，应尽量分散安排，并尽可能远离对温度敏感的电路单元。

（3）工艺可靠性设计。

为了使版图能准确无误地转移到半导体芯片上并实现其规定的功能，工艺设计非常关键。一般可通过工艺模拟软件（如SUPREM等）来预测出工艺流程完成后实现功能的情况，在工艺生产过程中的可靠性设计主要应考虑：1）原工艺设计对工艺误差、工艺控制能力是否给予足够的考虑（裕度设计），有无监测、监控措施（利用PCM测试图形）；2）各类原材料纯度的保证程度；3）工艺环境洁净度的保证程度；4）特定的保证工艺，如钝化工艺、钝化层的保证，从材料、工艺到介质层质量（结构致密度、表面介面性质、与衬底的介面应力等）的保证。

（4）封装结构可靠性设计。

封装质量直接影响到半导体集成电路的可靠性。封装结构可靠性设计应着重考虑：1）键合的可靠性，包括键合连接线、键合焊点的牢固程度，特别是经过高温老化后性能变脆对键合拉力的影响；2）芯片在管壳底座上的粘合强度，特别是工作温度升高后，对芯片的剪切力有无影响。3）管壳密封后气密性的保证；4）封装气体质量与管壳内水汽含量，有无有害气体存在腔内；5）功率半导体集成电路管壳的散热情况；6）管壳外管脚的锈蚀及易焊性问题。

（5）可靠性评价电路设计。

为了验证可靠性设计的效果或能尽快提取对工艺生产线、工艺能力有效的工艺参数，必须通过相应的微电子测试结构和测试技术来采集。所以，评价电路的设计也应是半导体集成电路可靠性设计的主要内容。一般有以下三种评价电路：1) 工艺评价用电路设计。主要针对工艺过程中误差范围的测定，一般采用方块电阻、接触电阻构成的微电子测试结构来测试线宽、膜厚、工艺误差等。2) 可靠性参数提取用评估电路设计。针对双极性和CMOS电路的主要失效模式与机理，借助一些单管、电阻、电容，尽可能全面地研究出一些能评价其主要失效机理的评估电路。3) 宏单元评估电路设计。针对双极型和CMOS型电路主要失效模式与机理的特点，设计一些能代表复杂电路中基本宏单元和关键单元电路的微电子测试结构，以便通过工艺流程研究其失效的规律性。

6. 可靠性设计技术

可靠性设计技术分类方法很多，这里以半导体集成电路所受应力不同造成的失效模式与机理为线索来分类，将半导体集成电路可靠性设计技术分为：1）耐电应力设计技术：包括抗电迁移设计、抗闩锁效应设计、防静电放电设计和防热载流子效应设计；2）.耐环境应力设计技术：包括耐热应力、耐机械应力、耐化学应力和生物应力、耐辐射应力设计；3）稳定性设计技术：包括线路、版图和工艺方面的稳定性设计。

集成电路的可靠性范文第4篇

【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2 10.1-0.9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】

集成电路的可靠性范文第5篇

摘要:随着我国社会经济的快速发展，电力客户对电能质量方面的要求越来越高，电系统处于电力系统的末端，直接与用户相连，其可靠性问题是影响电能质量的关键因素之一，而分布式发电(DG)是利用可再生能源和新能源提供清洁、高效的电能，DG并网发电将成为未来发展趋势，因此研究分布式发电对配电系统可靠性的影响具有重要的现实意义。论文分析了分布式电源接入配电网后，DG的并网、接入、运行方式以及可靠性模型对配电网可靠性的影响。根据分布式电源的特点，建立了适用于含分布式电源的配电网可靠性评估模型。同时以最大等值有效负荷为目标函数，运用解析法求解，基于最小路与区间运算相结合的配电网可靠性分析。

关键词：配电网；可靠性；分布式电源；孤岛

1.1 配电网可靠性评估的意义及现状

随着我国社会经济的快速发展，不但用户对电能质量方面的要求越来越高，国家对供电企业供电可靠性的要求也越来越高，因此研究电力系统可靠性具有重大的现实意义。

目前，分布式发电技术在全球范围内发展很快，像风力发电、光伏发电等都己经相当成熟。分布式电源接入电网后，将会影响电网，尤其是配电网的运行和规划，如电力损耗、供电可靠性、电压稳定、继电保护和电能质量等。因此可靠性研究的一个重要方面就是分布式电源对配电网可靠性的影响。

对于配电系统供电可靠性评估，国外的研究起步较早，早期的研究主要是统计分析。现在，供电可靠性评估已成为许多国家配电系统规划决策中的一项常规性工作，美国、英国、法国等都成立了专门的研究机构，负责配电系统供电可靠性评估参数的收集和整理工作，并建立了完善的配电系统供电可靠性评估指标体系。

国内于上世纪80年代初期开始对配电系统供电可靠性进行研究，配电系统可靠性研究与发电和输电系统相比起步比较晚。同时由于缺乏必要的统计数据和比较有效的分析方法，发展比较缓慢。近些年来，随着社会经济的快速发展，城市用电负荷不断增长，供需矛盾日益突出，为使有限的资源得到最大的收益，非常需要对配电系统进行科学合理的规划，从而促进配电系统供电可靠性评估的发展。目前，配电网可靠性的研究已经成为电力工程领域中的研究热点。

2 配电系统的可靠性评估

配电系统可靠性指标能够定量评估配电系统可靠性，良好的评估指标可以准确清晰地反映配电系统的可靠性水平，从而为管理人员提供详细准确的配网供电情况。因此在进行评估时首先要确定配电系统可靠性指标。

由于配电系统中辐射状主馈线系统在配电网中占主导地位，与发输电系统相比，配电网的可靠性评估的方法有较大的差异。

配电系统的可靠性指标及评估方法。根据评估对象的不同配网可靠性指标可分为两类，一类是负荷点的可靠性指标，另一类是系统的可靠性指标。

目前配网的可靠性评估方法主要有解析法和模拟法。同时随着人工智能技术的不断深入研究，人工智能技术也逐渐引入到了配电系统的可靠性评估中。

解析法目前广泛用于配网的可靠性评佶中，其基本原理是根据系统的结构和元件的功能以及两者之间的逻辑关系建立系统的可靠性概率模型，然后通过递推和迭代等数学方法对该模型精确求解，从而计算出可靠性指标，下面介绍一下解析法中的最小路法。

最小路法首先对每一个负荷点求取其最小路模型，即负荷点与电源之间的最短通路，根据网络的实际，将非最小路上元件对负荷点的影响折算到相应的最小路节点上。因此，对于每个负荷点，仅对其最小路上的元件与节点进行计算即可得到负荷点相应的可靠性指标，并最终形成整个系统的可靠性指标。最小路法考虑了分支线保护、分段断路器、隔离开关的影响，同时考虑了计划检修的影响，并且能够处理有无备用变压器和有无备用电源的情况。

3 基于最小路与区间运算相结合的配电网可靠性分析

配电系统的可靠性评估是配电系统可靠性研究中最核心的内容之一，论文提出的可靠性评估方法结合最小路的概念，对配电网中每个负荷点求出其最小路，将非最小路上元件的故障折算到最小路上，然后对最小路上的元件与节点进行计算，从而求出负荷点的可靠性指标，最后得到系统的可靠性指标。同时考虑统计和测量上的误差，可靠性的原始参数具有一定的不确定性，不可能是一个确切的数。可靠性参数用一个给定范围的区间数表示，结合最小路法进行可靠性评估，从而有效地控制了参数的不确定性。

3.1 可靠性评估的最小路法。最小路的数学定义。图是节点和弧的集合。无向弧是指联接两个节点之间的弧是无向的，有向弧是指联接节点之间的弧是有方向的。只有流入弧而无流出弧的节点，称为流出节点。只有流出弧而无流入弧的节点，称为输入节点。由有向弧构成的图叫有向图；由无向弧构成的图是无向图；既有有向弧又有无向弧的图称为混合图。根据数学上的定义，连接任意两个节点间的所有无向弧或有向弧的整体称为这两节点间的一条路。如果任意一条弧被除去，就不再是一条通路了，则称这些弧构成两个节点间的一条最小路。由最小路构成的集合称为最小路集。在进行可靠性分析时特别值得注意的是负荷点从电源进线到出线要经过的设备的集合。如图3.1所示的系统图。

图中路集为：

x1x4 ，x2x5，x1x3x5，x1x3x4，x1x2x4，x1x4x5，x2x3x4，

x2x3x5，x1x2x5，x2x4x5，x2x1x5，x2x1x4，x1x2x4x5，

x1x2x3x4，x1x3x4x5，x2x3x4x5，x1x2x3x4x5

最小路集为：x1x4 ，x2x5，x1x3x5，x2x3x4

3.2 结合区间运算的最小路法。传统的配电系统进行可靠性计算都是建立在元件的可靠性原始参数基础上的，但是由于统计误差或统计资料不足等原因会使原始参数具有不确定性。此时若再利用不准确的参数对配电系统进行可靠性计算是不合理的，也将会导致评估结果与实际情况有较大的偏差。

可靠性原始参数可根据其不确定性用一个数值范围区间来表示。在工程中，一般不能确切的知道一个元件的原始参数，而只知道在给定范围内的一个区间值，此时即可用区间数学来进行配电系统的可靠性评估。

基于最小路与区间运算相结合的配电系统可靠性评估方法的基本思想是：在最小路算法的基础上，引入区间数与区间运算，将所需要的元件原始参数用区间数表示，负荷点与系统可靠性计算公式也区间化，在进行计算时，将其中的参数改为区间数。在计算过程中要注意，如果一个或多个变量在一个公式中出现两次或两次以上时，为了克服区间运算的过估计问题，在计算工程中引入区间计算的反演公式，能够在一定程度上克服了区间运算的相关性问题。

引入区间数和区间运算后，计算的结果都是一个区间，给每个可靠性评估指标确定了一个范围，在一定程度上克服了因为参数的不精确而给评估结果带来的不确定性。因此，用这种方法得出的结果更具有灵活性，更好的反映了系统的真实程度，更加适用于工程实际情况。在运用此方法对复杂配电系统可靠性评估时，可按以下步骤进行：

①分析和处理配电系统元件可靠性原始参数，得到各元件的可靠性原始参数的区间值；

②分析配电系统结构，确定各个负荷节点的最小路，以及最小路上和非最小路上的元件；

③对每个负荷点进行可靠性计算，原始参数使用区间数表示。为了避免区间运算的阶数，在计算过程中每次只进行两个区间数间的运算；

④在各负荷点的可靠性指标基础上，计算整个系统可靠性指标。

通过以上分析，该评估算法的流程图如图3.3所示。

4 结论与展望

4.1 结论。随着人们对电能质量的要求越来越高，配电网的供电可靠性越来越受到人们的重视。同时随着电力技术的发展，分布式电源越来越多的接入到电网中，配电网从一个辐射式网络变成一个遍布电源与用户互联的网络。因此研究含分布式电源的配电网可靠性有重要的意义。

4.2 展望。分布式电源作为一种有潜力的发电技术，是对传统的集中式电源供电的有益补充。正确考虑DG接入配电网后的孤岛作用，可以提高配电网供电可靠性。由于分布式电源是刚刚兴起的一个研究方向，国内外对其的研究都还较为浅显，还需作进一步深入的研究。

参考文献

[1] 郭永基．电力系统可靠性原理和应用[M]．北京：清华大学出版社，1986

[2] 梁才浩，段献忠．分布式发电及其对电力系统的影响[J]．电力系统自动化，2001

集成电路的可靠性范文第6篇

计算机硬件的发展如下：

计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯，外存储器采用磁带，软主要采用机器语言、汇编语言，应用以科学计算为主，其特点是体积大、耗电大、可靠性差，奠定了以后计算机技术的基础。晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管，计算机的体积缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高。计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路，大规模集成电路是在单片硅片上集成一千晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了一至两个数量级。计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段，大规模集成电路使军事工业、空间技术得到发展。

（来源：文章屋网 ）

集成电路的可靠性范文第7篇

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AC220V 50Hz，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.

集成电路的可靠性范文第8篇

关键词 10kV配出工程项目 集宁区供电现状必要性分析

1乌兰察布市集宁区概况

集宁区地处内蒙古中西部，阴山山脉灰腾梁南麓，是乌兰察布市市府所在地，1992年被国务院正式批准为对外开放城市，2004年4月撤集宁市，设乌兰察布市集宁区，是乌兰察布市政治、经济、文化中心。

集宁及周边地区地上、地下资源丰富，形成“东土、南石、西陶、北铁、遍地牛羊”的格局。集宁区地理位置优越，交通发达，是内地通往蒙古、俄罗斯和东欧各国的交通要道，也是北部边疆重要的商品集贸地。京包线、集二线、集通线及在建的集－－张电气化铁路在此交汇，成为连接华北、西北的大动脉。110国道、208国道、京藏高速公路、二河高速公路等8条公路在此连通，形成四通八达的交通网络。

2集宁区供电现状分析

集宁北220kV变电站位于能源矿产品物流区，园区占地面积约108平方公里，该区域目前只有两条10kV农电线路供电，红海线和道北线，主干导线均为LGJ－70型，现有最大用电负荷3400千瓦。园区内分铁路站场区，煤炭、矿石产品洗选加工区，能源仓储区，其它产品仓储加工区，配套服务区等五大功能区。

目前，物流区已有7个项目入驻，近期有大批企业陆续进入投产期，负荷聚增，集宁北220kV变电站难以确保供电可靠性。供电能力明显不足，用户近期报装新增用电负荷无法接待。有部分入驻企业只能靠自备发电机维持施工作业。由于电力保障供给能力不足，已经影响到园区建设和区域经济的快速发展。

3集宁北220kV变电站10kV配出工程项目建设规模

本期集宁北220kV变电站10kV接入配出工程项目建设与改造项目共有8回10kV线路接入，主要是黄家村线、殡仪馆线、八二线、机场线、物流I线、薯业线、物流II线、南梁线等10kV线路接入工程。

（1）黄家村线路接入改造工程

按照城市配网规划，对原红海线黄家村分支线进行切改后接入集宁北220千伏变电站，新建10kV单回线路6.344公里，其中电缆线路0.46公里、架空线路5.884公里。

（2）八二线、机场线、备用Ⅲ线同杆三回接入工程

按照城市配网规划，对原道北线八二分支线进行切改重新整合后接入集宁北220千伏变电站，按同杆三回设计，新建线路路径全长12.1公里，同杆三回架空线路4.5公里、同杆双回架空线路5.30公里、单回架空线路2.097公里，三回架空线路累计长度26. 556公里，出口电缆线路2条0.97公里。本期建设10千伏线路分别为：①八二线全长10.252公里（其中电缆0.48公里、架空9.772公里）；②机场线全长12.292公里（其中电缆0.49公里、架空11. 802公里）；③备用Ⅲ线4.982公里（同杆三回架空线路）。

（3）物流I线、薯业线、物流II线、南梁线同杆四回接入改造工程

按照城市配网规划，对薯业线进行切改，首端与物流I线、物流II线、南梁线同杆四回架设，新建架空线路累计长度30.353公里，电缆总长度2.34公里。本期接入集宁北220千伏变电站10kV线路长度分别为：①物流I线全长6.872公里（其中电缆0.360公里、架空6.512公里）；②薯业线全长8.571公里（其中电缆0.370公里、架空8.201公里）；③物流II线全长9.311公里（其中电缆0. 380公里、架空8.951公里）；④南梁线全长7.079公里（其中电缆0.390公里、架空6.689公里），穿越110kV线路电缆4条共计0.84公里。

（4）殡仪馆线、备用Ⅰ线、备用Ⅱ线接入工程

按照城市配网规划，新建一条10kV线路至殡仪馆，线路全长2.271公里，其中电缆线路0.96公里、架空线路1.311公里（含同杆三回线路段0.58公里，单回线路段0.731公里），三回路杆塔、基础一次建成，导线按单回架设。

四、项目建设的必要性分析

目前，集宁区城乡结合部电网改造覆盖面低，主要是因为城乡结合部的地理位置特殊，在它的形成和发展过程中，各种管理难以到位造成的，而且随着城市的发展这种情况变得更加严重。

城市配电网的建设改造，能促进环保节能的高新技术、设备将在配电网中的广泛推广与应用。通过实施集宁北220kV变电站10kV接入配出工程项目，能使配电网络结构更加趋于科学性、实用性，实现配网运行方式的灵活、可靠，进一步满足地方各方面的发展，为社会及本企业带来明显的效益，具有良好的经济效益和社会效益。

一方面，通过实施配电网建设改造工程项目，能牢固配电网络结构，增强互带能力及配电网运行方式的灵活性，提高了城市配电网的供电可靠性，明显增加了售电量。通过提高供电量，能降低检修维护成本和线损率。通过提高单线承载能力，增强接待负荷能力，可进一步开拓电力需求市场，满足用电需求，实现真正意义上的增供扩销，为供用电双方增加经济效益。

另一方面，通过实施配电网建设改造工程项目，能够最大限度地满足电力市场发展的需求，为地方各方面的建设发展、招商引资提供充足、可靠的电力保障。提高城市配电网的供电可靠性，进一步降低设备的故障停运率。能够提高城市配电网的供电质量，满足对电能质量要求较高的现代高科技用电设施的需求，延长用电设施的寿命，最大限度地发挥用电设施的功率。能够提高用户的满意程度，切实兑现“让社会满意、政府放心”的承诺，进一步提升企业在社会和用户的形象。对供电可靠性有较高要求的特殊用户，能提供双电源供电，以保障可靠的电能供给，从而提高供电可靠性和输送能力。

因此，集宁北220kV变电站10kV接入配出工程项目的实施，能增加10kV出线，优化配网结构，提升供电能力，有助于解决供需矛盾，支持地方经济建设，实现增供扩销，构建和谐社会，对地区经济的发展意义重大。

集成电路的可靠性范文第9篇

程:您好!在浦东新区政府和北京大学的大力支持和领导下,经过一年多的筹备,上海浦东微电子封装和系统集成公共服务平台已经正式开始运营。

平台由上海北京大学微电子研究院联合多家封装企业和研究单位共同建设,在上海市浦东新区科学技术委员会、上海市集成电路行业协会、上海张江集成电路产业区开发有限公司、上海浦东高新技术产业应用研究院和上海张江(集团)有限公司支持下运营。平台目标旨在通过跨地域、跨行业、跨学科的产学研用合作,集聚优势资源,为我国微电子产业(主要是中小型企业)提供需要的封装设计加工、测试、可靠性分析与测试等服务并开展微机械系统MEMS/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等系统集成技术研发,为集成电路行业培养封装和系统集成高端人才,逐步发展成能为全国集成电路企业提供优质技术服务的微电子封装与系统集成公共服务平台。

平台服务内容包括先进封装设计、小批量多品种集成电路封装与测试、系统集成、可靠性分析测试和封装人才培养等,将涵盖封装设计、仿真、材料、工艺和制造等多个领域。封装设计服务将提供封装设计及封装模拟,封装信号完整性分析等服务。小批量多品种封装服务将提供中小型集成电路设计企业需要的封装技术,为特殊应用领域(如宽禁带半导体高温电子封装、高频系统封装、大功率器件与集成电路封装等)提供封装服务。系统集成技术服务将提供圆片级封装技术(WLP)、微电子机械系统(MEMS)/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等先进封装/系统集成技术服务,同时广泛开展技术合作、技术孵化导入活动。可靠性分析测试服务将围绕可靠性测试技术发展需求,开发具有自主知识产权、具有广泛应用前景的技术和产品,为自主知识产权高端芯片的设计制造项目提供技术支撑,为微电子企业提供集成电路测试、分析、验证、老化筛选和完整的测试解决方案和咨询服务。另外,我国封装技术人才的严重短缺,成为制约集成电路封装业进一步发展的瓶颈。依托平台强大的封装研发力量,充分发挥海内外专业人才示范作用,尽快培养本土IC封装人才群,为企业作好人才梯队储备。

平台拥有一支以中青年人才为科技骨干的、拥有雄厚技术力量和战斗力的技术团队。平台的运营目前是以中芯国际、UTAC、58研究所、天水华天科技、772研究所、香港科技大学和上海北京大学微电子研究院为技术依托,以国内外知名封装、微电子领域学者和资深专家为核心,主要核心科学家和技术专家包括有中国工程院院士、微电子技术专家许居衍,北京大学教授、中国科学院院士王阳元,香港科技大学教授、资深电子封装专家、香港科大电子封装实验室主任、先进微系统封装中心主任李世伟等。

另外,上海北京大学微电子研究院在平台的技术和运营方面也有很多优势。我院依托北京大学拥有雄厚的人才资源和学科优势,在微电子产业战略、基础技术、关键技术、应用开发四个层面上展开工作,同时在射频电路、混合信号集成电路、EMI、纳米尺度MOS器件、MEMS技术、高压大功率器件与电路、高可靠性封装测试技术等领域取得了一系列研究成果。研究院具有许多在微电子主要领域和研究方向的专家、教授、研究员、工程师,同时也招收培养了一批优秀的研究生。他们在LED驱动芯片的设计与封装、芯片级封装、系统级封装、三维立体封装和可靠性封装方面有很深入的研究,并取得了不少成果和专利。SIP封装技术、三维立体封装和可靠性封装将成为北大上海微电子研究院重点发展的研究方向,这些技术基础为封装服务平台的建设发展提供了可靠的保障。

记者:成立该平台的背景是什么?它对行业有哪些积极作用?

程:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司对微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求越来越高,目前浦东新区现有封装测试企业并不能满足中小型IC企业的要求,该平台可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装测试服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,提高企业自身的竞争能力。

目前浦东已有100余家集成电路设计企业,随着近几年出现的多项目晶圆(MPW)服务的开展,进一步地降低了IC设计开发的初期投入,也大大促进了集成电路设计行业的发展。但是,中小型IC设计企业在起步阶段需要以QFP、BGA等形式封装,封装数量较小,很难获得大型封测企业的服务支持,导致产品开发周期加长和成本提高等诸多问题。而随着IC设计企业的成长,产品线的不断扩展,需要的封装品种也将不断增加,一般的封装企业不能提供有效的技术服务。因此小批量、多品种封装必然成为集成电路产业链中迫切的需求。

另外,很多企业和研究机构在对一些新型电路、高端产品和先进技术的探索、创新和研究上,需要有微小型、高密度、高频、高温、高压、大功率、高可靠性的封装技术来支持。而大型封测厂并不能针对这种高端的、专一的、小量的封装服务需求给予有力的帮助,因而这些集成电路企业和研究机构只能通过其它途径寻求提供特殊需求服务的国外封测单位,这样无形间带来产品开发时间和成本的压力。建设这样的封装服务平台则可以有效的解决此类问题,为他们创造便利的条件。

记者:对于解决封装行业存在的一些问题,国外有无类似的平台?我们建立该平台有无借鉴国外的一些经验?

程:世界半导体产业面临波浪式发展,目前各大公司纷纷在我国建立后工序工厂及设计公司,摩托罗拉、英特尔、AMD、三星、ST、亿恒、Amkor、日立、三菱、富士通、东芝、松下、三洋都在我国建有后工序工厂,飞利浦在江苏、广东新建两个后工序工厂。面对蓬勃发展的IC封装业,无论技术怎样发展,市场需求是产业发展原动力,既有规模化生产,又有市场变化对封装要求加工批量小、节奏快、变数大的特点,市场竞争不只是求规模,更重要的是求强,大不一定就是强,所以通过国际半导体形势的发展来看,封装产业的发展模式及战略十分值得重视与探讨。

该平台就是在总结了国内外集成电路封装产业存在的问题之后而建立的。目前国外和中国台湾地区有企业从事类似业务,但没有类似在政府和行业协会支持下专门从事封装技术支持的公共服务平台。

记者:该平台是只面向浦东还是面向全国?

程:面向全国。

记者:与一些大型封装测试公司相比,该平台有哪些优势?您认为它的前景怎样?

答:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司提出了微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求,目前一些大型封装公司并不能满足中小型IC企业的要求,而该平台的优势在于可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,例如为中小型IC设计/光电器件企业提供如下的服务:晶圆凸点制备、芯片级植焊球、有机底版设计及加工、表面贴装回流焊、BGA/FC/MCM封装及组装等。针对部分电子系统制造商的要求,开展特殊封装的研发与服务,主要包括:集成电力电子模块封装(IPEM)、大功率LED的封装、MEMS封装设计与服务等。为大学与科研机构提供各种特殊封装材料/形式的封装、咨询、培训、系统集成服务,以及各种可靠性测试和分析服务。上述服务都是一些大型封装测试公司无法做到的。所以该平台的服务模式本身就是一种优势。

另外,我国目前拥有良好的产业政策环境,浦东地区具有雄厚的产业基础,丰富的人才资源储备和较好的技术基础,加上广泛的市场需求和上海北京大学微电子研究院及其合作伙伴的技术和运营优势,该平台有着非常广阔的发展前景。

记者:成立这样一个平台,您一定也在这方面有非常深的了解,站在一个行业专家的角度,您对整个封装业的现状有哪些看法?

程:IC封装测试业是IC产业链中的一个重要环节。一直以来,外资企业在中国IC封装测试领域占据了优势,但内资封装测试企业蓬勃发展,中小企业不断涌现,内资特别是民营企业的发展为IC封装测试业增添了活力和希望。目前在长三角地区,汇聚了江阴长电、南通富士通、安靠、优特、威宇科技、上海纪元微科、上海华岭等众多大型微电子封装测试企业,在全国处于领先地位。西部地区封装测试业包括天水华天科技也有较快的发展。另外,2007年10月,英特尔(成都)有限公司微处理器工厂顺利运营并实现首枚多核处理器出口。同时,中芯国际(SMIC)、马来西亚友尼森(Unisem)、美国芯源系统(MPS)等半导体封装测试项目在成都相继投产,西部封装测试厂的产能将会进一步释放。

目前,国内外资IDM型封装测试企业主要为母公司服务,OEM型封装测试企业所接订单多为中高端产品,而内资封装测试企业的产品已由DIP、SOP 等传统低端产品向QFP、QFN、BGA、CSP等中高端产品发展。

综观目前国内整个封装业在对中小型集成电路设计企业的服务方面存在以下不足:

(1)国内企业高端技术投资有限,产品多集中于中低端,难以在高端市场上取得突破;

(2)国内先进封装技术的实施几乎完全依靠从国外引入;

(3)已有封装企业对于处于起步阶段的IC设计公司小批量封装要求能提供的服务极少,不利于整个IC产业的发展;

(4)无法满足小批量集成电路特殊封装的需求。

(下转第47页)

记者:未来封测业的发展怎样?该平台的未来发展规划是怎样?

集成电路的可靠性范文第10篇

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。

2 GPRS系统概述及特点

GPRS 是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)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。

3 GPRS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(Serving GPRS Support Node GPRS服务支持节点)、GGSN(Gate GPRS Support Node GPRS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。

4 GPRS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

集成电路的可靠性范文第11篇

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。

2 gprs系统概述及特点

gprs 是通用分组无线业务(general packet radio service)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。

3 gprs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(serving gprs support node gprs服务支持节点)、ggsn(gate gprs support node gprs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。

4 gprs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:

集成电路的可靠性范文第12篇

关键词：可靠性；输变电设备；状态检修

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0115-02

随着社会对电的依赖程度的加大，目前供电可靠性是供电部门与用户最为关注的焦点。为保证对用户的可靠供电，需要实时掌握输变电设备的运行状态，以便及时对故障设备进行检修，避免故障的扩大化与严重化，造成大面积停电。早在2008年，福建省电力有限公司莆田电业局作为试验点，开展了输变电设备状态检修，至今已有将近5 a的时间，基本建立了状态检修体系构架。本文从输变电设备状态检修的过程及此过程中的遇到的一些技术问题做相应的理论分析，并以莆田电业局实施输变电设备状态检修的实践为基础，概述现阶段供电企业开展状态检修工作的现状，找出我们在输变电设备状态检修管理方面的欠缺和不足，深入分析存在问题的原因，提出解决问题的建议，形成一套适合现阶段输变电设备状态检修管理模式的配套方案。

1 供电可靠性的迫切性

早在几十年前，我国的电力事业技术还很薄弱、规模很小，国内对供电可靠性的要求也不高。但是随着我国的经济的不断发展，工业规模的扩大，国内对电的用量的需求是越来越大，对可靠性的要求也越来越高。为保证重要用户的安全、持续、可靠的供电，国家供电部门把电网中的用户按照停电带来的危害及损失程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷是不允许停电的，一旦电网线路或设备发生故障允许切掉三级负荷，甚至是二级负荷，来保证一级负荷的可靠供电。但是停电将对后两级负荷带来不同程度的损失，这将影响的人们的正常生活与社会生产。然而供电的可靠性主要是靠输变电设备来保证的，所以为了尽可能少的发生停电，应该首先保证输变电设备的可靠运行。电力系统中的输变电设备需要时常检修，如果采用传统的定期检修，可能会使得一些潜在的故障因素逐渐恶劣，最后发展成重大故障，造成停电。为解决输变电设备工作的可靠性，目前正在试探性的使用状态检修的方法，通过实时监测设备的运行参数来反映设备的健康与否，及时发现不正常的因素并及时对不正常工作的设备进行检修。

2 输变电设备状态检修

输电设备的状态检修是指采用在线监测系统对设备的运行状况进行实时监测并把运行参数读入系统进行对应的状态评估、风险评估。评估的结果分为等级制，并不是只有好与坏两个极端，但是只有在最低等级下才进行检修。最终由相关人员对评估结果作出检修策略并实施检修。

2.1 状态检修的优点

状态检修与传统的检修模式相比较有不可比拟的优越性。传统的检修模式主要是计划性检修，每隔一段时间对设备做一次检修。然而这样的检修并不具有科学性，具有盲目性，有时候反而会起到反作用。在检修设备时可能设备根本就没有任何故障，对于有些设备经常的拆卸反而会增大设备故障的发生率。同时，这样的检修也加大了工作人员的误操作的概率。计划性检修还会带来检修过程中的损失，对于本身正常工作的输变电设备，如果停下来检修必须要切除部分负荷，这样对电力企业造成损失同时对用户也是一种损失。采用状态检修的模式就可以避免计划性检修中存在的一些问题。状态检修是通过对采集到的状态参数进行状态评估，操作人员以评价结果为依据，制定检修计划。采取这种检修模式可以有的放矢的把握检修时间，针对潜在的安全隐患可以及时制止，对于设备性能好的设备可以延长检修的周期，起到很好的经济性的效果。从上面对比来看，状态检修明显优于计划性检修，可以替代计划性检修。

2.2 状态检修的过程

状态检修主要包括三个过程：状态量的采集、状态评价、确定检修方法。其中前面两个过程都是靠信息自动系统来完成的，通过自动系统得到运行状态的运行状态分析结果，操作人员根据结果确定检修方案。

2.2.1 状态量的采集

状态量的采集其实就是运行参数的采集，这一步是状态检修的根本。当电力设备投入运行，它的运行状态总可以找到相应的运行参数对应，所以可以通过对运行参数的监测来反映设备的运行状态。状态量的采集主要是利用在线监测装置进行采集，采集的参数包括设备的电压值、电流值、功率值等物理量。采集装置将采集到的参数送入到系统处理单元进行数据处理。

2.2.2 状态评价

状态评价主要是延续状态量采集后的后续工作。电力设备的运行参数经采集后被送入处理系统进行处理，进行状态评价，通过评价的结果判断存在故障的风险性，综合风险性与检修经济性的双重因素来决定是否检修。

2.2.3 确定检修方法

根据状态评价的结果，如果需要检修，则在保障其他设备安全可靠的运行条件下，选择损失最小的方法。

2.3 高压断路器的检修

在电力系统的发、输、变电环节中，高压断路器的作用至关重要。其功能主要是连接电力网络、电力设备并输送电能，开断正常电流及故障电流，以保障电力系统正常稳定的运行。目前用得最为广泛的高压断路器主要有真空断路器、SF6断路器。我局针对这两种断路器的检修提出采用状态检修的方案进行检修。

2.3.1 真空断路器

真空断路器由于灭弧性能好、结构简单，在电力系统中得到广泛的应用。真空断路器故障出现的主要原因是灭弧室中的真空度的下降，所以在状态检修的时候以灭弧室的真空度为状态变量。真空度的变化若在灭弧的范围内，即风险允许的范围内，则不用立即检修，否则则需要立刻检修，以免故障因素扩大，造成重大影响。整个过程的流程如图1所示。

2.3.2 SF6断路器

SF6断路器是用SF6作为绝缘气体及灭弧介质的高压断路器，属于气吹式断路器。目前在高压电力系统中得到广泛的应用，但因成本较高，在中、低压系统中用得较少。

SF6断路器的灭弧性能好、电寿命长、可频繁操作、维护量小等优点。但对密封性的要求很高，发生泄漏会使得内部压强变低。在状态检修中选择内部压力及分、合闸的时间作为状态变量。如果内部压力过低，低于了额定压力则需要检修，补充SF6气体至额定压力；如果分、合闸时间太长则需要检修，其检修流程如图2所示。

3 结 语

随着电力系统的不断地发展，在电力系统中供电可靠性是越来越重要，同时对电力设备运行可靠性的要求也越来越高。传统的电力设备的检修方案逐渐不能满足可靠性的需要，将被日益成熟的状态检修方案所取代。状态检修模式以实时运行参数为依据，对运行中的设备进行实时监测与评价，综合设备的故障风险性、检修经济性以及设备损坏带来的损失等多方面因素，最终决定是否检修。

莆田电业局是输变电设备状态检修的试点，在这5 a内取得了很好的实践效果。采取状态检修模式不仅降低了人力、财力上的浪费，还充分利用了健康的设备，最大限度的发挥了输变电设备的工作价值。使得操作人员走出了传统的计划检修的模式，避免了检修的盲目性，并且还降低了误操作率。状态检修的推广与发展还需要进一步的研究，目前还不是十分成熟，但在不久的将来状态检修将是保障电力系统可靠性运行的重要手段。

参考文献：

[1] 兰志成，刘玉会.浅谈输变电设备状态检修[A].2011年云南电力技术论坛论文集[C].昆明：云南科技出版社，2011.

[2] 吴红艳，刘建勇，王伟.水电站变电设备状态检修[A].2010输变电年会论文集[C].北京： 《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2010.

[3] 张建彬，李睿，李红奎.架空输电线路设备状态检修探讨[J].经济策论，2011，（5）.

[4] 汪海燕.电气设备的状态检修技术探讨[A].安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集[C].北京： 《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2005.

[5] 范青川.水电站机电设备状态检修综述[A].全国大中型水电厂技术协作网第二届年会论文集[C].北京： 《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2005.

[6] 杨芳，陈永琴.设备状态评价中在线监测的应用案例[A].2009年云南电力技术论坛论文集[C].昆明：云南省科技出版社，2009.

集成电路的可靠性范文第13篇

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.

集成电路的可靠性范文第14篇

【关键词】船舶;综合电力系统;可靠性;智能监控

引言

随着船舶电气化程度的不断提高，船舶电力系统的系统容量将不断上升，这使得传统的树型、放射型和混合型供配电网络形式成为影响船舶电力系统可靠性、稳定性和生命力的主要因素之一，同时使船舶建造成本上升，并会导致穿过隔舱壁的电缆数目增加，造成船舶耐压隔壁开孔密封问题。船舶综合电力系统可有效地解决这些问题[1]。

综合电力系统是国外舰船电气工程领域首先提出的新概念，是将舰船发供电与推进用电、舰载设备用电集成在一个统一的系统内，从而实现发电、配电与电力推进用电及其它设备用电统一调度和集中控制[2]。

综合电力系统可提高船舶电力系统的可靠性、稳定性和生命力，并可降低造船费用，提高造船效率。作为具有鲜明船舶行业特色的高校，为了更好地为船舶工业的发展提供人才保障和智力支撑，应紧跟时代的发展，不断地提高教学、科研水平。目前江苏科技大学的船舶电气类实验仅有船舶电站实验室，该实验室设备陈旧、简单，仅仅提供了简单的手动准同并车，其它方面完全与现代船舶上的电力系统相去甚远，所以船舶综合电力系统实验室的建设成为学校发展的必然选择。

1.船舶综合电力系统体系结构

为了紧跟船舶电力系统的发展趋势，切实保证船舶供电网络的可靠性和生命力。在参考文献[1-3]的基础上，提出了如图1所示的船舶综合电力系统体系结构。

图1 船舶综合电力系统体系结构示意图

船舶综合电力系统由两个电站和交流环网、直流环网等组成，交/直流电网均分成三个配电区域。

电站由三个10KW发电机组和一个30KW发电机组组成，三用一备;考虑到安全性和维护性，发电机组的原动机采用变频调速异步电动机来模拟。交流发电机组发出的交流电经整流后给直流电网供电。通过逆变器实现在重要交流负载失电时，保证其供电的持续性。

为了实现断路器的简单切换，实现目前民/商用船舶的电力系统仿真，在船舶电站内还配备了传统的负载屏。

2.可靠性分析

随着船舶自动化、电气程度的提高以及舰船电力系统规模的不断增加，船舶电力系统的网络结构日趋复杂，船舶电力系统可靠性问题达到了前所未有的重要度[4]。

陆地电力系统的可靠性分析指标分为负荷点可靠性指标和系统可靠性指标两类[5]。船舶配电系统电力系统虽然与陆地电力系统有较大的不同，但其可靠性分析的指标也分为负荷点可靠性指标和系统可靠性指标两类。

负荷点指标包括：故障率λ（次/年）、年停电总时间U（小时）和平均停电时间R（小时/次）。

系统可靠性指标包括[4][5]：

1）系统平均断电频率（SAIFI）=负荷点断电总次数/负荷点总数，即

指故障率为的设备总数。

2）系统平均断电持续时间（SAIDI）=负荷点断电持续时间总和/负荷点总数，即：

NUi指断电持续时间为Ui的设备总数。

3）平均用电有效度（ASAI）=负荷点用电小时数/负荷点需电小时数，即：

4）平均用电无效度（ASUI）=负荷点缺电小时数/负荷点需电小时数，即：

配电系统可靠性分析一般是先根据电力系统结构建立系统可靠性模型，然后选择合适的方法进行计算。常用的负荷点可靠性评估方法有：并联和串联约简法、关键件分解法、最小路径和最小割集生成法等[6]。

本文中可靠性分析采用最小路径和最小割集生成法，基本步骤是先根据系统结构画出可靠性框图，然后根据可靠性框图针对不同的负荷点建立不同的连接矩阵，通过“节点移除法”将连接矩阵最终转化为2×2阶矩阵，根据2×2矩阵可直接得到最小路径，再根据最小路径运用逻辑非、逻辑与和逻辑或进行逻辑运算得出最小割集，将已知的可靠性参数代入，即可求出负荷点的故障率，具体方法和步骤请参见文献[6]。系统可靠性指标计算较简单，直接应用上述公式即可求得。

将文献[7]中的辐射结构船舶电网改为环形区域配电结构，并采用文献[7]中的可靠性参数进行分析、比较，得出所设计的船舶综合电力系统的可靠性满足实验室的建设要求。

3.监控体系设计

船舶综合电力系统的智能监控系统监控整个综合电力系统的电网，基于系统化、模块化和智能化思想，采用综合集成的方法，将船舶的动力系统、电力推进系统、通信系统等综合成为一个智能化系统，实现信息共享、能量统一调度和控制、各系统设备的协同动作。

系统的监控软件是为了实现配电网络的工作状况的实时状态显示，动态显示各区域配电实时参数，针对越限参数和信号进行声光报警，判断故障所在区域等具体故障信息，并根据特定算法对故障后系统如何重构给出详细建议和进行故障恢复，同时保存或打印实时数据、报警信息以及故障诊断和诊断建议。

监控系统软件采用VC++进行编程。整个系统包括以下几个部分：三区域断路器状态总视图、各区域实时数据与断路器控制、系统供电参数图、报警信息、故障诊断、历史记录等。

其中，三交流区域断路器状态总视图作为交流监控的主界面，用来显示交流配电区域的总状态一览图。断路器的状态分别显示于各个断路器ID后面，三种状态依次是：闭合、断开和故障。每个断路器的状态根据所采集到的数据进行实时更新。断路器的闭合用绿灯表示，断开用黄灯表示，故障用红灯表示。绿灯代表此点各项供电参数状态正常。黄灯代表断路器断开的情况有两种：一是断路器所在线路出现短路、过流，过压等情况，断路器自动进行跳闸动作;二是操作员进行区域配电控制，进行手动断开断路器。红灯代表断路器采集到的数据异常，是由断路器本身故障或者配电区域异常引起的，需要进行人工查修。界面下方的按钮分别用来查看各区域实时数据，历史记录，报警信息以及故障诊断等。

在三个交流区域实时数据显示与断路器控制界面，每个区域包括16个断路器，显示采集到的16个断路器所测量到的三相相间电压和三相相电流，同时将数据添加进到历史记录数据库中。在界面左侧每个对应的断路器都有三个操作按钮，分别是闭合、断开和复位，以便操作员进行手动操作。当数据出现异常时，根据设定的报警值，弹出一个MessageBox 消息提示操作员出现报警，同时将报警时间、区域、断路器ID以及报警详情写进报警信息中，以待查看。当系统区域网络出现故障时，首先判断故障类型，然后根据事先设定的算法，经过程序运算，得出最优的系统重构方案，进行相应的断路器操作和负载的卸载，并将此故障信息和重构方案记录进故障诊断数据库中。

4.结论

船舶综合电力系统技术是多学科交叉的新的技术领域，其研究内容主要包括：船舶电站、电能分配与管理、电力推进、电力系统保护、电力系统故障恢复等，涉及范围广。所建设的船舶综合电力系统实验室达到了预期目标，已成为本科生、研究生和教师验证、研究、创新、承担研究课题、应用开发的重要基地，也将成为江苏科技大学电子信息学院学生学习综合应用信息电子技术、电力电子技术、智能监控技术、通信技术和先进控制技术等的实验基地和科研的实验基地，并将为船舶综合平台管理系统的建设提供有效的接口。

参考文献

[1]钱志刚，李亚旭编译.美国海军用的综合电力系统[J].船电技术，1999（3）：48-60.

[2]马伟明.舰船动力发展的方向――综合电力系统[J].海军工程大学学报，2002（6）：1-9.

[3]陈虹.基于直流配电系统的船舶综合电力系统[J].舰船科学技术，2005.

[4]喻浩，焦绍光.舰船电力系统可靠性研究初探[J].船电技术，2006（4）：21-24.

[5]夏岩，刘明波，邱朝明.带有复杂分支子馈线的配电系统可靠性评估[J].电力系统自动化，2002，26（4）：40-44.

集成电路的可靠性范文第15篇

【关键词】输电线路；线路跳闸；线路维护

背景

电能已经成为现代化生产的主要动力，作为基础性公用事业，随着人民生活水平的不断提高，已显示出举足轻重的作用，供电中断将产生严重的后果。输电线路作为电网的重要环节，具有点多、面广、线长，长期暴露在野外，极易遭受各种外力的损害。另外，随着社会经济的快速发展，城乡一体化速度加快，城市规模不断扩大，同时电网建设也在飞速发展，更多变化给输电线路运行维护带来了很多问题。本文主要针对电网输电线路维护工作中存在的问题进行分析，提出针对性的措施和对策，确保线路安全稳定运行。

1、当前架空输电线路运行维护工作中存在的问题

1.1输电线路状态检修的必要性

传统的输电线路检修采取周期性检修制度，这种制度是唯一执行标准是时间。在输电网络形成初期，由于科学技术水平较低，输电线路上设备较少，对供电可靠性要求也不是特别高，虽然周期性检修制度在一定程度上缺乏科学性，且具有很大的盲目性，它依然能够很好地满足当时输电线路的安全要求。但是随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，电网对输电线路的可靠性要求也越来越高，周期性检修制度的劣势逐渐显现出来。输电线路分布广、线路长，检修任务重，导致检修工作安排顾此失彼，检修人员疲于应付。检修工作质量不能保证，工作人员违章现象不断，输电线路的安全局面不稳定，计划检修日与检修工作量的矛盾日益突出。周期性检修制度使得现代输电网络的可靠性长期在低谷徘徊。线路上的设备不能及时得到检修，故障率居高不下，严重影响着设备的安全和寿命。通常情况下，电力企业对输电线路每年安排一次停电检修，然而设备缺陷或异常运行状态的发生具有很大的随机性，往往未到检修的时候，线路就已经产生缺陷或异常了。

分析所有的线路故障，除极少数因天灾人祸不可避免外，大多数只要措施到位，都是可以避免的。周期性检修制度造成了大量人力、物力和财力的浪费，导致输电线路维护费用不断攀高。维护单位无力顾及技术创新与管理进步，无力加大科技产品的研究与应用的投入。要解决输电线路运行维护高支出、低效能的问题，必须打破传统检修模式，采用现代化、科学化的管理方法，加大运行维护的科技含量，提高对设备状态的预测、预见能力，积极探索和开展变线检修为点检修的检修模式。下文介绍的状态检修就是一种这样的检修方法。

1.2输电线路状态检修技术内容

电网供电的可靠性取决于发电、输电、变电设备的可靠性，对于维护的工作而言，就需要对这些设备进行可靠性的评估还有检测，这也是电网状态维护的一个重要的日常工作，而维修技术又分为两种技术领域是互相联系的，但是又有一定的区别。在状态维修中，主要是涉及系统的先进的传感传输技术，包括信息采集处理技术、模式识别技术、干扰抑制技术、可靠性评价、故障严重性分析、寿命估计等领域。这样在日常的线路的维修中就可以建立一整套的实时检测数据的分析系统，可以检测线路上的数据，通过分析数据来组织人员进行检修。

1.3输电线路信号采集的方法

输电线路上常常会出现接地等短路故障，而前面所说的预测性维修就是根据从输电线路上采集的信号来安排维修的技术，这种检修技术的关键就是通过先进的故障诊断技术来对线路上的故障进行判断，并且进行分类来确定故障的类型和位置，同时还要决定保护设备是否动作以及需要及时采取的应对措施。因为故障诊断技术的发展首先取决于能否获取跟多的有用信息，这样就可以给数据处理和诊断决策打下基础。因此研究各种新型监测设备就是为提高诊断水平和决策依据做好实施状态维修的准备。通过对采集到的信号进行加工处理的工作非常的繁杂，要比信号采集本身更困难，在处理信号的过程中要对大量的信号进行筛查，将有用的信号留下，将没用的背景信号去掉，同时要排除扰动信号的干扰，这些都要求现场的设备具有高灵敏度、分辨率高、性能优良，只有这样才能够留下有用的信号，并对现场发生的故障进行判断和分类，可靠性评估就是对线路的运行状态进行测量以后，采取的对系统整体的可靠性进行分析判断评估的基础。

2、架空线路的维护

架空线路架设在室外且配置在大气中、用以输送和分配电能的电力线路，称为架空线路。架空电力线路主要由导线、杆塔、绝缘子瓷瓶、避雷线、和线路金具等元件组成。由于架空线路都是架设在室外空中，除承受空气所含化学杂质的腐蚀，还要常年经受风、雨、冰、雪等外力作用外。因此，导线必须具备足够的机械强度和耐腐蚀性能，以适应恶劣的自然条件。架空线路在运行过程中，往往由于安装、线路设计不合理，技术管理和维护不当，以及其他原因而引起事故，轻者停止供电，重者倒杆断线及击穿绝缘子。因此，对架空线路应定期进行技术检查和维护。

2.1输电线路状态检测

输电线路状态检修不是唯一的检修方式，应根据设备的重要性可控性和可维修性，需结合其他的检修方式故障检修定期检修主动检修一起，形成综合的检修方式，状态检修的关键是对状态检修全过程管理，真正意义上的状态检修其成本消耗最低，设备运行具有最大可靠性因此在实施状态检修时，一方面对一些非主要运行设备可实行状态检修，由于其影响性和经济性，应大力依靠监测手段，预测其运行的最后程度，实行计划检修，并在设备有可能造成较严重后果或经济损失较大时，对其进行预防性检修；另一方面，由于设备运行的不稳定性和不可控性，状态检修应在兼顾经济效益的基础上，定期发现问题，定期淘汰设备，加速设备折旧，以提高设备运行的可靠性。

2.2提高架空线路状态检测的优点

采用状态检测可以节省大量维修费用；提高电力设备可用系数；延长设备使用寿命：确保发供电可靠性；降低维修成本减少维修风险设备状态检修以可靠性为中心的检修和猜测性检修是互相紧密联系而又不同的两个技术领域前者是在评估元件可能故障对整个系统可靠性影响的基础上决定检修计划的一种策略，后者是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排检修的技术其要害是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析，以决定设备部件是否需要立即退出运行和制订应对措施。