自動化系統設計原則

自動化系統設計原則【摘要】：綜合自動化系統是運用自動化系統、計算機技術、信息解決技術和通信技術等高科技對的繼電保護、測量、控制、故障濾波、信號解決、運動裝置和自動裝置等二次設備功效進行優(yōu)化組合，實現對全部設備運行狀況的測量和控制。本文重要研究了綜合自動化系統的設計和實現，并對核心技術進行解剖分析。【核心詞】：控制工程；安全生產；安全管理；監(jiān)控系統；報警系統；氧氣濃度1綜合自動化系統簡述電氣綜合自動化系統（簡稱綜自系統）是指在多個硬件方法和自動化妝置的基礎上，運用數據分析、通信技術、控制技術和解決技術對的各類功效進行組合與優(yōu)化，取代了人工操作方式，在綜合管理方面實現了智能化管理，實現了低誤差率，提高了運行的可靠度。由于我國用電需求的增大，對電網運行的規(guī)定也越來越高，這便規(guī)定調度中心能夠獲得精確具體的和電網運行數據，進行集中操作、集中控制和反事故方法等，通過無人值守的方式，不僅避免了人工操作的失誤，又能提高效率和電網運行的安全性。隨著通訊技術和微機技術等科技的運用，不僅變化以往的二次設備形式，也在縮減了的用地面積、減少電纜量、減少了成本、實現信息共享、簡化系統等方面變化了以往的運行風格。由于上述的優(yōu)勢，綜合自動化系統已被行業(yè)完全接納，用于提高電網的管理水平。不少廠家也陸續(xù)推出多個綜合自動化系統，作為本身競爭的籌碼，以滿足不同公司電網運行需求。從上世紀九十年代開始國外各大出名電氣公司，例如西門子公司、通用公司、ABB公司等都不停推出多個成套的綜自系統，我國隨著數字化設備的不停使用與發(fā)展，綜合自動化系統也被廣大的電網顧客所接受[3]。在電網中使用綜自系統有兩個重要優(yōu)勢：（1）能夠實現無人值守，減少一定的人工成本。（2）在高中壓的中使用綜自系統能夠綜合多個技術，采用更加可靠的控制系統，提高運行的安全性。2綜合自動化系統的構造隨著多個高科技技術的運用，綜自系統的構造體系也隨之發(fā)生變化，其功效、性能與可靠性等都得到提高，的綜合自動化系統構造重要有集中式的構造形式、集中式分布式的構造形式、分層分布式的構造形式[4]。2.1集中式的構造形式集中式是指用功效比較強大的計算機向外增加多個I/O接口，對的開關量和脈沖量等信息進行集中采集和解決，依次完畢微機的監(jiān)控、自動控制及保護等功效。集中式系統并不是只有一臺微型計算機。大多數集中式系統是由不同的計算機完畢微機的保護、監(jiān)控和調度等功效，只是不同的微型計算機承當的任務有所不同。例如一臺微機保的計算機可能需要承當多個回路的低壓線路微機保護計算；一臺監(jiān)控機需要負責人機聯系、數據的采集與解決等多個任務等，集中式系統的構造如圖2-1所示。顯示屏顯示屏調度控制中心計算機調度控制中心計算機打印機開關信號輸入控制輸出直交流采樣打印機開關信號輸入控制輸出直交流采樣圖2-1集中式構造形式集中式構造含有下列優(yōu)點：（1）能夠對的數字量、開關量、模擬量等信息進行實時采集，完畢的實時監(jiān)控、數據采集、打印、制表等功效；（2）能夠對的進出線和重要設備進行保護；（3）體積小、構造緊湊，較大的減少了用地面積；（4）成本低，對于小規(guī)模的較為實用。集中式構造的缺點：（1）功效較為集中在少數幾臺計算上，如果一臺微型計算機出現差錯或故障，對電網和的運行影響較大。只有采用雙機并聯的運行方式能夠提高集中式系統的可靠性；（2）組態(tài)太呆板，對于不同規(guī)模的或者不同的主接線，集中式系統的硬軟件都需要重新設計，造就工作量過大；（3）軟件設計較為復雜，修改和調試工作太繁瑣；（4）與常規(guī)的一對一保護方式相比，集中式系統不夠直觀，且與維護和運行人員的習慣不同，這種系統較合用于邏輯較為簡樸的保護。集中式系統在許多方面的解決都不夠抱負，在微機技術出現之后，綜自系統的構造也得不停的改善。2.2分布式機構形式分布式系統的特點是根據功效進行設計，分散綜自系統的各個功效到多臺微型計算機。這種系統采用主從CPU,多個CPU并行解決多發(fā)事件的工作方式，更加好的解決CPU瓶頸的運算解決問題。綜自系統的各個功效之間采用串行或網絡技術的方式更加好的完畢了數據通信，同時網絡系統采用優(yōu)先級的方式也解決了數據傳輸問題。分布式系統如果局部發(fā)生故障不會對其它功效造成影響，且方便系統的維護與擴張，這種模式在中低壓的中較常使用，其模式構造可見如2-2所示。計算機計算機打印機調度控制中心通信控制器打印機調度控制中心通信控制器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器操作控制解決器保護單元保護單元控制輸出交流采樣交流采樣開關信號輸入開關信號輸入保護單元保護單元控制輸出交流采樣交流采樣開關信號輸入開關信號輸入控制輸出開關控制TV控制TA變送器開關位置設備狀態(tài)開關控制TV控制TA變送器開關位置設備狀態(tài)圖2-2分布式構造形式2.3分層分布式構造形式從邏輯方面來看，該系統能夠將綜自系統劃分為站控臺和間隔層的兩層構造，或者是站控臺、間隔層和通信層的三層構造。這種構造是按照斷路器間隔和元件進行設計的，由一種或多個智能控制單元負責單個斷路器間隔的數據采集、控制、保護等功效。測控單元互相之間是用特殊電纜或光纜連接，安裝在斷路器的器柜或間隔附近。這種系統能夠較大程度的減少電纜的連接量和電磁干擾，含有較強的可靠性，實現了故障之間互不影響，且利于系統的擴展與維護，是現在綜自系統的發(fā)展趨勢。該系統可見圖2-3所示。分層分布式系統含有下列優(yōu)點：（1）對的二次設備進行簡化，減少了控制室的使用面積；（2）間隔控制單元實現了原則化、自動化系統；（3）全部的間隔控制單元的功效都設立在間隔層中；（4）軟件控制全部的邏輯組態(tài)批示；（5）該系統的組態(tài)較為靈活，方便檢修。打印機運行工作站打印機運行工作站操作控制中心操作控制中心電網控制中心GPS校時通信控制器GPS校時通信控制器智能采集設備智能采集設備智能采集智能采集設備智能采集設備智能采集設備智能采集設備智能采集設備圖2-3分層分布構造形式3綜自系統的功效綜自系統重要有檢測、監(jiān)控、遠傳和保護四個重要部分。3.1綜自系統監(jiān)測功效檢測功效是通過綜自系統對運行數據進行收集、顯示、解決及打印等，使工作人員能夠全方面精確的理解電網運行狀況，能夠及時采用應急方法，系統采集數據能夠分為開關量信號、脈沖量信號、模擬量信號。3.2綜自系統監(jiān)控功效系統能夠檢測統計手動跳閘和事故跳閘的次數。當電網單相接地出現故障時，系統能夠根據零序電流電壓增量、功率辦法和相電壓降等辦法來判斷接地相別和線路；同時能夠通過電流電壓的計算來判斷投切電容器或者調節(jié)分接頭的位置。3.3綜自系統遠傳功效遠傳規(guī)約普通分為三種類型：PoIlink規(guī)約、CDT規(guī)約、和特殊規(guī)約。當處在正常運轉或出現事故和報警事件時，遠傳就會立刻向上級傳送該信息，方便調度人員及時掌控該站的運轉狀況。3.4綜自系統保護功效綜自系統的保護功效重要是運用微機保護裝置，不僅在使用方面較為方便，并且含有較強的敏捷性及可靠性。其重要含有下列特點：（1）含有實時自檢功效。它能針對保護柜，其中涉及主機在內的各個組件在線進行檢查。（2）可通過使用顯示屏和鍵盤顯示出電壓、電流和開關的狀態(tài)，以及整定值，并可對其進行修改。（3）含有事故追憶功效。它能精確的統計事故發(fā)生前后的母線電壓及線路電流。保護可選擇使用下列幾個類型:（1）變壓器保護：涉及本體保護(輕瓦斯、有載輕瓦斯、重瓦斯、有載重瓦斯等)、低壓側備電源自投、高壓側備用電源自投和、過負荷保護、過流保護(涉及復合電壓啟動、低壓啟動)、零序保護、帶二次諧波制動的比例差動保護、差電流速斷保護。（2）線路保護：涉及零序電流、電壓和方向保護、定時限過電流保護、反時限過流保護、電流速斷保護、距離保護、方向性電流保護、雙回線方向橫差保護、高頻保護和低周減載保護。（3）母線保護：涉及電流比相式母線保護和完全電流差動母線保護。（4）電容器保護：涉及相間低電壓保護、相間過電壓保護、零序過電壓保護、過流保護、電流速斷保護、反時限過流保護。4微機保護微機保護是以計算機為主導，接上外圍線路以實現計算機監(jiān)控保護功效。為了實現微機保護作用，微機保護裝置必須含有數據采集作用，能夠把電壓互感器PT與電流互感器CT模擬信號精確及時轉換成計算機能夠識別的數字信息。同時人機對話工作界面能夠完畢告警行為統計、定制輸入、保護調試等一系列功效。在計算技術發(fā)展的帶動下，微機保護裝置的硬件設備功效變得更加強大，特別為芯片和微解決器的發(fā)展為微機保護功效提供了較好的技術支持。微機保護從CPU系統發(fā)展到現在的DSP技術，保護裝置更新很快，但是其硬件構造基本相似，如圖2-4所示。信號輸入是將電壓互感器PT、電流互感器CT、變壓器采集油溫、瓦斯等信號通過保護裝置A/D轉換、低通濾波、電平轉換、隔離等解決，使保護裝置能夠獲得現場實際狀況的精確數據，方便微機分析計算。檢測部分是對信號輸入解決過的信號進行計算分析，通過與定值的比較，產生“是”或“非”的一組邏輯信號，以判斷與否啟動保護命令。邏輯判斷部分是根據檢測部分輸出信號進行邏輯運算，判斷斷路器與否跳閘或者與否發(fā)出信號，同時將命令輸送給現場設備。慣用邏輯指令有“非”、“與”、“或”、“記憶”和“延時”等。輸出執(zhí)行部分根據邏輯判斷輸送的信號來完畢信號告警或跳閘等一系列動作，并且在執(zhí)行對應的保護動作時，還將進行電平轉換和隔離及信息反饋等任務?，F場設備輸出執(zhí)行邏輯判斷監(jiān)測信號輸入現場設備輸出執(zhí)行邏輯判斷監(jiān)測信號輸入圖2-4微機保護基本構造4.1微機保護的硬件構造微機保護裝置[5]普通是將功效不同的插件組合成完整的保護裝置，不同的插件為不同功效的模塊。如果按照功效進行劃分插件可分為：保護CPU和監(jiān)控CPU插件、開關量輸入/輸出插件、人機對話插件、電源插件、交流輸入/輸出插件等。微機保護裝置構造原理如圖2-5所示。圖2-5微機保護裝置構造原理4.1.1數據采集器數據采集器普通采集來自電壓互感器PT和電流互感器的模擬信號，但是由于微機保護的計算機無法識別模擬信號，因此數據采集器能夠進行模擬濾波、電壓形成、模數轉換、多路轉換、采樣保持等解決，將模擬信號轉換成數字信號。4.1.2微機系統微機系統（微型計算機系統）是由顯示屏、微型計算機、輸入/輸出設備、電源等構成。其重要完畢數據解決、數據自檢、故障解決和微機保護的主程序。微機主系統涉及存儲器、微機解決器、定時器等。早期微機主系統是單CPU系統，在微型計算機的容錯技術和多重化技術的出現后，微機主系統開始逐步使用多CPU系統。普通微機保護在出現采樣脈沖信號使才會進入中斷服務的程序，其它時候都是在自檢循環(huán)中。但是，微機保護的自檢功效僅僅能夠檢測出軟硬件的故障，而元件出現問題就會使被保護的對象失去保護。容錯技術能夠使軟硬件含有冗余度，當部分軟硬件出現問題時，系統仍能正常運行工作，這種技術比較合用于時刻需要調節(jié)命令和輸出控制的系統，多重化技術能夠在一套硬件發(fā)生故障時，發(fā)出報警信后，由另一套硬件繼續(xù)完畢工作，而不引發(fā)誤動。圖2-6是一套CPU與DSP[6]構成的微機系統，其中DSP重要負責對數據采集器中數據進行計算，然后把數據成果通過RAM的雙端口輸送到CPU，而CPU負責微機保護邏輯判斷、通信管理、開關量輸入/輸出計算等，這種系統運用了DSP（數字信號解決）運算速度快的特點，由DSP完畢全部繁重的數據計算，而CPU只需進行保護邏輯判斷，避免單CPU多任務的沖突。圖2-6CPU+DSP構成的微機系統構造圖4.1.3開關量輸入/輸出模塊微機保護不僅需要接受模擬信號，同時也需要接受發(fā)送開關量信號。例如人機對話界面鍵盤輸入和遙控信號等。而這些信號只能由開關量輸入/輸出模塊來接受與發(fā)送。開關量輸入/輸出模塊是由微型計算機并串聯接口、繼電器和光電耦合件構成。微型計算機主系統與人機對話模塊都存在開關量輸入/輸出插件，但是兩者插件的功效不同。開關量輸入/輸出插件在微型機主系統中重要是完畢保護出口跳閘和遙信輸入，在人機對話模塊中重要是完畢液晶顯示、按鍵輸入、保護通信和告警信號的發(fā)送等功效。開關量輸入電路能夠分為內部和外部兩種類型的開關量，其中內部開關量有軟壓板和鍵盤輸入等，重要安置在面板觸電上，外部開關量有硬壓板、繼電器觸點等，重要反映外部裝置觸電狀況。內部開關量是直接接到微機并行接口的芯片上，而外部開關量通過光電耦合裝置將并行接口和開關量的回路隔離，如圖2-7所示，這種方式既能夠傳遞K2外部觸點信息，又能夠電氣隔離，確保微機保護的安全性。圖2-7開關量輸入模塊原理圖開關量輸出電路能夠完畢微機保護跳閘和合閘任務，這種電路能夠將合、跳閘的出口信號進行電平轉換，驅動斷路器執(zhí)行合、跳閘指令。如圖2-8所示。并聯接口輸出控制了KM繼電器，同時也能夠采用光電隔離的辦法來提高整體抗干擾的能力。圖2-8開關量輸入模塊原理圖在進行打印機和通信接口之類的信號輸出時，可用圖2-9的辦法連接。由于數字信號不是控制合跳閘，因此對重要性和實時性規(guī)定不高，只需用一種并聯接口的輸出方式就能夠完畢信號輸出，同時光電耦合器不僅能夠實現電平轉換還能電氣隔離。圖2-9數字信號接口4.1.4人機對話模塊這種模塊是借助微解決器完畢繼電保護調試、工作設定、定時檢查保護裝置、統計多個保護動作、系統通信等，其硬件構造如圖2-10所示。圖2-10人機對話界面4.2微機保護的軟件設立軟件系統好壞不僅影響到保護裝置的穩(wěn)定性，還能提高保護性能的靈活性。隨著硬件構造的提高，也會加強微機保護系統功效，因此，在微機保護的軟件設計中需要注意系統的精確性、可靠性、繼承性、可讀性、易修改和維護等。在增強系統的繼承性和可讀性時，系統采用了高級語言進行程序編制。但是涉及硬件電路控制時，系統同時采用匯編語言相結合的方式。根據構造化的程序設計想法，進行模塊化思路設計不同功效的模塊，每塊功效不同模塊間實現互相獨立，且模塊均使用單入口/出口的構造，易于進行程序的調試、維護和維護?，F在絕大數的微機保護都是雙CPU的構造，即由保護和監(jiān)控構成的雙CPU系統。這兩類CPU系統都是由采樣中斷服務和主程序構成，只是兩者在采樣中端服務系統中功效不同，下面以保護CUP系統為研究對象分析其程序。4.2.1保護CPU系統該部分系統重要實現對整個系統監(jiān)控和各項實時性原則低的輔助功效。從保護CPU系統顯示圖2-11所示，該系統重要涉及上電復位和自檢循環(huán)兩個程序。在保護裝置硬件復位或上電后來，系統首先進行初始化，其中涉及讀取全部開關量輸入的、狀態(tài)、定時器初始化、定義硬件電路開關量輸入與輸出系統的并行接口，寄存器、計數器、整定值的加載和換算以及多個標志的設立，并進行初始化自檢。自檢是通過軟件自動對硬件系統的工作狀態(tài)以及重要元器件進行檢測，確保系統元器件以及工作完好。在自檢過程中能夠及時發(fā)現保護裝置中出現的問題，并發(fā)出報警信號，及時閉鎖保護出口，再由技術人員排除故障。因此，自檢功效是微機保護裝置中獨有的智能技術。自檢程序分為運行自檢和初始化自檢，運行自檢是在系統保護裝置運行的時候，針對實時性規(guī)定高且后續(xù)出現運算的部件進行自檢，方便及時發(fā)現問題，運行自檢則在下面自檢循環(huán)中進行著。初始化自檢是在系統保護裝置復位或上電時進行全方面性自檢，由于此時的時間較為充足，允許進行全方面的自檢，其中自檢的重要內容涉及：程序、定值、輸出通道、ROM、RAM\以及FLASH等，確保微機保護在投入使用時是完好的。在初始自檢順利通過后，就需立刻執(zhí)行初始化數據采集以及定時采樣中斷的啟動，到此為止上電復位流程全部走完，隨即將進入自檢循環(huán)的流程。圖2-11保護CPU系統構造自檢循環(huán)程序[7]為實現保護裝置的軟件和硬件的自檢，其采用了分時的方法。另外，在自檢循環(huán)時還進行工作方式的選擇、故障報告文獻解決、人機對話解決、通信任務解決以及調試任務的解決。正常狀況下，自檢循環(huán)系統是無限循環(huán)。在自檢循環(huán)時，一旦中斷，CPU立刻暫停自檢循環(huán)程序當中運行的任務，中斷響應，并轉向中斷服務的程序，立刻執(zhí)行一次中斷服務的程序，當中斷服務完畢后，則又返回自檢循環(huán)。其關系如圖2-12所示：圖2-12程序流程時序關系其中（a）為自檢程序；（b）自檢程序與采樣服務程序的時序關系式中TS代表一種完整的采樣周期。CYZD表達的是一種完整的采樣中斷服務程序的流程，MN表達自檢循環(huán)程序的整個流程。當微機保護主程序中斷后，每隔一種系統采用周期，定時器就立刻發(fā)出一種采用脈沖，假設定時器在A點發(fā)出采用脈沖且出現中斷，則微機系統將自動將此處的工作進行保護，隨即將實施一套完整的CYZD程序，當中斷程序結束后，A處被暫停執(zhí)行的自檢循環(huán)程序將恢復執(zhí)行，直到下一種中斷B點，AB段自檢循環(huán)程序使用的時間為t2，采樣周期Ts則為t1+t2。此后，如果系統保護裝置無復位且無端障操作，微機系統則將對以上的程序重復執(zhí)行。每逢單數時間段將執(zhí)行整套采樣中斷服務程序，在雙數時間段則執(zhí)行自檢循環(huán)程序。4.2.2采樣中斷服務程序的功效繼電保護系統對系統實時性規(guī)定很高：第一，需實時理解運行狀況，也就是隨時采集開關量輸入信號以及多個模擬量；另外，當系統出現故障時，需立刻鑒別短路的區(qū)域或位置，并切除該部分。為了滿足繼電保護的實時性以及快速性的規(guī)定，微機的中斷機能夠有效的實現。從下列面2-13圖中能夠看出，采樣中斷服務程序的重要功效除了對數據進行周期性采集以及解決外，還需對通信數據進行首發(fā)、自檢以及故障解決等任務，由于采樣定時器發(fā)起中斷，因此將其稱作采樣中斷服務程序[8]。圖2-13采樣服務程序示意圖采樣中斷服務程序[9]的數據采集以及解決重要是對模擬量的采集，并進行A/D變換，同時將采集的數據按照時間先后和通道存入數據緩沖區(qū)，并使地址指向最新的采樣數據。采集的信號除了模擬信號外，還需將脈沖信號、采集開關量輸入信號以及頻率測量信號等。通信數據的收發(fā)完畢在中斷服務時需快速執(zhí)行的通信任務。在中斷服務程序中尚有少量的自檢任務，在中斷程序中執(zhí)行自檢任務的重要因素是最新的數據會立刻對后續(xù)保護功效的對的性做出影響，并且這些自檢任務工作量相對較少，其安置在中斷服務程序中只占用了少量的中斷程序時間，一旦裝置出現故障，它能立刻發(fā)出警告，同時閉鎖保護。在微機保護系統中通過使用啟動元件的方式對故障擾動進行敏捷且快速的監(jiān)視，等到故障擾動啟動元件的動作后，程序才對其進行故障解決，最后判斷故障與否在區(qū)內。將故障解決程序和啟動元件相結合的重要優(yōu)勢體現在下列幾點：①啟動元件可將計算解決量較大的故障解決程序不投入運行，從而提高了CPU的運行效率。②能夠通過理解啟動云間的動作時間來判斷故障發(fā)生的時間，方便故障解決程序成功獲取故障發(fā)生前后的數據，確保計算的精確以及故障的鑒別。③微機保護系統的出口繼電器的電源，只在啟動元件啟動后才投入，這樣能夠提高了出口回路的可靠性。普通狀況下根據被保護設備的不同，故障解決程序也有不同的選擇。就拿線路保護來說，故障解決程序涉及：過流保護、零序保護以及縱聯保護等故障解決程序。5慣用的微機保護算法與比較微機保護的算法中軟件是最為重要的問題，其核心考慮的是計算的速度及精度，而其速度有涉及兩個方面：一是算法的運算工作量，而是算法時規(guī)定的采樣點數，與此同時還需將算法的數字濾波功效納入考慮范疇之內。5.1正弦函數算法這類微機保護算法是運用正弦函數[12][13]的特性，假定電流電壓的基波是正弦函數，對正弦電流、電壓選用采樣值，計算出電流或電壓的測量阻抗、功率、相位、電流電壓的幅值等，再根據數據的比較和判斷，完畢微機保護動作。這種算法將非周期與諧波分量視為噪音和干擾信號。當系統出現故障時，普通會在基波上疊加非周期和多個諧波分量。因此需要保護裝置預先對輸入的信號進行解決，在最大程度濾掉衰減非周期和多個諧波分量后，再使用這種算法，能夠減少誤差的出現[14]。這種算法能夠分為采樣值計算法、導數算法和半周積分算法這三種類型。5.1.1采樣值積算法采樣值積算法是持續(xù)采樣相似時間間隔的正弦電流電壓值，并計算正弦電流電壓有效值。這種計算辦法能夠規(guī)避系統頻率對正弦電流電壓有效值計算的影響。以正弦電壓有效值計算為例，分別采樣兩個相似時間間隔（Δt）的時刻電壓u1、u2u1=sin[θ0u+ω(tn+Δt)]Um=Usin(ωΔt+θ1u)（2-1）u1=sin(θ0u+ωtn)Um=Usinθ1u（2-2）其中θ0u是電壓的初相角；ω是角頻率；tn是采集時刻相角；Um是電壓電幅；U是電壓的有效值；將（2.1）和（2.2）整合可得到：（2-3）同理可得到正弦電流的有效值以下所示：（2.4）在采樣值積算法[15]中時間間隔Δt能夠是一種很短的采樣間隔，在理論上計算過程中所需要用到的時間窗很短，但是運算中涉及到加減法、乘除法、開方和平方的復雜運算，這些都加長了運算時間，因此在實際運用中這種算法并不慣用。5.1.2導數算法導數算法是由澳大利亞出名科學家Morrison與Mann于1971年提出，這種算法基于正弦函數與余弦函數之間的關系，計算出電流電壓的測量阻抗等。以正弦電壓有效值計算為例：U=U（2-5）正弦電壓的導數為：U’=U（2-6）將（2-5）、（2-6）代入（2-3）式中能夠得到：（2-7）這種算法只需要采樣一種時間間隔，因此在所需要的用到的數據窗比較短。但是這種算法容易產生誤差，這種誤差一種是來自差分求導近似產生的誤差，另一種是來自電流和電壓平均值替代產生的誤差。5.1.3半周積分算法[16]該算法是根據隨意半個周期中正弦量的絕對值積分是常量S，并且積分起點初相角與積分常量S無關。以正弦電壓有效值計算為例，半個周期積積分值S計算以下：（2-8）=（2-9）≈（2-10）這種算法的運算量不大，采用簡樸硬件或者軟件程序就能夠計算出，但是運算成果的誤差比較大，比較合用于規(guī)定較低的某些電流和電壓保護。在計算半周積分值時，部分正負的諧波半周將互相抵消，而未被抵消剩余部分占總體比例不高。因而，這種算法含有一定濾波的作用，但是并不能濾除全部的濾波分量，在使用的過程中仍需要搭配濾波器一同使用。5.2傅氏算法在出現故障時，系統實際輸入量是基波、多個諧波和直流分量，不是簡樸的純電流電壓的正弦函數。如果采用正弦函數的運算辦法，必須預先進行濾波解決，而運算和濾波所用的總時間及運算的容量將會非常大，傅氏算法是基于輸入信號作為周期性函數或者近視周期函數的基礎，把輸入信號分解成一系列函數之和。傅氏算法[17]是微機保護最慣用的一種運算辦法，它能夠分解周期函數為正弦分量與余弦分量，并且這種運算辦法本身能夠分辨出基