在我们团队，新人经历C语言入职培训和代码审核机制训练后，就开始接触真实的产品了。该过程需要先熟悉说明书，并在家中模拟各种现场运行工况，然后就是通过现场实践持续迭代提升了。
本书是一本工程化实践的书籍，为了便于后续内容展开，我们需要一个抓手，一款真实的产品，一款高可靠、强实时、种类繁杂的工业产品。
小时候农村经常停电。家里没电了，我会赶快跑出去看一看，如果各家都没电了，那就只好在外面侃大山乘凉了。如果仅自己没电呢，就是保险丝烧了，换一根就ok了。记得儿时，我经常拿熔断的保险丝放在火上烧，别有一番趣味。
为了将电厂的电送到千家万户，背后需要一套复杂的系统，有无数的设备，如发电机、变压器、变频器、断路器等。这些设备造价昂贵，也需要各种各样的“保险丝”来保护。上世纪九十年代前，这类“保险丝”是由各种各样的继电器构成的保护电路，简称继电保护。从那以后，随着集成电路技术的发展，继电保护开始数字化，称为微机保护。
数字化后，微机保护开始发挥出巨大的优势。微机保护具有强大的计算、分析、存储功能，可以实现各种复杂的保护逻辑，也可以提供多种分析功能。微机保护可连续不断检测自身运行工况，可靠性能进一步提高。微机保护可用一套硬件实现不同的保护原理，不仅方便制造，而且便于标准化。目前，微机保护已经是电力行业重要组成部分。
◇◇◇
该书并非讲解微机保护原理，而是以微机保护产品需求为抓手，思考如何如何优雅的构建微机保护产品软件平台。熟悉微机保护产品的人，会知道微机保护有四性：速动性，可靠性，选择性，灵敏性。我们逐一分析。
电气系统发生异常时，需要快速切除各种昂贵的电气设备，这个时间一般在几十ms级别，还需要除去电力系统断路器的动作时间。因此，从嵌入式系统专业角度分析，继电保护有“强实时”特征，需要保证在任何条件下，在约定时间之前必须执行完毕。
仅“强实时”特征已经很让人头疼了，但微机保护还有一个关联特征：计算量大。如大型变压器保护，需要对4侧12路电流进行傅式计算，还需要进行大量的闭锁谐波量计算。在计算量大的情况下保证“强实时”要求，我们团队内部经常戏称为针尖上的舞蹈。
微机保护是故障切除设备，对维护电力系统的可靠运行非常重要，没故障时不能随便乱动，有故障时需要立即动作，这就是电力从业人员经常说的不误动不拒动，这些特征都对微机保护装置的可靠性提出了很高的要求。如何满足高可靠性，如何保证在任何情况下都能正常工作，如何设计出静若处子，动若脱兔的嵌入式系统，这些都要求我们在设计阶段充分权衡。
微机保护的选择性是指故障时仅切除故障段线路，灵敏性是指在一条线路上的任意地方发生故障，都可以稳定运行。这两个特征属于微机保护专业范畴，但考虑到电力系统复杂多样，容易联想到微机保护设备种类繁杂，且存在很多特殊现场改造的特征。
除了常规的保护四性外，微机保护是一款工程化产品，还有许多工程特征。如微机保护属于电力系统的一环，投运时需要一些列的实验进行验证，现实工程中经常出现各种推诿扯皮的事情，导致工作效率低下。因此，容易快速定位并解决问题，成为微机保护设备的基本要求。
再如很多微机保护设备接入通道很多，一些大型母联保护甚至需要接入十几个通道的电流电压，此时单一cpu很难满足需求，就需要构建分布式系统。
◇◇◇
强实时、高可靠、计算量大、产品种类繁杂、现场特殊改造琐碎而冗长、工程化、分布式……，这一些列特性，让微机保护产品成为我们最好的抓手。
后续文章中，为了体现高复用的特征，我们找了两款比较代表性的微机保护设备作为切入点，一款是过流保护，一款是变压器差动保护。过流保护工作原理简单，类似保险丝，但关键在于各种闭锁条件繁杂，特殊现场改造也比较多。变压器保护原理和应用场合都比较单纯，现场改造也少很多，关键特征是计算量大，实时性要求更高。
最后，再次重申，本书并不会真的去实现这两款微机保护设备，因此不需要大家去熟悉微机保护原理。我仅希望借助借助这两款产品，帮助大家完成从入职到架构师的嵌入式软件成长之路。
——————————————
我是小马儿，一个渴望良知与灵魂的嵌入式软件工程师，欢迎您的陪伴与同行，如感兴趣可加个人微信号nzn_xiaomaer交流，需备注“异维”二字。
