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第1章 绪论1

1.1 电力系统的基本概念1

1.1.1 电力系统的组成1

1.1.2 电力系统的发展简史2

1.1.3 我国电力系统的发展及现状3

1.2 配电管理系统4

1.2.1 配电管理系统的一些基本概念4

1.2.2 当前配电管理系统存在的问题6

1.3 配电网自动化系统的总体构成7

1.3.1 小型配电自动化系统的构成7

1.3.2 中型配电自动化系统的构成7

1.3.3 大型配电自动化系统的构成8

1.3.4 配电自动化系统的基本功能9

1.4 实现配电自动化的意义10

1.5 配电自动化的现状与发展情况13

1.5.1 国外配电自动化发展及现状13

1.5.2 我国配电自动化的发展现状14

1.6 配电自动化的难点16

1.7 配电自动化实施中的具体问题探讨17

1.7.1 配电自动化实施的规划问题17

1.7.2 配电自动化实施的经济投资问题18

1.7.3 配电自动化实施对象的确定原则18

1.8 要点掌握19

思考题20

第2章 配电网21

2.1 配电网的特点21

2.2 我国配电网建设情况及发展战略目标22

2.2.1 建设情况22

2.2.2 发展战略目标23

2.3 配电网的中性点运行方式24

2.3.1 中性点接地方式分类及比较24

2.3.2 经消弧线圈接地系统的3种补偿方式24

2.3.3 中性点经电阻接地方式25

2.3.4 我国部分地区中性点接地方式实例25

2.4 配电网涉及的一次设备——开关26

2.4.1 开关设备的灭弧介质无油化历程26

2.4.2 真空、SF6灭弧介质特点27

2.4.3 典型开关设备介绍27

2.5 配电网涉及的一次设备——环网柜29

2.5.1 概述29

2.5.2 环网柜的分类30

2.5.3 环网柜接线应用实例30

2.5.4 典型环网柜介绍31

2.6 配电网涉及的一次设备——变压器32

2.6.1 变压器的分类32

2.6.2 国内外变压器的现状及发展33

2.7 配电线路34

2.7.1 架空线路34

2.7.2 电缆线路35

2.8 配电网络拓扑形式及馈线故障处理36

2.8.1 配电网络的分类36

2.8.2 辐射状接线馈线故障的处理36

2.8.3 环网故障的处理36

2.8.4 三电源点供电网络故障的处理37

2.8.5 日本3分4连接线38

2.9 要点掌握38

思考题39

第3章 配电终端——FTU40

3.1 FTU的基本概念40

3.2 FTU的功能40

3.3 SD-2210型FTU的总体结构及特点42

3.3.1 SD-2210型FTU的原理框图42

3.3.2 SD-2210型FTU的总体特点43

3.4 SD-2210型FTU的TMS320F206DSP硬件介绍43

3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特点43

3.4.2 TMS320F206存储器映射43

3.4.3 TMS320F206 DSP片上外设45

3.4.4 TMS320F206 DSP外部中断46

3.4.5 TMS320F206 DSP命令寄存器46

3.4.6 TMS320F206 DSP复位46

3.4.7 SD-2210型FTU模拟信号输入47

3.4.8 SD-2210型FTU数字量输入输出47

3.4.9 SD-2210型FTU异步串行通信47

3.5 直流采样和交流采样48

3.5.1 直流采样49

3.5.2 交流采样49

3.5.3 变送器49

3.6 开关量输入电路50

3.6.1 隔离电路50

3.6.2 去抖电路51

3.7 开关量输出电路52

3.8 模拟量输入电路53

3.8.1 基于逐次逼近型A/D转换的模拟量输入电路53

3.8.2 2×4通道14位高速A/D转换芯片MAX125及其应用55

3.8.3 电压／频率变换62

3.9 模拟量输出电路64

3.10 傅里叶算法65

3.11 要点掌握66

思考题66

第4章 其他配电终端67

4.1 DTU67

4.1.1 DTU的概念及功能67

4.1.2 DTU备自投的实现67

4.1.3 开闭所DTU与馈线终端FTU的比较68

4.1.4 环网柜DTU与开闭所DTU的比较69

4.1.5 开闭所DTU与变电站RTU的比较69

4.2 TTU69

4.2.1 TTU的概念及功能69

4.2.2 TTU的无功补偿功能70

4.3 站控终端71

4.3.1 站控终端的概念及功能71

4.3.2 子站的设置72

4.3.3 站控终端与FTU、TTU、DTU的比较72

4.4 要点掌握73

思考题73

第5章 通信系统74

5.1 引言74

5.1.1 远动的基本概念74

5.1.2 典型数据通信系统的组成74

5.1.3 并行传输和串行传输76

5.1.4 数据传输的同步76

5.1.5 通信工作方式78

5.1.6 通信技术中的几个基本概念78

5.2 调制解调79

5.3 差错控制81

5.3.1 产生差错的原因81

5.3.2 抗干扰编码82

5.3.3 差错控制的几种方式83

5.3.4 几种常用的抗干扰编码85

5.4 通信规约90

5.4.1 通信规约的概念90

5.4.2 循环式通信规约90

5.4.3 问答式通信规约95

5.5 常用通信方式98

5.5.1 概述98

5.5.2 配电线载波通信101

5.5.3 光纤通信104

5.5.4 脉动控制109

5.5.5 工频控制110

5.5.6 电话专线110

5.5.7 现场总线111

5.5.8 RS485串行总线111

5.5.9 无线扩频111

5.5.10 甚高频通信（数传电台通信）112

5.5.11 特高频通信113

5.5.12 微波通信113

5.5.13 卫星通信114

5.5.14 调幅广播115

5.5.15 调频辅助通信业务115

5.6 要点掌握116

思考题116

第6章 馈线自动化118

6.1 概述118

6.1.1 FA的功能118

6.1.2 FA的类型118

6.1.3 FA的特点119

6.2 馈线自动化的发展历程119

6.2.1 第一阶段——不分段、不拉手（传统模式）阶段119

6.2.2 第二阶段——馈线分段、拉手、无自动化阶段121

6.2.3 第三阶段——自动分段、馈线自动化阶段123

6.3 重合器125

6.3.1 重合器的概念125

6.3.2 重合器的分类125

6.3.3 重合器与普通断路器的比较126

6.3.4 时间—电流特性曲线127

6.3.5 重合器的选择127

6.3.6 重合器的应用场合127

6.3.7 重合器实例128

6.4 分段器129

6.4.1 概念129

6.4.2 分段器使用时的配合原则130

6.4.3 电压—时间型分段器原理接线130

6.4.4 电压—时间型分段器的参数131

6.4.5 电流—时间型分段器132

6.5 重合器与电压—时间型分段器配合132

6.5.1 辐射状网的故障处理132

6.5.2 环状网的故障处理136

6.5.3 分段开关和联络开关的时限整定139

6.6 重合器与过电流脉冲计数型分段器配合141

6.6.1 永久性故障的处理141

6.6.2 瞬时性故障的处理142

6.7 基于FTU的馈线自动化143

6.7.1 基于FTU的馈线自动化系统构成143

6.7.2 基于FTU的馈线自动化系统的功能144

6.7.3 基于FTU的馈线自动化系统实施的原则144

6.7.4 馈线自动化的电源问题145

6.8 两种馈线自动化的比较147

6.8.1 基于重合器—分段器的就地控制方案147

6.8.2 基于FTU和通信网络的远方控制方案147

6.9 要点掌握148

思考题149

第7章 配电网单相接地故障选线150

7.1 概述150

7.1.1 NUGS单相接地故障选线的国外、国内研究现状150

7.1.2 利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法151

7.1.3 利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法153

7.1.4 其他方法153

7.1.5 研究前景154

7.1.6 意义155

7.2 NUGS单相接地故障理论分析155

7.2.1 NUGS单相接地故障的稳态基波分析155

7.2.2 NUGS单相接地故障的稳态谐波分析160

7.2.3 NUGS单相接地故障的暂态分析162

7.2.4 NUGS单相接地故障选段研究163

7.3 NUGS单相接地故障实验研究——选线方案确定164

7.3.1 动态模型的建立164

7.3.2 稳态实验记录及分析166

7.3.3 暂态实验记录及分析168

7.3.4 NUS选线方案的确定170

7.3.5 NES选线方案的确定171

7.4 软件设计173

7.4.1 开发语言和工具介绍173

7.4.2 NUS系统选线下位机软件设计180

7.4.3 NUS系统选线上位机软件设计182

7.4.4 NES系统选线下位机软件设计185

7.4.5 NES系统选线上位机软件设计186

7.5 NUGS选线方案验证实验189

7.5.1 优化模型189

7.5.2 NUS的选线验证实验189

7.5.3 NES的选线验证实验193

7.6 要点掌握197

思考题199

第8章 远方抄表与电能计费系统200

8.1 电能表的发展和现状200

8.2 抄表计费的几种方式201

8.3 预付费电能计费方式202

8.3.1 预付费电能表的种类及特点202

8.3.2 采用IC卡电能表的预付费电能计费系统203

8.4 自动抄表技术——本地自动抄表206

8.4.1 本地自动抄表的两种数据采集方式206

8.4.2 抄表机简介207

8.4.3 国内主流抄表机型实例——振中TP900系列抄表机207

8.5 自动抄表技术——远程自动抄表208

8.5.1 远程自动抄表的含义及发展208

8.5.2 远程自动抄表系统的组成208

8.5.3 远程自动抄表系统典型案例211

8.5.4 利用远程自动抄表技术实现防窃电213

8.5.5 自动抄表与预付费的比较214

8.6 要点掌握214

思考题215

第9章 主站系统216

9.1 主站系统的功能及要求216

9.2 主站系统的设计原则216

9.3 主站系统的硬件构成217

9.3.1 较小规模主站系统配置217

9.3.2 较大规模主站系统配置219

9.4 主站系统的软件构成222

9.4.1 操作系统软件222

9.4.2 支撑软件223

9.4.3 高级应用软件228

9.5 全球卫星定位系统介绍231

9.6 要点掌握236

思考题236

第10章 配电网SCADA系统237

10.1 配电网SCADA系统的特点237

10.2 配电网SCADA系统组织的基本方式238

10.2.1 配电网SCADA系统测控对象238

10.2.2 区域站的设置方法238

10.2.3 体系结构239

10.3 配电网SCADA系统的功能240

10.4 要点掌握245

思考题246

第11章 配电图资地理信息系统247

11.1 概述247

11.2 GIS的发展247

11.3 GIS在电力行业的应用现状及难点249

11.4 GIS的组成250

11.5 GIS功能的实现方法252

11.5.1 国内GIS软件介绍252

11.5.2 国外GIS软件介绍254

11.6 AM/FM/GIS的离线、在线实际应用255

11.6.1 AM/FM/GIS在配电网中离线方面的应用256

11.6.2 AM/FM/GIS在配电网中在线方面的应用257

11.7 GIS的功能演示案例257

11.8 要点掌握261

思考题262

第12章 负荷控制和管理系统263

12.1 负荷控制和管理的概念及经济效益263

12.2 负荷特性优化的主要措施264

12.2.1 经济措施264

12.2.2 行政措施265

12.2.3 宣传措施266

12.2.4 技术措施266

12.3 负荷管理系统的发展过程268

12.4 负荷控制系统的基本结构和功能269

12.4.1 负荷控制终端269

12.4.2 负荷控制中心272

12.5 各种负荷控制系统原理及比较273

12.5.1 负荷控制系统的分类273

12.5.2 GSM/GPRS公用通信电力负荷控制系统273

12.5.3 无线电电力负荷控制系统274

12.5.4 音频电力负荷控制系统277

12.5.5 配电线载波电力负荷控制系统277

12.5.6 工频电力负荷控制系统277

12.5.7 有线电话电力负荷控制系统278

12.6 要点掌握278

思考题278

第13章 配电自动化的实际案例279

13.1 概述279

13.2 配电自动化的主要功能280

13.3 配电自动化系统体系结构280

13.4 配电自动化SCADA系统282

13.4.1 网络安全方案282

13.4.2 系统硬件配置282

13.4.3 软件系统结构283

13.4.4 配电SCADA功能284

13.5 配电自动化通信系统286

13.6 馈线自动化解决方案288

13.7 配电地理信息管理功能291

13.8 配电自动化高级应用软件294

13.9 视频监控系统295

13.9.1 系统配置295

13.9.2 系统说明296

第14章 实验部分298

14.1 电力系统综合实验方案一298

14.1.1 实验系统简介298

14.1.2 单台实验系统的实验299

14.1.3 多台实验系统联网的实验306

14.1.4 设备清单312

14.2 电力系统综合实验方案二（供配电部分）314

14.2.1 实验系统简介314

14.2.2 实验系统外观314

14.2.3 单台实验系统的实验316

14.2.4 多台实验系统联网的实验317

14.2.5 设备清单321

14.3 电力系统综合实验方案三（电力系统综合自动化部分）323

14.3.1 系统简介323

14.3.2 系统组成324

14.3.3 实验内容325

14.4 应用实例——TQGD-Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统326

14.4.1 概述326

14.4.2 系统组成327

14.4.3 实验模式329

14.4.4 实验项目331

14.4.5 实验系统中主要设备的技术指标333

14.4.6 设备实物图334

14.5 电力系统自动化及多功能继电保护教学实验系统336

自测题1342

自测题2343

自测题1答案345

自测题2答案348

附录350

附录A 谐振接地系统单相接地故障选线新方法350

附录B 基于对称分量法的小电流接地系统单相接地故障选线研究355

附录C 巧用小波包分解系数实现配电网单相接地故障选线358

附录D 程序节选365

参考文献368