配电网综合自动化技术 第3版
￥59.00定价
作者： 龚静 主编
出版时间：2018-12
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111613831
- 3-2
- 341362
- 精装
- 2018-12
- 507
- 320
内容简介
本书是按照配电自动化系统的构成从底层向上层来编写的。在介绍配电自动化一些基本概念的基础上，首先介绍了配电终端FTU、TTU、DTU、RTU等，然后介绍通信系统，*后介绍配电自动化主站系统。在章节安排上同时穿插馈线自动化、配电网的故障选线、SCADA系统、电能计费、AM/FM/GIS、LM、工程实例等内容。本书理论结合实际，同时融入一些相关专业基础知识，使内容前后贯通，并辅以思考题和自测题，使读者易于掌握，因为技术较新，配套实验的开设正处于积极探索发展阶段，本书也给出了配套实验。
目录
目 录
第 ３ 版前言
第 ２ 版前言
第 １ 版前言
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 各种新能源发电形式 ……………… ２
１� １� ３ 节能减排形势下的绿色低碳建筑应用 …………………………… ６
１� ２ 配电管理系统………………………… ７
１� ３ 配电网自动化系统的总体构成 … ９
１� ３� １ 小型配电自动化系统的构成 ……… ９
１� ３� ２ 中型配电自动化系统的构成 ……… １０
１� ３� ３ 大型配电自动化系统的构成 ……… １１
１� ３� ４ 配电自动化系统的基本功能 ……… １２
１� ４ 实现配电自动化的意义 ………… １２
１� ５ 配电自动化的现状与发展情况 …………………………………… １７
１� ５� １ 国外配电自动化发展及现状 ……… １７
１� ５� ２ 我国配电自动化的发展现状 ……… １８
１� ６ 配电自动化的难点 ………………… １９
１� ７ 智能电网形势下的配电网建设 …………………………………… ２１
１� ７� １ 坚强智能电网概念的提出及规划 … ２１
１� ７� ２ 基于配电自动化的智能配电网建设 ………………………………… ２１
１� ７� ３ 智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准 …………………… ２２
１� ８ 配电自动化建设经验教训及当前研究热点 ……………………… ２２
１� ８� １ 配电自动化建设经验教训 ………… ２２
１� ８� ２ 配电自动化建设当前研究热点和重点 ……………………………… ２３
１� ９ 配电自动化系统的规划 ………… ２４
１� ９� １ 配电自动化系统规划的总体要求和原则 ………………………………… ２４
１� ９� ２ 配电自动化系统规划的技术导则和设计规范 …………………………… ２４
１� ９� ３ 配电自动化系统规划的年限和内容 ………………………………… ２５
１� １０ 要点掌握 …………………………… ２６
思考题 ……………………………………… ２６
第 ２ 章 配电网 ……………………………… ２７
２� １ 我国配电网的特点和历史建设情况 …………………………… ２７
２� １� １ 配电网的特点 ……………………… ２７
２� １� ２ 我国配电网建设情况及发展战略目标 …………………………… ２８
２� ２ 有源配电网 ………………………… ２８
２� ２� １ 概述 ………………………………… ２８
２� ２� ２ 分布式电源接入配电网的好处 …… ２９
２� ２� ３ 分布式电源接入配电网后需要注意的问题 ………………………… ３０
２� ２� ４ 分布式电源接入配电网的要求 …… ３０
２� ３ 配电网的中性点运行方式 ……… ３１
２� ３� １ 中性点接地方式分类及比较 ……… ３１
２� ３� ２ 经消弧线圈接地系统的 ３ 种补偿方式 ………………………………… ３２
２� ４ 配电网涉及的一次设备———开关 …………………………………… ３２
２� ４� １ 开关设备的灭弧介质无油化历程 ………………………………… ３３
２� ４� ２ 典型开关设备介绍 ………………… ３３
２� ５ 配电网涉及的一次设备———环网柜………………………………… ３５
２� ５� １ 环网柜 ……………………………… ３５
２� ５� ２ 电缆分接箱 ………………………… ３６
２� ６ 配电网涉及的一次设备———开闭所………………………………… ３９
２� ６� １ 概述 ………………………………… ３９
２� ６� ２ 开闭所设置原则 …………………… ３９
２� ６� ３ 开闭所的功能和作用 ……………… ４０
２� ６� ４ 开闭所常见主接线形式 …………… ４１
２� ６� ５ 开闭所所用电源 …………………… ４２
２� ７ 配电网涉及的一次设备———变压器………………………………… ４３
２� ７� １ 变压器的分类 ……………………… ４３
２� ７� ２ 新型节能变压器 …………………… ４４
２� ８ 配电线路 …………………………… ４４
２� ８� １ 架空线路 …………………………… ４４
２� ８� ２ 电缆线路 …………………………… ４５
２� ８� ３ 配电线路的节能 …………………… ４６
２� ９ 配电网络拓扑形式及馈线故障处理 …………………………………… ４７
２� ９� １ 配电网络的拓扑形式及实际应用案例 ………………………………… ４７
２� ９� ２ 馈线故障的处理 …………………… ５２
２� １０ 要点掌握 …………………………… ５４
思考题 ……………………………………… ５４
第 ３ 章 配电终端———ＦＴＵ ……………… ５５
３� １ 终端建设原则和终端电源的配置 …………………………………… ５５
３� １� １ 终端建设原则 ……………………… ５５
３� １� ２ 终端电源的配置 …………………… ５６
３� ２ ＦＴＵ 的基本概念和功能 ………… ５９
３� ２� １ ＦＴＵ 的基本概念 …………………… ５９
３� ２� ２ ＦＴＵ 的功能 ………………………… ５９
３� ３ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的总体结构及特点 …………………………………… ６１
３� ３� １ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的原理框图 ……… ６１
３� ３� ２ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的总体特点 ……… ６２
３� ４ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的 ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ＤＳＰ 硬件介绍 ……………………… ６２
３� ４� １ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 的主要特点 …… ６２
３� ４� ２ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ 存储器映射 ………… ６３
３� ４� ３ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 片上外设 ……… ６５
３� ４� ４ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 外部中断 ……… ６５
３� ４� ５ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 命令寄存器 …… ６６
３� ４� ６ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 复位 …………… ６６
３� ４� ７ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 模拟信号输入 …… ６６
３� ４� ８ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 数字量输入输出 … ６６
３� ４� ９ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 异步串行通信 …… ６６
３� ５ 直流采样和交流采样……………… ６８
３� ５� １ 直流采样 …………………………… ６８
３� ５� ２ 交流采样 …………………………… ６９
３� ６ 开关量输入电路 …………………… ６９
３� ６� １ 隔离电路 …………………………… ６９
３� ６� ２ 去抖电路 …………………………… ７０
３� ７ 开关量输出电路 …………………… ７１
３� ８ 模拟量输入电路 …………………… ７２
３� ８� １ 基于逐次逼近型 Ａ￣Ｄ 转换的模拟量输入电路 ……………………… ７２
３� ８� ２ ２ × ４ 通道 １４ 位高速 Ａ￣Ｄ 转换芯片
ＭＡＸ１２５ 及其应用 ………………… ７４
３� ８� ３ 电压￣频率转换电路 ……………… ８１
３� ９ 模拟量输出电路 …………………… ８３
３� １０ 傅里叶算法 ………………………… ８４
３� １１ 要点掌握 …………………………… ８５
思考题 ……………………………………… ８５
第 ４ 章 其他配电终端……………………… ８６
４� １ ＤＴＵ …………………………………… ８６
４� １� １ ＤＴＵ 的概念及功能………………… ８６
４� １� ２ ＤＴＵ 备自投的实现………………… ８６
４� １� ３ 开闭所 ＤＴＵ 与馈线终端 ＦＴＵ 的比较 ………………………………… ８７
４� １� ４ 环网柜 ＤＴＵ 与开闭所 ＤＴＵ 的比较 ………………………………… ８８
４� １� ５ 开闭所 ＤＴＵ 与变电站 ＲＴＵ 的比较 ………………………………… ８８
４� ２ ＴＴＵ …………………………………… ８８
４� ２� １ ＴＴＵ 的概念及功能 ………………… ８８
４� ２� ２ ＴＴＵ 的无功补偿功能 ……………… ８９
４� ３ 站控终端 …………………………… ９０
４� ３� １ 站控终端的概念及功能 …………… ９０
４� ３� ２ 子站的设置 ………………………… ９１
４� ３� ３ 站控终端与 ＦＴＵ、 ＴＴＵ、 ＤＴＵ 的比较 ………………………………… ９１
４� ４ 要点掌握 …………………………… ９２
思考题 ……………………………………… ９２
第 ５ 章 通信系统 …………………………… ９３
５� １ 引言 …………………………………… ９３
５� １� １ 远动的基本概念 …………………… ９３
５� １� ２ 典型数据通信系统的组成 ………… ９３
５� １� ３ 数据传输的同步 …………………… ９５
５� １� ４ 通信工作方式 ……………………… ９６
５� ２ 调制解调 …………………………… ９６
５� ３ 差错控制 …………………………… ９９
５� ３� １ 产生差错的原因 …………………… ９９
５� ３� ２ 抗干扰编码 ……………………… １００
５� ３� ３ 差错控制的几种方式 …………… １００
５� ３� ４ 几种常用的抗干扰编码 ………… １０３
５� ４ 通信规约 …………………………… １０７
５� ４� １ 通信规约的概念 ………………… １０７
５� ４� ２ 循环式通信规约 ………………… １０８
５� ４� ３ 问答式通信规约 ………………… １０８
５� ５ 常用通信方式……………………… １０９
５� ５� １ 概述 ……………………………… １０９
５� ５� ２ 配电线载波通信 ………………… １１０
５� ５� ３ 光纤通信 ………………………… １１４
５� ５� ４ 脉动控制 ………………………… １１７
５� ５� ５ 工频控制 ………………………… １１７
５� ５� ６ 电话专线 ………………………… １１８
５� ５� ７ 现场总线 ………………………… １１８
５� ５� ８ ＲＳ４８５ 串行总线 ………………… １１９
５� ５� ９ 无线扩频 ………………………… １１９
５� ５� １０ 甚高频通信 (数传电台通信) … １２０
５� ５� １１ 特高频通信 ……………………… １２０
５� ５� １２ 微波通信 ………………………… １２１
５� ５� １３ 卫星通信 ………………………… １２２
５� ５� １４ 调幅广播 ………………………… １２２
５� ５� １５ 调频辅助通信业务 ……………… １２３
５� ６ 要点掌握 …………………………… １２３
思考题 ……………………………………… １２４
第 ６ 章 馈线自动化 ……………………… １２５
６� １ 智能配电网的自愈与馈线自动化 ……………………………… １２５
６� １� １ 自愈的概念 ……………………… １２５
６� １� ２ 自愈控制 ………………………… １２５
６� １� ３ 实现自愈的条件和关键技术 …… １２６
６� １� ４ 馈线自动化的功能与类型 ……… １２６
６� ２ 馈线自动化的发展历程 ………… １２７
６� ２� １ 第一阶段———不分段、 不拉手(传统模式) 阶段………………… １２７
６� ２� ２ 第二阶段———馈线分段、 拉手、无自动化阶段 …………………… １２９
６� ２� ３ 第三阶段———自动分段、 馈线自动化阶段 ……………………… １３１
６� ３ 重合器 ……………………………… １３３
６� ３� １ 重合器的概念 …………………… １３３
６� ３� ２ 重合器的分类 …………………… １３３
６� ３� ３ 重合器与普通断路器的比较 …… １３４
６� ３� ４ 重合器的应用场合 ……………… １３５
６� ３� ５ 重合器实例 ……………………… １３５
６� ４ 分段器 ……………………………… １３７
６� ４� １ 概念 ……………………………… １３７
６� ４� ２ 电压—时间型分段器原理接线 … １３７
６� ４� ３ 电压—时间型分段器的参数 …… １３８
６� ４� ４ 电流—时间型分段器 …………… １３９
６� ５ 重合器与电压—时间型分段器配合 ………………………………… １３９
６� ５� １ 辐射状网的故障处理 …………… １３９
６� ５� ２ 环状网的故障处理 ……………… １４３
６� ５� ３ 分段开关和联络开关的时限整定 ……………………………… １４６
６� ６ 重合器与过电流脉冲计数型分段器配合 …………………………… １４８
６� ６� １ 永久性故障的处理 ……………… １４８
６� ６� ２ 瞬时性故障的处理 ……………… １４９
６� ７ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化 ………… １５０
６� ７� １ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化系统构成 ……………………………… １５０
６� ７� ２ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化系统的功能 ……………………………… １５１
６� ８ 两种馈线自动化的比较 ………… １５２
６� ８� １ 基于重合器—分段器的就地控制方案 …………………………… １５２
６� ８� ２ 基于 ＦＴＵ 和通信网络的远方控制方案 ………………………… １５２
６� ９ 要点掌握 …………………………… １５３
思考题 ……………………………………… １５４
第 ７ 章 配电网单相接地故障选线 …… １５５
７� １ 概述 ………………………………… １５５
７� １� １ ＮＵＧＳ 单相接地故障选线的国外、国内研究现状 …………………… １５５
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 ……… １５６
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 ……… １５８
７� １� ４ 其他方法 ………………………… １５８
７� １� ５ 意义 ……………………………… １５９
７� ２ ＮＵＧＳ 单相接地故障理论分析 … １６０
７� ２� １ ＮＵＧＳ 单相接地故障的稳态基波分析 ……………………………… １６０
７� ２� ２ ＮＵＧＳ 单相接地故障的稳态谐波分析 ……………………………… １６４
７� ２� ３ ＮＵＧＳ 单相接地故障的暂态分析 ……………………………… １６５
７� ２� ４ ＮＵＧＳ 单相接地故障选段研究…… １６６
７� ３ ＮＵＧＳ 单相接地故障实验研究———选线方案确定……………………… １６７
７� ３� １ 动态模型的建立 ………………… １６７
７� ３� ２ 稳态实验记录及分析 …………… １６８
７� ３� ３ 暂态实验记录及分析 …………… １７１
７� ３� ４ ＮＵＳ 选线方案的确定 …………… １７３
７� ３� ５ ＮＥＳ 选线方案的确定 …………… １７４
７� ４ 软件设计 …………………………… １７６
７� ４� １ 开发语言和工具介绍 …………… １７６
７� ４� ２ ＮＵＳ 系统选线下位机软件设计 … １８１
７� ４� ３ ＮＵＳ 系统选线上位机软件设计 … １８３
７� ４� ４ ＮＥＳ 系统选线下位机软件设计 … １８６
７� ４� ５ ＮＥＳ 系统选线上位机软件设计 … １８７
７� ５ ＮＵＧＳ 选线方案验证实验 ……… １９０
７� ５� １ 优化模型 ………………………… １９０
７� ５� ２ ＮＵＳ 的选线验证实验 …………… １９０
７� ５� ３ ＮＥＳ 的选线验证实验 …………… １９４
７� ６ 要点掌握 …………………………… １９８
思考题 ……………………………………… ２００
第 ８ 章 远方抄表与电能计费系统 …… ２０１
８� １ 电能表的发展和现状 …………… ２０１
８� ２ 抄表计费的几种方式 …………… ２０２
８� ３ 预付费电能计费方式 …………… ２０３
８� ３� １ 预付费电能表的种类及特点 …… ２０３
８� ３� ２ 采用 ＩＣ 卡电能表的预付费电能计费系统 ………………………… ２０４
８� ４ 自动抄表技术———本地自抄表 ………………………………… 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 主站系统的设计原则 …………… ２１６
９� ２ 主站系统的硬件构成 …………… ２１７
９� ２� １ 较小规模主站系统配置 ………… ２１７
９� ２� ２ 较大规模主站系统配置 ………… ２１９
９� ３ 主站系统的软件构成 …………… ２２１
９� ３� １ 操作系统软件 …………………… ２２１
９� ３� ２ 支撑软件 ………………………… ２２２
９� ３� ３ 高级应用软件 …………………… ２２３
９� ４ 要点掌握 …………………………… ２２７
思考题 ……………………………………… ２２７
第 １０ 章 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统 ………… ２２８
１０� １ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统的特点…… ２２８
１０� ２ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统组织的基本方式 ………………………… ２２９
１０� ２� １ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统测控对象 ……………………………… ２２９
１０� ２� ２ 区域站的设置方法 ……………… ２２９
１０� ２� ３ 体系结构 ………………………… ２３０
１０� ３ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统的功能…… ２３１
１０� ４ 智能用电小区 …………………… ２３６
１０� ４� １ 智能小区概述 …………………… ２３６
１０� ４� ２ 智能用电的发展目标 …………… ２３７
１０� ４� ３ 系统构成 ………………………… ２３７
１０� ４� ４ 智能小区应用实例 ……………… ２３８
１０� ５ 要点掌握 ………………………… ２３９
思考题 ……………………………………… ２３９
第 １１ 章 配电图资地理信息系统 ……… ２４０
１１� １ 概述 ………………………………… ２４０
１１� ２ ＧＩＳ 的发展………………………… ２４０
１１� ３ ＧＩＳ 在电力行业的应用现状及难点 ………………………………… ２４２
１１� ４ ＧＩＳ 的组成………………………… ２４３
１１� ５ ＧＩＳ 功能的实现方法 …………… ２４５
１１� ６ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 的离线、 在线实际应用……………………………… ２４５
１１� ６� １ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 在配电网中离线方面的应用 ………………………… ２４６
１１� ６� ２ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 在配电网中在线方面的应用 ………………………… ２４７
１１� ７ ＧＩＳ 的功能演示案例 …………… ２４７
１１� ８ 要点掌握 ………………………… ２５２
思考题 ……………………………………… ２５２
第 １２ 章 负荷控制和管理系统 ………… ２５３
１２� １ 负荷控制和管理的概念及经济效益 ………………………… ２５３
１２� ２ 负荷特性优化的主要措施 …… ２５４
１２� ２� １ 经济措施 ………………………… ２５４
１２� ２� ２ 行政措施 ………………………… ２５５
１２� ２� ３ 宣传措施 ………………………… ２５６
１２� ２� ４ 技术措施 ………………………… ２５６
１２� ３ 负荷控制系统的基本结构和功能 ………………………………… ２５８
１２� ３� １ 负荷控制终端 …………………… ２５８
１２� ３� ２ 负荷控制中心 …………………… ２６０
１２� ４ 各种负荷控制系统原理及比较 ………………………………… ２６１
１２� ４� １ 负荷控制系统的分类 …………… ２６１
１２� ４� ２ ＧＳＭ / ＧＰＲＳ 公用通信电力负荷控制系统 ………………………… ２６２
１２� ４� ３ 无线电电力负荷控制系统 ……………………………… ２６３
１２� ４� ４ 音频电力负荷控制系统 ………… ２６５
１２� ４� ５ 配电线载波电力负荷控制系统 ……………………………… ２６５
１２� ４� ６ 工频电力负荷控制系统 ………… ２６６
１２� ４� ７ 有线电话电力负荷控制系统 …… ２６６
１２� ５ 要点掌握 ………………………… ２６６
思考题 ……………………………………… ２６６
第 １３ 章 配电自动化的实际案例 ……… ２６７
１３� １ 概述 ………………………………… ２６７
１３� ２ 配电自动化的主要功能 ……… ２６８
１３� ３ 配电自动化系统体系结构 …… ２６８
１３� ４ 配电自动化 ＳＣＡＤＡ 系统 ……… ２７０
１３� ４� １ 网络安全方案 …………………… ２７０
１３� ４� ２ 系统硬件配置 …………………… ２７０
１３� ４� ３ 软件系统结构 …………………… ２７１
１３� ４� ４ 配电 ＳＣＡＤＡ 功能 ……………… ２７２
１３� ５ 配电自动化通信系统…………… ２７３
１３� ６ 馈线自动化解决方案…………… ２７５
１３� ７ 配电地理信息管理功能 ……… ２７８
１３� ８ 配电自动化高级应用软件 …… ２８１
第 １４ 章 实验部分 ………………………… ２８３
１４� １ 电力系统综合实验方案一 …… ２８３
１４� １� １ 实验系统简介 …………………… ２８３
１４� １� ２ 多台实验系统联网的实验 ……… ２８４
１４� １� ３ 设备清单 ………………………… ２９０
１４� ２ 电力系统综合实验方案二 (供配电部分) ……………………… ２９２
１４� ２� １ 实验系统简介 …………………… ２９２
１４� ２� ２ 实验系统外观 …………………… ２９２
１４� ２� ３ 多台实验系统联网的实验 ……… ２９４
１４� ２� ４ 设备清单 ………………………… ２９７
１４� ３ 应用实例———ＴＱＧＤ￣Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统 ………………………………… ２９９
１４� ３� １ 概述 ……………………………… ２９９
１４� ３� ２ 系统组成 ………………………… ３００
１４� ３� ３ 实验模式 ………………………… ３０２
１４� ３� ４ 实验项目 ………………………… ３０４
１４� ３� ５ 实验系统中主要设备的技术指标 ……………………………… ３０６
１４� ３� ６ 设备实物图 ……………………… ３０７
测试题 ………………………………………… ３０９
测试题 １ …………………………………… ３０９
测试题 １ 答案……………………………… ３１０
测试题 ２ …………………………………… ３１３
测试题 ２ 答案……………………………… ３１４
参考文献 ……………………………………… ３１９
第 ３ 版前言
第 ２ 版前言
第 １ 版前言
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 各种新能源发电形式 ……………… ２
１� １� ３ 节能减排形势下的绿色低碳建筑应用 …………………………… ６
１� ２ 配电管理系统………………………… ７
１� ３ 配电网自动化系统的总体构成 … ９
１� ３� １ 小型配电自动化系统的构成 ……… ９
１� ３� ２ 中型配电自动化系统的构成 ……… １０
１� ３� ３ 大型配电自动化系统的构成 ……… １１
１� ３� ４ 配电自动化系统的基本功能 ……… １２
１� ４ 实现配电自动化的意义 ………… １２
１� ５ 配电自动化的现状与发展情况 …………………………………… １７
１� ５� １ 国外配电自动化发展及现状 ……… １７
１� ５� ２ 我国配电自动化的发展现状 ……… １８
１� ６ 配电自动化的难点 ………………… １９
１� ７ 智能电网形势下的配电网建设 …………………………………… ２１
１� ７� １ 坚强智能电网概念的提出及规划 … ２１
１� ７� ２ 基于配电自动化的智能配电网建设 ………………………………… ２１
１� ７� ３ 智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准 …………………… ２２
１� ８ 配电自动化建设经验教训及当前研究热点 ……………………… ２２
１� ８� １ 配电自动化建设经验教训 ………… ２２
１� ８� ２ 配电自动化建设当前研究热点和重点 ……………………………… ２３
１� ９ 配电自动化系统的规划 ………… ２４
１� ９� １ 配电自动化系统规划的总体要求和原则 ………………………………… ２４
１� ９� ２ 配电自动化系统规划的技术导则和设计规范 …………………………… ２４
１� ９� ３ 配电自动化系统规划的年限和内容 ………………………………… ２５
１� １０ 要点掌握 …………………………… ２６
思考题 ……………………………………… ２６
第 ２ 章 配电网 ……………………………… ２７
２� １ 我国配电网的特点和历史建设情况 …………………………… ２７
２� １� １ 配电网的特点 ……………………… ２７
２� １� ２ 我国配电网建设情况及发展战略目标 …………………………… ２８
２� ２ 有源配电网 ………………………… ２８
２� ２� １ 概述 ………………………………… ２８
２� ２� ２ 分布式电源接入配电网的好处 …… ２９
２� ２� ３ 分布式电源接入配电网后需要注意的问题 ………………………… ３０
２� ２� ４ 分布式电源接入配电网的要求 …… ３０
２� ３ 配电网的中性点运行方式 ……… ３１
２� ３� １ 中性点接地方式分类及比较 ……… ３１
２� ３� ２ 经消弧线圈接地系统的 ３ 种补偿方式 ………………………………… ３２
２� ４ 配电网涉及的一次设备———开关 …………………………………… ３２
２� ４� １ 开关设备的灭弧介质无油化历程 ………………………………… ３３
２� ４� ２ 典型开关设备介绍 ………………… ３３
２� ５ 配电网涉及的一次设备———环网柜………………………………… ３５
２� ５� １ 环网柜 ……………………………… ３５
２� ５� ２ 电缆分接箱 ………………………… ３６
２� ６ 配电网涉及的一次设备———开闭所………………………………… ３９
２� ６� １ 概述 ………………………………… ３９
２� ６� ２ 开闭所设置原则 …………………… ３９
２� ６� ３ 开闭所的功能和作用 ……………… ４０
２� ６� ４ 开闭所常见主接线形式 …………… ４１
２� ６� ５ 开闭所所用电源 …………………… ４２
２� ７ 配电网涉及的一次设备———变压器………………………………… ４３
２� ７� １ 变压器的分类 ……………………… ４３
２� ７� ２ 新型节能变压器 …………………… ４４
２� ８ 配电线路 …………………………… ４４
２� ８� １ 架空线路 …………………………… ４４
２� ８� ２ 电缆线路 …………………………… ４５
２� ８� ３ 配电线路的节能 …………………… ４６
２� ９ 配电网络拓扑形式及馈线故障处理 …………………………………… ４７
２� ９� １ 配电网络的拓扑形式及实际应用案例 ………………………………… ４７
２� ９� ２ 馈线故障的处理 …………………… ５２
２� １０ 要点掌握 …………………………… ５４
思考题 ……………………………………… ５４
第 ３ 章 配电终端———ＦＴＵ ……………… ５５
３� １ 终端建设原则和终端电源的配置 …………………………………… ５５
３� １� １ 终端建设原则 ……………………… ５５
３� １� ２ 终端电源的配置 …………………… ５６
３� ２ ＦＴＵ 的基本概念和功能 ………… ５９
３� ２� １ ＦＴＵ 的基本概念 …………………… ５９
３� ２� ２ ＦＴＵ 的功能 ………………………… ５９
３� ３ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的总体结构及特点 …………………………………… ６１
３� ３� １ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的原理框图 ……… ６１
３� ３� ２ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的总体特点 ……… ６２
３� ４ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 的 ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ＤＳＰ 硬件介绍 ……………………… ６２
３� ４� １ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 的主要特点 …… ６２
３� ４� ２ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ 存储器映射 ………… ６３
３� ４� ３ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 片上外设 ……… ６５
３� ４� ４ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 外部中断 ……… ６５
３� ４� ５ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 命令寄存器 …… ６６
３� ４� ６ ＴＭＳ３２０Ｆ２０６ ＤＳＰ 复位 …………… ６６
３� ４� ７ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 模拟信号输入 …… ６６
３� ４� ８ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 数字量输入输出 … ６６
３� ４� ９ ＳＤ￣２２１０ 型 ＦＴＵ 异步串行通信 …… ６６
３� ５ 直流采样和交流采样……………… ６８
３� ５� １ 直流采样 …………………………… ６８
３� ５� ２ 交流采样 …………………………… ６９
３� ６ 开关量输入电路 …………………… ６９
３� ６� １ 隔离电路 …………………………… ６９
３� ６� ２ 去抖电路 …………………………… ７０
３� ７ 开关量输出电路 …………………… ７１
３� ８ 模拟量输入电路 …………………… ７２
３� ８� １ 基于逐次逼近型 Ａ￣Ｄ 转换的模拟量输入电路 ……………………… ７２
３� ８� ２ ２ × ４ 通道 １４ 位高速 Ａ￣Ｄ 转换芯片
ＭＡＸ１２５ 及其应用 ………………… ７４
３� ８� ３ 电压￣频率转换电路 ……………… ８１
３� ９ 模拟量输出电路 …………………… ８３
３� １０ 傅里叶算法 ………………………… ８４
３� １１ 要点掌握 …………………………… ８５
思考题 ……………………………………… ８５
第 ４ 章 其他配电终端……………………… ８６
４� １ ＤＴＵ …………………………………… ８６
４� １� １ ＤＴＵ 的概念及功能………………… ８６
４� １� ２ ＤＴＵ 备自投的实现………………… ８６
４� １� ３ 开闭所 ＤＴＵ 与馈线终端 ＦＴＵ 的比较 ………………………………… ８７
４� １� ４ 环网柜 ＤＴＵ 与开闭所 ＤＴＵ 的比较 ………………………………… ８８
４� １� ５ 开闭所 ＤＴＵ 与变电站 ＲＴＵ 的比较 ………………………………… ８８
４� ２ ＴＴＵ …………………………………… ８８
４� ２� １ ＴＴＵ 的概念及功能 ………………… ８８
４� ２� ２ ＴＴＵ 的无功补偿功能 ……………… ８９
４� ３ 站控终端 …………………………… ９０
４� ３� １ 站控终端的概念及功能 …………… ９０
４� ３� ２ 子站的设置 ………………………… ９１
４� ３� ３ 站控终端与 ＦＴＵ、 ＴＴＵ、 ＤＴＵ 的比较 ………………………………… ９１
４� ４ 要点掌握 …………………………… ９２
思考题 ……………………………………… ９２
第 ５ 章 通信系统 …………………………… ９３
５� １ 引言 …………………………………… ９３
５� １� １ 远动的基本概念 …………………… ９３
５� １� ２ 典型数据通信系统的组成 ………… ９３
５� １� ３ 数据传输的同步 …………………… ９５
５� １� ４ 通信工作方式 ……………………… ９６
５� ２ 调制解调 …………………………… ９６
５� ３ 差错控制 …………………………… ９９
５� ３� １ 产生差错的原因 …………………… ９９
５� ３� ２ 抗干扰编码 ……………………… １００
５� ３� ３ 差错控制的几种方式 …………… １００
５� ３� ４ 几种常用的抗干扰编码 ………… １０３
５� ４ 通信规约 …………………………… １０７
５� ４� １ 通信规约的概念 ………………… １０７
５� ４� ２ 循环式通信规约 ………………… １０８
５� ４� ３ 问答式通信规约 ………………… １０８
５� ５ 常用通信方式……………………… １０９
５� ５� １ 概述 ……………………………… １０９
５� ５� ２ 配电线载波通信 ………………… １１０
５� ５� ３ 光纤通信 ………………………… １１４
５� ５� ４ 脉动控制 ………………………… １１７
５� ５� ５ 工频控制 ………………………… １１７
５� ５� ６ 电话专线 ………………………… １１８
５� ５� ７ 现场总线 ………………………… １１８
５� ５� ８ ＲＳ４８５ 串行总线 ………………… １１９
５� ５� ９ 无线扩频 ………………………… １１９
５� ５� １０ 甚高频通信 (数传电台通信) … １２０
５� ５� １１ 特高频通信 ……………………… １２０
５� ５� １２ 微波通信 ………………………… １２１
５� ５� １３ 卫星通信 ………………………… １２２
５� ５� １４ 调幅广播 ………………………… １２２
５� ５� １５ 调频辅助通信业务 ……………… １２３
５� ６ 要点掌握 …………………………… １２３
思考题 ……………………………………… １２４
第 ６ 章 馈线自动化 ……………………… １２５
６� １ 智能配电网的自愈与馈线自动化 ……………………………… １２５
６� １� １ 自愈的概念 ……………………… １２５
６� １� ２ 自愈控制 ………………………… １２５
６� １� ３ 实现自愈的条件和关键技术 …… １２６
６� １� ４ 馈线自动化的功能与类型 ……… １２６
６� ２ 馈线自动化的发展历程 ………… １２７
６� ２� １ 第一阶段———不分段、 不拉手(传统模式) 阶段………………… １２７
６� ２� ２ 第二阶段———馈线分段、 拉手、无自动化阶段 …………………… １２９
６� ２� ３ 第三阶段———自动分段、 馈线自动化阶段 ……………………… １３１
６� ３ 重合器 ……………………………… １３３
６� ３� １ 重合器的概念 …………………… １３３
６� ３� ２ 重合器的分类 …………………… １３３
６� ３� ３ 重合器与普通断路器的比较 …… １３４
６� ３� ４ 重合器的应用场合 ……………… １３５
６� ３� ５ 重合器实例 ……………………… １３５
６� ４ 分段器 ……………………………… １３７
６� ４� １ 概念 ……………………………… １３７
６� ４� ２ 电压—时间型分段器原理接线 … １３７
６� ４� ３ 电压—时间型分段器的参数 …… １３８
６� ４� ４ 电流—时间型分段器 …………… １３９
６� ５ 重合器与电压—时间型分段器配合 ………………………………… １３９
６� ５� １ 辐射状网的故障处理 …………… １３９
６� ５� ２ 环状网的故障处理 ……………… １４３
６� ５� ３ 分段开关和联络开关的时限整定 ……………………………… １４６
６� ６ 重合器与过电流脉冲计数型分段器配合 …………………………… １４８
６� ６� １ 永久性故障的处理 ……………… １４８
６� ６� ２ 瞬时性故障的处理 ……………… １４９
６� ７ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化 ………… １５０
６� ７� １ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化系统构成 ……………………………… １５０
６� ７� ２ 基于 ＦＴＵ 的馈线自动化系统的功能 ……………………………… １５１
６� ８ 两种馈线自动化的比较 ………… １５２
６� ８� １ 基于重合器—分段器的就地控制方案 …………………………… １５２
６� ８� ２ 基于 ＦＴＵ 和通信网络的远方控制方案 ………………………… １５２
６� ９ 要点掌握 …………………………… １５３
思考题 ……………………………………… １５４
第 ７ 章 配电网单相接地故障选线 …… １５５
７� １ 概述 ………………………………… １５５
７� １� １ ＮＵＧＳ 单相接地故障选线的国外、国内研究现状 …………………… １５５
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 ……… １５６
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 ……… １５８
７� １� ４ 其他方法 ………………………… １５８
７� １� ５ 意义 ……………………………… １５９
７� ２ ＮＵＧＳ 单相接地故障理论分析 … １６０
７� ２� １ ＮＵＧＳ 单相接地故障的稳态基波分析 ……………………………… １６０
７� ２� ２ ＮＵＧＳ 单相接地故障的稳态谐波分析 ……………………………… １６４
７� ２� ３ ＮＵＧＳ 单相接地故障的暂态分析 ……………………………… １６５
７� ２� ４ ＮＵＧＳ 单相接地故障选段研究…… １６６
７� ３ ＮＵＧＳ 单相接地故障实验研究———选线方案确定……………………… １６７
７� ３� １ 动态模型的建立 ………………… １６７
７� ３� ２ 稳态实验记录及分析 …………… １６８
７� ３� ３ 暂态实验记录及分析 …………… １７１
７� ３� ４ ＮＵＳ 选线方案的确定 …………… １７３
７� ３� ５ ＮＥＳ 选线方案的确定 …………… １７４
７� ４ 软件设计 …………………………… １７６
７� ４� １ 开发语言和工具介绍 …………… １７６
７� ４� ２ ＮＵＳ 系统选线下位机软件设计 … １８１
７� ４� ３ ＮＵＳ 系统选线上位机软件设计 … １８３
７� ４� ４ ＮＥＳ 系统选线下位机软件设计 … １８６
７� ４� ５ ＮＥＳ 系统选线上位机软件设计 … １８７
７� ５ ＮＵＧＳ 选线方案验证实验 ……… １９０
７� ５� １ 优化模型 ………………………… １９０
７� ５� ２ ＮＵＳ 的选线验证实验 …………… １９０
７� ５� ３ ＮＥＳ 的选线验证实验 …………… １９４
７� ６ 要点掌握 …………………………… １９８
思考题 ……………………………………… ２００
第 ８ 章 远方抄表与电能计费系统 …… ２０１
８� １ 电能表的发展和现状 …………… ２０１
８� ２ 抄表计费的几种方式 …………… ２０２
８� ３ 预付费电能计费方式 …………… ２０３
８� ３� １ 预付费电能表的种类及特点 …… ２０３
８� ３� ２ 采用 ＩＣ 卡电能表的预付费电能计费系统 ………………………… ２０４
８� ４ 自动抄表技术———本地自抄表 ………………………………… 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 主站系统的设计原则 …………… ２１６
９� ２ 主站系统的硬件构成 …………… ２１７
９� ２� １ 较小规模主站系统配置 ………… ２１７
９� ２� ２ 较大规模主站系统配置 ………… ２１９
９� ３ 主站系统的软件构成 …………… ２２１
９� ３� １ 操作系统软件 …………………… ２２１
９� ３� ２ 支撑软件 ………………………… ２２２
９� ３� ３ 高级应用软件 …………………… ２２３
９� ４ 要点掌握 …………………………… ２２７
思考题 ……………………………………… ２２７
第 １０ 章 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统 ………… ２２８
１０� １ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统的特点…… ２２８
１０� ２ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统组织的基本方式 ………………………… ２２９
１０� ２� １ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统测控对象 ……………………………… ２２９
１０� ２� ２ 区域站的设置方法 ……………… ２２９
１０� ２� ３ 体系结构 ………………………… ２３０
１０� ３ 配电网 ＳＣＡＤＡ 系统的功能…… ２３１
１０� ４ 智能用电小区 …………………… ２３６
１０� ４� １ 智能小区概述 …………………… ２３６
１０� ４� ２ 智能用电的发展目标 …………… ２３７
１０� ４� ３ 系统构成 ………………………… ２３７
１０� ４� ４ 智能小区应用实例 ……………… ２３８
１０� ５ 要点掌握 ………………………… ２３９
思考题 ……………………………………… ２３９
第 １１ 章 配电图资地理信息系统 ……… ２４０
１１� １ 概述 ………………………………… ２４０
１１� ２ ＧＩＳ 的发展………………………… ２４０
１１� ３ ＧＩＳ 在电力行业的应用现状及难点 ………………………………… ２４２
１１� ４ ＧＩＳ 的组成………………………… ２４３
１１� ５ ＧＩＳ 功能的实现方法 …………… ２４５
１１� ６ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 的离线、 在线实际应用……………………………… ２４５
１１� ６� １ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 在配电网中离线方面的应用 ………………………… ２４６
１１� ６� ２ ＡＭ / ＦＭ / ＧＩＳ 在配电网中在线方面的应用 ………………………… ２４７
１１� ７ ＧＩＳ 的功能演示案例 …………… ２４７
１１� ８ 要点掌握 ………………………… ２５２
思考题 ……………………………………… ２５２
第 １２ 章 负荷控制和管理系统 ………… ２５３
１２� １ 负荷控制和管理的概念及经济效益 ………………………… ２５３
１２� ２ 负荷特性优化的主要措施 …… ２５４
１２� ２� １ 经济措施 ………………………… ２５４
１２� ２� ２ 行政措施 ………………………… ２５５
１２� ２� ３ 宣传措施 ………………………… ２５６
１２� ２� ４ 技术措施 ………………………… ２５６
１２� ３ 负荷控制系统的基本结构和功能 ………………………………… ２５８
１２� ３� １ 负荷控制终端 …………………… ２５８
１２� ３� ２ 负荷控制中心 …………………… ２６０
１２� ４ 各种负荷控制系统原理及比较 ………………………………… ２６１
１２� ４� １ 负荷控制系统的分类 …………… ２６１
１２� ４� ２ ＧＳＭ / ＧＰＲＳ 公用通信电力负荷控制系统 ………………………… ２６２
１２� ４� ３ 无线电电力负荷控制系统 ……………………………… ２６３
１２� ４� ４ 音频电力负荷控制系统 ………… ２６５
１２� ４� ５ 配电线载波电力负荷控制系统 ……………………………… ２６５
１２� ４� ６ 工频电力负荷控制系统 ………… ２６６
１２� ４� ７ 有线电话电力负荷控制系统 …… ２６６
１２� ５ 要点掌握 ………………………… ２６６
思考题 ……………………………………… ２６６
第 １３ 章 配电自动化的实际案例 ……… ２６７
１３� １ 概述 ………………………………… ２６７
１３� ２ 配电自动化的主要功能 ……… ２６８
１３� ３ 配电自动化系统体系结构 …… ２６８
１３� ４ 配电自动化 ＳＣＡＤＡ 系统 ……… ２７０
１３� ４� １ 网络安全方案 …………………… ２７０
１３� ４� ２ 系统硬件配置 …………………… ２７０
１３� ４� ３ 软件系统结构 …………………… ２７１
１３� ４� ４ 配电 ＳＣＡＤＡ 功能 ……………… ２７２
１３� ５ 配电自动化通信系统…………… ２７３
１３� ６ 馈线自动化解决方案…………… ２７５
１３� ７ 配电地理信息管理功能 ……… ２７８
１３� ８ 配电自动化高级应用软件 …… ２８１
第 １４ 章 实验部分 ………………………… ２８３
１４� １ 电力系统综合实验方案一 …… ２８３
１４� １� １ 实验系统简介 …………………… ２８３
１４� １� ２ 多台实验系统联网的实验 ……… ２８４
１４� １� ３ 设备清单 ………………………… ２９０
１４� ２ 电力系统综合实验方案二 (供配电部分) ……………………… ２９２
１４� ２� １ 实验系统简介 …………………… ２９２
１４� ２� ２ 实验系统外观 …………………… ２９２
１４� ２� ３ 多台实验系统联网的实验 ……… ２９４
１４� ２� ４ 设备清单 ………………………… ２９７
１４� ３ 应用实例———ＴＱＧＤ￣Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统 ………………………………… ２９９
１４� ３� １ 概述 ……………………………… ２９９
１４� ３� ２ 系统组成 ………………………… ３００
１４� ３� ３ 实验模式 ………………………… ３０２
１４� ３� ４ 实验项目 ………………………… ３０４
１４� ３� ５ 实验系统中主要设备的技术指标 ……………………………… ３０６
１４� ３� ６ 设备实物图 ……………………… ３０７
测试题 ………………………………………… ３０９
测试题 １ …………………………………… ３０９
测试题 １ 答案……………………………… ３１０
测试题 ２ …………………………………… ３１３
测试题 ２ 答案……………………………… ３１４
参考文献 ……………………………………… ３１９
