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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——FTU55

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TMS320 F206DSP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FFU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 DTU86

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 TTU88

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FIU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1309

测试题1答案310

测试题2313

测试题2答案314

参考文献319