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第1章 变电站综合自动化系统基础知识1

1.1变电站综合自动化的基本概念及发展过程1

1.1.1变电站综合自动化的发展过程2

1.1.2变电站综合自动化系统的基本要求4

1.2变电站综合自动化系统发展的主要因素及其功能6

1.2.1变电站综合自动化系统发展的主要因素6

1.2.2变电站综合自动化的基本功能7

1.3变电站综合自动化的体系结构12

1.4实现变电站综合自动化的优点及发展趋势18

1.4.1变电站综合自动化的优点18

1.4.2变电站综合自动化的发展方向21

1.4.3变电站综合自动化系统中的新技术23

1.5变电站综合自动化研究的内容和特点24

1.5.1变电站综合自动化的研究内容24

1.5.2变电站综合自动化系统的特点25

本章小结27

习题27

第2章 变电站综合自动化系统的装置原理28

2.1变电站综合自动化装置概述28

2.1.1基本测控单元28

2.1.2采集的数据信息30

2.2模拟量输入/输出系统30

2.2.1基于逐次逼近型的模拟量输入/输出通道30

2.2.2基于V/F转换的模拟量输入回路39

2.2.3模拟量输出通道42

2.3开关量输入/输出系统43

2.3.1开关量输入/输出的基本概念43

2.3.2 CPU对输入/输出的控制方式44

2.3.3开关量输入通道47

2.3.4开关量输出通道50

2.3.5脉冲量输入电路51

2.4人机联系系统及电源插件53

2.4.1人机联系系统53

2.4.2电源插件53

本章小结54

习题54

第3章 变电站综合自动化算法55

3.1概述55

3.2微机保护的基础知识56

3.2.1微处理器的基本工作原理56

3.2.2数字滤波57

3.2.3常用的数字滤波器58

3.3变电站综合自动化系统中常用的算法62

3.3.1基于正弦函数模型的算法62

3.3.2基于周期函数模型算法66

3.3.3基于随机函数模型算法68

3.3.4解微分方程算法69

3.4算法的评价和选择70

本章小结73

习题73

第4章 变电站综合自动化微机保护子系统74

4.1微机保护的发展及特点74

4.1.1微机保护的发展74

4.1.2微机保护的特点及优势75

4.2微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能77

4.2.1微机型保护及控制装置的硬件结构77

4.2.2微机型保护及控制装置的软件功能81

4.2.3微机保护软件主要模块83

4.3输电线路的微机保护84

4.3.1线路三段式电流保护84

4.3.2方向过电流保护86

4.3.3自动重合闸87

4.3.4微机线路距离保护89

4.4变压器及母线的微机保护92

4.4.1电力变压器的保护类型及配置92

4.4.2变压器的差动保护94

4.4.3变压器的后备保护98

4.4.4母线微机保护100

4.5电力电容器的微机保护101

4.5.1电容器的故障及保护配置102

4.5.2电容器组的保护102

4.6微机继电保护技术的新发展104

本章小结104

习题105

第5章 变电站综合自动化监控系统106

5.1变电站监控子系统的组成106

5.1.1变电站综合自动化监控子系统的典型结构107

5.1.2变电站综合自动化监控系统软件109

5.1.3变电站综合监控系统简介109

5.2变电站综合自动化监控系统的基本功能及特点113

5.2.1监控系统的基本功能113

5.2.2监控子系统的特点116

5.3变电站综合自动化监控系统的冗余方式117

5.3.1变电站通信系统的冗余备份117

5.3.2变电站综合自动化监控系统主控单元冗余备份119

5.3.3变电站综合自动化监控系统通信机冗余120

5.3.4后台冗余120

5.4无人值班变电站的监控方式120

5.4.1无人值班变电站的设备和特点121

5.4.2无人值班变电站的运行模式123

5.4.3无人值班变电站的运行与管理124

本章小结127

习题127

第6章 变电站综合自动化电压无功控制子系统128

6.1电力系统的无功功率和电压调整128

6.1.1无功功率128

6.1.2无功功率补偿129

6.1.3变电站的电压调整129

6.1.4电压无功控制补偿的目标131

6.2变电站电压、无功综合控制的原理132

6.2.1电压无功综合控制原理132

6.2.2变电站电压无功控制应满足的约束条件134

6.3电压无功控制方式及控制策略135

6.3.1电压无功控制方式135

6.3.2电压无功控制策略137

6.4变电站电压、无功综合控制系统举例139

6.4.1 VQC系统特点139

6.4.2 VQC系统结构141

6.4.3 VQC系统的调节策略142

6.4.4 VQC闭锁145

6.4.5变电站综合自动化系统的VQC操作界面介绍146

本章小结147

习题147

第7章 变电站综合自动化系统的二次装置及其他子系统148

7.1备用电源自动投入装置148

7.1.1备用电源自动投入装置概述148

7.1.2备用电源自动投入方式149

7.1.3备用电源自动投入装置特点151

7.1.4备用电源自投装置的动作逻辑152

7.2故障录波153

7.2.1故障录波器及其应用现状154

7.2.2故障录波器的主要作用154

7.2.3电力系统对故障录波器的要求155

7.2.4故障录波器的硬件结构157

7.2.5故障录波器的工作原理158

7.3小电流接地系统单相接地故障检测162

7.3.1中性点不接地系统单相接地故障的检测163

7.3.2中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的检测167

本章小结170

习题171

第8章 变电站综合自动化的数据通信172

8.1综合自动化系统数据通信的基本概念172

8.1.1数据通信系统172

8.1.2数据传输方式173

8.1.3异步传输与同步传输174

8.1.4数据通信的工作方式175

8.2数字信号的调制解调与差错控制176

8.2.1数字信号的传输176

8.2.2数字信号的调制与解调176

8.2.3差错控制178

8.3变电站综合自动化系统的通信基本内容与功能180

8.3.1变电站综合自动化系统通信内容180

8.3.2对变电站综合自动化系统通信的要求182

8.3.3变电站远传信息的通信线路183

8.4变电站综合自动化数据通信接口185

8.4.1 RS-232标准185

8.4.2 RS-232D的特性及优缺点187

8.4.3 RS-485标准接口188

8.4.4 RS-232与RS-485通信接口存在的问题188

8.5变电站信息传输规约189

8.5.1循环式传送规约（CDT）189

8.5.2问答式传输规约194

8.5.3循环式传输规约与问答式传输规约的比较195

8.6变电站综合自动化系统的通信网络195

8.6.1局域网信息传输195

8.6.2现场总线通信方式197

本章小结199

习题199

第9章 变电站综合自动化系统的可靠性200

9.1变电站综合自动化系统的可靠性问题200

9.2电力系统电磁兼容的基本概念201

9.2.1差模干扰及共模干扰201

9.2.2电磁干扰的传导路径202

9.3变电站电磁干扰的主要来源206

9.3.1自然干扰源206

9.3.2系统内在干扰源207

9.3.3系统外部干扰源208

9.4变电站抗电磁干扰的措施209

9.4.1电磁场的屏蔽机理209

9.4.2变电站综合自动化系统抗电磁干扰的措施212

9.5变电站综合自动化系统的自动检测技术216

本章小结219

习题219

第10章 变电站综合自动化系统的运行管理、调试与维护220

10.1变电站综合自动化系统的管理220

10.1.1运行管理220

10.1.2制度管理224

10.1.3设备管理225

10.1.4技术资料管理226

10.1.5安全管理227

10.2变电站综合自动化系统的调试228

10.2.1调试目的、内容及调试前的准备工作229

10.2.2电测量变送器的检测与调试229

10.2.3交流采样装置的调试231

10.2.4变电站综合自动化系统的安装接线233

10.2.5综合自动化装置的现场调试234

10.3变电站综合自动化系统的运行维护238

10.4变电站故障及处理239

本章小结240

习题240

第11章 数字化变电站技术241

11.1数字化变电站241

11.2数字化变电站的体系结构和技术特征242

11.2.1数字化变电站的体系结构242

11.2.2数字化变电站的技术特征245

11.3 IEC 61850标准248

11.3.1 IEC 61850标准概述248

11.3.2 IEC 61850的几个重要术语249

11.3.3 EEC 61850的特点250

11.3.4 IEC 61850标准的现状及发展规划253

11.4数字化变电站的实现基础254

11.5数字化变电站自动化系统功能的发展259

本章小结263

习题263

参考文献264