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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