變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用

第1章　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)知識　1
1．1　變電站綜合自動(dòng)化的基本概念及發(fā)展過程　1
1．1．1　變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展過程　2
1．1．2　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求　4
1．2　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的主要因素及其功能　6
1．2．1　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的主要因素　6
1．2．2　變電站綜合自動(dòng)化的基本功能　7
1．3　變電站綜合自動(dòng)化的體系結(jié)構(gòu)　12
1．4　實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢　18
1．4．1　變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)　18
1．4．2　變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向　21
1．4．3　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的新技術(shù)　23
1．5　變電站綜合自動(dòng)化研究的內(nèi)容和特點(diǎn)　24
1．5．1　變電站綜合自動(dòng)化的研究內(nèi)容　24
1．5．2　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)　25
本章小結(jié)　27
習(xí)題　27
第2章　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的裝置原理　28
2．1　變電站綜合自動(dòng)化裝置概述　28
2．1．1　基本測控單元　28
2．1．2　采集的數(shù)據(jù)信息　30
2．2　模擬量輸入/輸出系統(tǒng)　30
2．2．1　基于逐次逼近型的模擬量輸入/輸出通道　30
2．2．2　基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路　39
2．2．3　模擬量輸出通道　42
2．3　開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)　43
2．3．1　開關(guān)量輸入/輸出的基本概念　43
2．3．2　CPU對輸入/輸出的控制方式　44
2．3．3　開關(guān)量輸入通道　47
2．3．4　開關(guān)量輸出通道　50
2．3．5　脈沖量輸入電路　51
2．4　人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件　53
2．4．1　人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)　53
2．4．2　電源插件　53
本章小結(jié)　54
習(xí)題　54
第3章　變電站綜合自動(dòng)化算法　55
3．1　概述　55
3．2　微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)知識　56
3．2．1　微處理器的基本工作原理　56
3．2．2　數(shù)字濾波　57
3．2．3　常用的數(shù)字濾波器　58
3．3　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中常用的算法　62
3．3．1　基于正弦函數(shù)模型的算法　62
3．3．2　基于周期函數(shù)模型算法　66
3．3．3　基于隨機(jī)函數(shù)模型算法　68
3．3．4　解微分方程算法　69
3．4　算法的評價(jià)和選擇　70
本章小結(jié)　73
習(xí)題　73
第4章　變電站綜合自動(dòng)化微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)　74
4．1　微機(jī)保護(hù)的發(fā)展及特點(diǎn)　74
4．1．1　微機(jī)保護(hù)的發(fā)展　74
4．1．2　微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢　75
4．2　微機(jī)型保護(hù)及控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)與軟件功能　77
4．2．1　微機(jī)型保護(hù)及控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)　77
4．2．2　微機(jī)型保護(hù)及控制裝置的軟件功能　81
4．2．3　微機(jī)保護(hù)軟件主要模塊　83
4．3　輸電線路的微機(jī)保護(hù)　84
4．3．1　線路三段式電流保護(hù)　84
4．3．2　方向過電流保護(hù)　86
4．3．3　自動(dòng)重合閘　87
4．3．4　微機(jī)線路距離保護(hù)　89
4．4　變壓器及母線的微機(jī)保護(hù)　92
4．4．1　電力變壓器的保護(hù)類型及配置　92
4．4．2　變壓器的差動(dòng)保護(hù)　94
4．4．3　變壓器的后備保護(hù)　98
4．4．4　母線微機(jī)保護(hù)　100
4．5　電力電容器的微機(jī)保護(hù)　101
4．5．1　電容器的故障及保護(hù)配置　102
4．5．2　電容器組的保護(hù)　102
4．6　微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的新發(fā)展　104
本章小結(jié)　104
習(xí)題　105
第5章　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)　106
5．1　變電站監(jiān)控子系統(tǒng)的組成　106
5．1．1　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)　107
5．1．2　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件　109
5．1．3　變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡介　109
5．2　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能及特點(diǎn)　113
5．2．1　監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能　113
5．2．2　監(jiān)控子系統(tǒng)的特點(diǎn)　116
5．3　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的冗余方式　117
5．3．1　變電站通信系統(tǒng)的冗余備份　117
5．3．2　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主控單元冗余備份　119
5．3．3　變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通信機(jī)冗余　120
5．3．4　后臺冗余　120
5．4　無人值班變電站的監(jiān)控方式　120
5．4．1　無人值班變電站的設(shè)備和特點(diǎn)　121
5．4．2　無人值班變電站的運(yùn)行模式　123
5．4．3　無人值班變電站的運(yùn)行與管理　124
本章小結(jié)　127
習(xí)題　127
第6章　變電站綜合自動(dòng)化電壓無功控制子系統(tǒng)　128
6．1　電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整　128
6．1．1　無功功率　128
6．1．2　無功功率補(bǔ)償　129
6．1．3　變電站的電壓調(diào)整　129
6．1．4　電壓無功控制補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)　131
6．2　變電站電壓、無功綜合控制的原理　132
6．2．1　電壓無功綜合控制原理　132
6．2．2　變電站電壓無功控制應(yīng)滿足的約束條件　134
6．3　電壓無功控制方式及控制策略　135
6．3．1　電壓無功控制方式　135
6．3．2　電壓無功控制策略　137
6．4　變電站電壓、無功綜合控制系統(tǒng)舉例　139
6．4．1　VQC系統(tǒng)特點(diǎn)　139
6．4．2　VQC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　141
6．4．3　VQC系統(tǒng)的調(diào)節(jié)策略　142
6．4．4　VQC閉鎖　145
6．4．5　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的VQC操作界面介紹　146
本章小結(jié)　147
習(xí)題　147
第7章　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的二次裝置及其他子系統(tǒng)　148
7．1　備用電源自動(dòng)投入裝置　148
7．1．1　備用電源自動(dòng)投入裝置概述　148
7．1．2　備用電源自動(dòng)投入方式　149
7．1．3　備用電源自動(dòng)投入裝置特點(diǎn)　151
7．1．4　備用電源自投裝置的動(dòng)作邏輯　152
7．2　故障錄波　153
7．2．1　故障錄波器及其應(yīng)用現(xiàn)狀　154
7．2．2　故障錄波器的主要作用　154
7．2．3　電力系統(tǒng)對故障錄波器的要求　155
7．2．4　故障錄波器的硬件結(jié)構(gòu)　157
7．2．5　故障錄波器的工作原理　158
7．3　小電流接地系統(tǒng)單相接地故障檢測　162
7．3．1　中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測　163
7．3．2　中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測　167
本章小結(jié)　170
習(xí)題　171
第8章　變電站綜合自動(dòng)化的數(shù)據(jù)通信　172
8．1　綜合自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念　172
8．1．1　數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)　172
8．1．2　數(shù)據(jù)傳輸方式　173
8．1．3　異步傳輸與同步傳輸　174
8．1．4　數(shù)據(jù)通信的工作方式　175
8．2　數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)與差錯(cuò)控制　176
8．2．1　數(shù)字信號的傳輸　176
8．2．2　數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)　176
8．2．3　差錯(cuò)控制　178
8．3　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信基本內(nèi)容與功能　180
8．3．1　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信內(nèi)容　180
8．3．2　對變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信的要求　182
8．3．3　變電站遠(yuǎn)傳信息的通信線路　183
8．4　變電站綜合自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信接口　185
8．4．1　RS-232標(biāo)準(zhǔn)　185
8．4．2　RS-232D的特性及優(yōu)缺點(diǎn)　187
8．4．3　RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口　188
8．4．4　RS-232與RS-485通信接口存在的問題　188
8．5　變電站信息傳輸規(guī)約　189
8．5．1　循環(huán)式傳送規(guī)約（CDT）　189
8．5．2　問答式傳輸規(guī)約　194
8．5．3　循環(huán)式傳輸規(guī)約與問答式傳輸規(guī)約的比較　195
8．6　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)　195
8．6．1　局域網(wǎng)信息傳輸　195
8．6．2　現(xiàn)場總線通信方式　197
本章小結(jié)　199
習(xí)題　199
第9章　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性　200
9．1　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性問題　200
9．2　電力系統(tǒng)電磁兼容的基本概念　201
9．2．1　差模干擾及共模干擾　201
9．2．2　電磁干擾的傳導(dǎo)路徑　202
9．3　變電站電磁干擾的主要來源　206
9．3．1　自然干擾源　206
9．3．2　系統(tǒng)內(nèi)在干擾源　207
9．3．3　系統(tǒng)外部干擾源　208
9．4　變電站抗電磁干擾的措施　209
9．4．1　電磁場的屏蔽機(jī)理　209
9．4．2　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)抗電磁干擾的措施　212
9．5　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)檢測技術(shù)　216
本章小結(jié)　219
習(xí)題　219
第10章　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行管理、調(diào)試與維護(hù)　220
10．1　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理　220
10．1．1　運(yùn)行管理　220
10．1．2　制度管理　224
10．1．3　設(shè)備管理　225
10．1．4　技術(shù)資料管理　226
10．1．5　安全管理　227
10．2　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試　228
10．2．1　調(diào)試目的、內(nèi)容及調(diào)試前的準(zhǔn)備工作　229
10．2．2　電測量變送器的檢測與調(diào)試　229
10．2．3　交流采樣裝置的調(diào)試　231
10．2．4　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝接線　233
10．2．5　綜合自動(dòng)化裝置的現(xiàn)場調(diào)試　234
10．3　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)　238
10．4　變電站故障及處理　239
本章小結(jié)　240
習(xí)題　240
第11章　數(shù)字化變電站技術(shù)　241
11．1　數(shù)字化變電站　241
11．2　數(shù)字化變電站的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征　242
11．2．1　數(shù)字化變電站的體系結(jié)構(gòu)　242
11．2．2　數(shù)字化變電站的技術(shù)特征　245
11．3　IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)　248
11．3．1　IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)概述　248
11．3．2　IEC 61850的幾個(gè)重要術(shù)語　249
11．3．3　IEC 61850的特點(diǎn)　250
11．3．4　IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃　253
11．4　數(shù)字化變電站的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)　254
11．5　數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能的發(fā)展　259
本章小結(jié)　263
習(xí)題　263
參考文獻(xiàn)　264