配电网综合自动化技术

第3版前言 第2版前言 第1版前言 第1章 绪论 1.1 电力系统的基本概念 ………………………………… 1 1.1.1 电力系统的构成 ………………………………… 1 1.1.2 各种能源发电形式 ……………………………… 1 1.1.3 节能降碳背景下新能源的发展前景 …………… 4 1.2 配电管理系统 ………………………………………… 6 1.3 配电网自动化系统的总体构成 ……………………… 7 1.3.1 小型配电网自动化系统的构成 ………………… 9 1.3.2 中型配电网自动化系统的构成 ………………… 10 1.3.3 大型配电网自动化系统的构成 ………………… 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 ……………………………… 14 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历程 …………………… 18 1.6 配电自动化的重点 …………………………………… 19 1.7 智能电网形势下的配电网建设 ……………………… 21 1.7.1 坚强智能电网的概念提出及规划 ……………… 21 1.7.2 基于配电自动化的智能配电网建设 …………… 21 1.7.3 智能电网形势下配电自动化发展 ……………… 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原则和设计理念 … 24 1.9.3 配电自动化系统规划的架构和内容 …………… 25 1.10 要点掌握 …………………………………………… 26 思考题 ……………………………………………………… 26 第2章 配电网 2.1 我国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 ………… 27 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 中性点接地方式及其比较 ……………………… 31 2.3.2 铁磁谐振的原理及抑制措施 …………………… 32 2.4 配电涉及的一、二次设备 …………………………… 32 2.4.1 开关设备的灭弧介质选型 ……………………… 32 2.4.2 典型开断设备介绍 ……………………………… 33 2.5 配电涉及的一、二次设备 …………………………… 35 2.5.1 环网柜 …………………………………………… 35 2.5.2 电缆分接箱 ……………………………………… 36 2.6 配电涉及的一次设备 ………………………………… 39 2.6.1 概述 ……………………………………………… 39 2.6.2 开关柜布置原则 ………………………………… 39 2.6.3 开关柜的防误和作用 …………………………… 40 2.6.4 并列馈线主接线形式 41 2.6.5 环形网络供电方式 42 2.7 配电网络涉及的一次设备 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 配电线路的结构 46 2.9 配电网络拓扑形式及馈线故障处理 47 2.9.1 配电网络拓扑形式及实际应用 47 2.9.2 馈线故障处理 52 2.10 思考题 54 **第3章 配电终端——FTU** 55 3.1 终端设置原则和终端电源的配置 55 3.1.1 终端设置原则 55 3.1.2 终端电源的配置 56 3.2 FTU的基本概念与功能 56 3.2.1 FTU的基本概念 56 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TMS320F206 DSP硬件分析 63 3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特点 62 3.4.2 TMS320F206存储空间映射 63 3.4.3 TMS320F206 DSP片上外设 65 3.4.4 TMS320F206 DSP芯片中断 65 3.4.5 TMS320F206 DSP指令存储器 66 3.4.6 TMS320F206 DSP复位 67 3.4.7 SD-2210型FTU模拟量输入输出 67 3.4.8 SD-2210型FTU开关量输入输出 68 3.4.9 SD-2210型FTU异步串行通信 68 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 断路器电路 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 基于双积分A-D转换的MAX125芯片及其应用 74 3.8.3 单电源模拟量输入 81 3.9 模拟量输出电路 83 3.10 傅里叶算法 84 3.11 要点串核 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各自的实现 87 4.1.3 开闭所RTU与馈线监控FTU的比较 87 4.1.4 开闭所RTU与开闭所DTU的比较 88 4.1.5 开闭所RTU与变电所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 子站的功能 91 4.3.3 站控终端与FTU、TTU、DTU的比较 91 4.4 要点串核 92 **第5章 通信系统** 93 5.1 引言 93 5.1.1 配电自动化系统的基本概念 93 5.1.2 数据通信系统的组成 95 5.1.3 数据传输的同步 95 5.1.4 通信工作方式 96 Ⅲ 配电网综合自动化技术（第3版） 5.2 调频调差 96 5.3 差错控制 99 5.3.1 产生差错的原因 99 5.3.2 干扰与噪声 100 5.3.3 差错控制的基本方式 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 信息传输规约 107 5.4.2 差错控制规约 107 5.4.3 同步通信规约 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 拨动控制 117 5.5.5 工频控制 117 5.5.6 电话专线 118 5.5.7 线缆总线 118 5.5.8 RS485串行总线 119 5.5.9 无线扩频 119 5.5.10 某市高频通信（数字电台通信） 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 调频广播 122 5.5.15 移动通信业务 122 5.6 要点掌握 124 思考题 124 第6章 馈线自动化 125 6.1 智能配电网的自愈与自动化 125 6.1.1 自愈 125 6.1.2 配电自动化 126 6.1.3 实现自愈的条件和关键技术 126 6.1.4 自愈控制的难点与策略 127 6.2 馈线自动化的实现与发展历程 127 6.2.1 第一阶段——分散、无控子站（传统模式）阶段 127 6.2.2 第二阶段——分散、准馈线自动化阶段 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 重合器的使用场合 135 6.3.5 重合器实例 135 6.4 分段器 137 6.4.1 分段器的分类 137 6.4.2 电压-时间型分段器原理及使用 137 6.4.3 电压-时间分段器的参数 138 6.4.4 电流-时间分段器 139 6.5 重合器与电压-时间型分段器配合 139 6.5.1 辐射状网故障的处理 139 6.5.2 环状网故障的处理 142 6.5.3 分段开关和联络开关的关合时间 144 6.6 重合器与过电流脉冲计数型分段器配合 146 6.6.1 永久性故障的处理 148 6.6.2 瞬时性故障处理 148 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 152 6.8 两种馈线自动化的比较 152 6.8.1 基于重合器-分段器的馈线自动化 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 MIS单相接地故障选线的国内外研究现状 155 7.1.2 利用配电网静态电气量传输故障信息的选线方法 156 7.1.3 利用配电网暂态电气量传输故障信息的选线方法 158 7.1.4 其他方法 158