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第1章 绪论1

1．1 电器智能化概述1

1．1．1 电器智能化与智能电器1

1．1．2 智能电器的基本特点2

1．1．3 智能电器一般组成结构3

1．1．4 电器智能化网络的结构和特点5

1．2 电器智能化技术的发展7

1．2．1 智能电器监控单元功能的完善与开发7

1．2．2 监控单元设计技术的现状与发展9

1．2．3 电器元件工作机理的变革13

1．2．4 电器智能化网络的现状与发展趋势14

1．3 本课程的学习内容14

本章小结15

思考练习题15

第2章 现场参量及其检测16

2．1 智能电器现场参量类型及数字化测量方法16

2．2 电量信号检测方法17

2．2．1 基于电磁感应定律的电压、电流互感器18

2．2．2 霍尔电流、电压传感器25

2．2．3 光学电流、电压互感器30

2．3 非电量信号检测方法34

2．3．1 温度检测传感器及其在智能电器中的应用34

2．3．2 湿度检测传感器及其应用42

2．3．3 电器操作机构机械特性测量43

2．4 被测量输入通道设计原理45

2．4．1 输入通道的基本结构46

2．4．2 模拟量输入通道中的信号调理电路原理及常用芯片48

2．4．3 多路模拟参量信号与A/D转换器接口54

2．4．4 模拟量采样环节设计原理及常用电路芯片55

2．4．5 隔离的概念及其措施59

2．5 测量通道的误差分析64

2．5．1 误差及其表示方法64

2．5．2 智能电器监控单元被测模拟量输入通道产生的误差65

思考练习题67

本章小结67

第3章 现场参量的信号分析与处理68

3．1 智能电器被测参量的信号分类68

3．2 被测参量的采样及采样速率的确定69

3．2．1 运行现场被测参量类型及特点69

3．2．2 采样速率对测量结果影响的分析69

3．2．3 采样频率的选择71

3．3 数字滤波72

3．4 非线性传感器测量结果的数字化处理75

3．4．1 直接计算法75

3．4．2 查表法76

3．4．3 插值法76

3．5 智能电器现场电参量的测量和保护算法77

3．5．1 电压和电流参量信号的采样方法78

3．5．2 常用的电量测量算法78

3．5．3 基本保护算法80

3．5．4 测量和保护计算的误差分析85

3．5．5 提高计算精度的常用措施88

本章小结90

思考练习题91

第4章 智能电器监控单元的设计92

4．1 智能监控单元的功能及结构组成92

4．1．1 智能监控单元的基本功能92

4．1．2 智能监控单元硬件功能模块的划分93

4．1．3 中央控制模块的一般结构和设计方法94

4．1．4 开关量输出模块的结构组成102

4．1．5 通信模块的基本要求和设计原则103

4．1．6 人机交互模块的设计步骤和常用器件103

4．1．7 智能监控单元的时序设计106

4．2 智能监控单元的软件设计107

4．2．1 智能监控单元软件的层次设计107

4．2．2 实时多任务调度系统109

4．2．3 智能监控单元软件的数据格式设计113

4．3．1 电磁兼容性的基本概念和电磁干扰的传播途径116

4．3 智能电器监控单元的电磁兼容性设计116

4．3．2 监控单元硬件的电磁兼容性设计117

4．3．3 印刷电路板(PCB)的抗干扰设计119

4．3．4 智能监控单元软件的抗干扰措施120

本章小结122

思考练习题122

第5章 电器智能化局域网设计基础124

5．1 计算机通信网络基础124

5．1．1 计算机通信网络的基本特点124

5．1．2 计算机网络分类125

5．1．3 网络的通信协议和分层模型——网络的体系结构127

5．1．4 开放系统互连参考模型128

5．2 数字通信技术基础知识131

5．2．1 数字通信的有效性和可靠性131

5．2．2 信号的频谱与带宽132

5．2．3 信道的截止频率与带宽133

5．2．4 信道的最大数据传输速率134

5．2．5 数据编码方式135

5．2．6 数据信号的传输方式136

5．2．7 多路复用技术137

5．2．8 信号传输的同步方式138

5．2．9 数字通信网络的传输介质139

5．2．10 数字通信网络的物理层接口141

5．3 现场总线基础144

5．3．1 现场总线系统的特点144

5．3．2 电器智能化网络中常用的现场总线145

5．4 电器智能化网络结构及其设计原则153

5．4．1 电器智能化局域网的特点153

5．4．2 电器智能化局域网的一般结构及设计原则155

5．4．3 现场设备底层网设计原则159

5．5 电器智能化现场总线底层网和局域网的软件设计基础160

5．5．1 软件功能和设计的基本原则160

5．5．2 软件系统设计流程及方法162

5．5．3 保证系统开放性的设计方法163

5．5．4 软件系统可靠性、稳定性设计164

5．5．5 提高系统配置灵活性的措施166

5．5．6 常用数据交换方式及数据包格式167

5．6 网络互连技术在电器智能化系统中的应用168

5．6．1 问题的提出168

5．6．2 网络级互连的概念169

5．6．3 TCP/IP参考模型及其特点169

5．6．4 关于IP171

思考练习题172

本章小结172

第6章 电器智能化技术在配电网自动化中的应用174

6．1 配电网自动化的基本概念174

6．2 配电网自动化中使用的开关电器元件和成套设备177

6．2．1 重合器178

6．2．2 自动线路分段器179

6．2．3 自动配电开关180

6．2．4 成套组合电器181

6．3．1 配电网自动化远方终端的基本功能184

6．3 配电网自动化的远方终端设备184

6．3．2 DA-RTU设计中的分布式设计技术187

6．3．3 DA-RTU的故障检测方法187

6．3．4 馈线自动化技术188

6．4 配电网自动化主站系统194

6．4．1 配电网自动化主站系统的功能及性能要求194

6．4．2 配电网自动化主站系统的软硬件配置195

6．4．3 配电网自动化二级主站197

6．5 配电网自动化通信199

6．5．1 配电网自动化通信的特点与要求199

6．5．2 配电网自动化通信的配置方式201

6．5．3 配电网自动化通信网络方案的选择203

6．5．4 配电网自动化通信协议203

本章小结208

思考练习题208

参考文献210