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第1章 概述1

1.1 配电网自动化概念1

1.2 配电网自动化系统的构成及功能3

1.2.1 配电网自动化系统的构成3

1.2.2 配电网自动化系统的功能4

1.3 实现配电网自动化的意义4

1.4 国内外配电网自动化现状及发展6

1.4.1 国外配电网自动化发展6

1.4.2 国内配电网自动化发展7

1.4.3 配电网自动化发展趋势8

1.5 配电网自动化系统建设的难点、存在的问题及解决办法9

1.5.1 配电网自动化系统建设的难点9

1.5.2 配电网自动化系统建设存在的问题10

1.5.3 解决办法12

第2章 配电网及一次设备13

2.1 配电网接线13

2.1.1 放射式接线13

2.1.2 环式接线14

2.2 配电网一次设备18

2.2.1 配电变压器18

2.2.2 断路器19

2.2.3 负荷开关20

2.2.4 隔离开关21

2.2.5 熔断器22

2.3 开闭所22

2.4 环网柜和电缆分支箱24

2.4.1 环网柜24

2.4.2 电缆分支箱26

2.5 配电站和箱式变压器28

2.5.1 配电站28

2.5.2 箱式变压器29

2.6 配电网的接地方式30

第3章 配电网自动化数据通信33

3.1 数据通信系统的基本组成33

3.2 通信系统的性能指标35

3.2.1 有效性指标35

3.2.2 可靠性指标36

3.3 数据传输方式和工作方式37

3.3.1 数据传输方式37

3.3.2 通信线路的工作方式39

3.4 数据通信的差错检测39

3.4.1 差错控制方式39

3.4.2 常用检错码40

3.5 配电网自动化通信方式44

3.5.1 RS-23245

3.5.2 RS-48546

3.5.3 CAN总线49

3.5.4 电力线载波通信50

3.5.5 光纤通信53

3.5.6 ZigBee无线传感器网络59

3.5.7 GPRS通信62

3.5.8 多种通信方式综合应用64

3.6 配电网自动化常用的通信规约66

3.6.1 电力负荷管理系统数据传输规约66

3.6.2 IEC 60870-5-104规约77

第4章 配电网馈线监控终端89

4.1 馈线监控终端简介89

4.1.1 馈线监控终端的功能及性能要求89

4.1.2 馈线监控终端的构成90

4.1.3 馈线终端单元的硬件91

4.1.4 馈线终端单元的软件93

4.1.5 环网柜和开闭所的馈线终端单元96

4.2 馈线监控终端数据采集原理97

4.2.1 概述97

4.2.2 模拟量采集的基本原理99

4.2.3 交流采样算法102

4.2.4 数字滤波原理106

4.2.5 开关量输入／输出115

4.3 馈线监控终端实例118

4.3.1 FD-F2010型馈线监控终端的构成118

4.3.2 F2010B型馈线终端单元的硬件118

4.3.3 F2010B型馈线终端单元的软件121

4.4 馈线故障指示器123

4.4.1 概述123

4.4.2 短路故障指示器124

4.4.3 故障指示器的应用和发展127

第5章 电力用户用电信息采集终端129

5.1 智能电能表129

5.1.1 智能电能表的功能129

5.1.2 安全认证131

5.2 专变及公变采集终端132

5.2.1 专变及公变采集终端简述132

5.2.2 专变及公变采集终端的功能133

5.2.3 专变及公变采集终端的通信协议134

5.3 集中抄表采集终端134

5.3.1 集中抄表终端简述134

5.3.2 集中抄表终端的功能136

5.3.3 集中抄表终端的通信协议137

5.4 专变采集终端设计137

5.4.1 概述137

5.4.2 终端硬件设计137

5.4.3 终端软件设计139

第6章 配电网馈线自动化146

6.1 馈线自动化模式146

6.2 基于重合器的馈线自动化147

6.2.1 重合器的功能147

6.2.2 分段器的分类和功能148

6.2.3 重合器与电压－时间型分段器配合149

6.2.4 重合器与过电流脉冲计数型分段器配合153

6.2.5 基于重合器的馈线自动化系统的不足154

6.3 基于馈线监控终端的馈线自动化154

6.3.1 系统概述154

6.3.2 馈线故障区段定位算法简介156

6.3.3 基于网基结构矩阵的定位算法157

6.3.4 基于网形结构矩阵的定位算法161

6.4 馈线自动化系统设计165

6.4.1 系统结构165

6.4.2 硬件设计166

6.4.3 软件设计167

第7章 电力用户用电信息采集系统173

7.1 系统方案173

7.1.1 对象分类及采集要求173

7.1.2 预付费方式177

7.1.3 系统总体架构178

7.1.4 主站设备配置180

7.1.5 主站部署模式181

7.2 通信信道187

7.3 公变监测系统188

7.3.1 系统结构188

7.3.2 系统功能189

7.3.3 通信组网190

7.4 集中抄表系统191

7.4.1 技术展望191

7.4.2 系统结构192

7.4.3 采集设备通信组网193

第8章 配电网自动化主站系统195

8.1 主站系统概述195

8.1.1 设计原则195

8.1.2 系统架构196

8.2 主站系统的硬件196

8.2.1 配置原则196

8.2.2 功能部署197

8.3 主站系统的软件198

8.3.1 配置原则198

8.3.2 功能部署199

8.4 信息交互202

8.5 配电网地理信息系统204

8.5.1 系统概述204

8.5.2 构建原理204

8.5.3 功能部署205

8.5.4 应用实例208

8.6 主站系统的集成方案212

8.6.1 SCADA/DA和GIS一体化方案212

8.6.2 SCADA/DA与GIS的集成方案213

8.6.3 两种方案的比较214

8.7 主站系统工程实例214

8.7.1 工程实例一214

8.7.2 工程实例二218

第9章 配电网高级应用软件221

9.1 配电网高级应用软件简介221

9.2 配电网拓扑分析223

9.2.1 概述223

9.2.2 配电网拓扑结构224

9.2.3 配电网拓扑描述224

9.2.4 配电网拓扑分析算法228

9.3 配电网线损计算231

9.3.1 线损的基本概念231

9.3.2 配电网理论线损计算方法232

9.3.3 配电网线损三相潮流计算232

第10章 配电网自动化规划246

10.1 规划思路和要求246

10.2 馈线自动化配置247

10.2.1 馈线自动化应用原则247

10.2.2 故障处理模式选择247

10.2.3 故障处理模式规划案例247

10.3 配电主站规划248

10.3.1 主站规划原则248

10.3.2 主站规划方案249

10.3.3 主站规划案例253

10.4 配电终端规划253

10.4.1 终端规划原则253

10.4.2 终端配置数量计算254

10.4.3 终端规划案例256

10.5 配电网通信规划257

10.5.1 通信规划原则257

10.5.2 组网方式258

10.5.3 通信方式选择264

10.6 信息安全防护规划265

10.6.1 安全防护规划原则265

10.6.2 信息安全防护体系建设方案266

附录268

附录A 配电网自动化实现方式268

附录B 线损计算原始数据269

参考文献272