前言
第1章智能电器概论1
1.1电器的定义与分类1
1.2电器的典型结构2
1.3电器智能化的内涵与主要内容4
1.4智能电器的理论任务6
思考题7
参考文献7
第2章电器学基本理论与信号处理基础8
2.1电流的热效应8
2.1.1电器设备的最大允许温升8
2.1.2电器的发热与散热11
2.1.3导体的升温与冷却过程13
2.1.4电器设备的短时发热16
2.2电流的力效应17
2.2.1概述17
2.2.2载流系统电动力的计算18
2.2.3交流电动力19
2.3电接触21
2.3.1概述21
2.3.2接触电阻22
2.3.3电接触的稳定性与接触劣化24
2.4电弧25
2.4.1概述25
2.4.2电弧弧柱过程26
2.4.3直流电弧29
2.4.4交流电弧31
2.4.5真空电弧33
2.5磁路计算38
2.5.1非极化磁路结构38
2.5.2极化磁路39
2.5.3磁路计算39
2.6采样44
智能电器第2版目录2.6.1概述44
2.6.2连续时间信号的采样44
2.6.3离散时间信号的采样47
2.6.4离散时间信号的抽取和内插49
2.7数字滤波49
2.7.1滤波概念49
2.7.2数字滤波器基本网络结构50
2.7.3IIR数字滤波器的设计方法53
2.7.4FIR数字滤波器的设计方法57
2.8常用信号分析方法59
2.8.1信号的时域分析59
2.8.2信号的频域分析60
2.8.3信号的z域分析63
2.8.4小波分析63
思考题68
参考文献68
第3章智能电器的信号检测系统69
3.1现场参量类型及数字化测量方法69
3.2智能电器中的各类传感器70
3.2.1电量传感器70
3.2.2非电量传感器80
3.2.3开关量检测方法82
3.2.4传感器技术的发展及新型传感器的应用85
3.3信号输入通道设计86
3.3.1输入通道的基本结构86
3.3.2模拟量输入通道中的信号调理电路87
3.3.3模拟信号数字化调制方法88
3.3.4隔离的概念及措施91
3.4现场参量的信号分析与处理92
3.4.1数字滤波器92
3.4.2非线性传感器测量结果的线性化处理93
3.4.3常用电参量的计算95
3.5信号检测系统误差96
思考题98
参考文献98
第4章智能电器的控制系统99
4.1控制器的基本结构与组成99
4.2控制器的基本功能与特点101
4.2.1控制器的基本功能101
4.2.2控制器的基本特点102
4.3控制器的系统设计106
4.3.1控制器系统设计的基本要求106
4.3.2控制器系统设计的主要步骤107
4.4智能电器控制器的硬件系统110
4.4.1中央处理器110
4.4.2译码与存储器系统115
4.4.3基本输入输出系统116
4.5智能电器控制器的软件系统119
4.5.1专家系统设计基础119
4.5.2模糊逻辑设计基础121
4.5.3神经网络基础126
4.5.4模式识别和聚类分析基础128
4.6智能电器的网络化与通信系统130
4.6.1现场总线技术130
4.6.2数字通信基础133
4.6.3变电站通信系统结构135
4.6.4变电站通信网的基本设计原则136
4.6.5通信网的软硬件实现137
4.6.6系统协议IEC 61850137
4.6.7IEC 61850标准的特点139
4.6.8基于IEC 61850标准的变电站内通信系统框架模型143
4.6.9智能电器的网络化144
4.6.10智能变电站中一次智能电器149
思考题150
参考文献150
第5章电子操动与永磁机构151
5.1传统操动系统及其局限性151
5.2电子操动的构成与设计原则152
5.2.1电子操动系统的一般构成152
5.2.2永磁操动机构的励磁控制154
5.2.3快速斥力机构155
5.2.4长行程磁力机构158
5.3永磁操动机构的磁路设计162
5.3.1基本方程的建立163
5.3.2永磁体处理及机构磁场计算163
5.3.3永磁操动机构的负载特性164
5.3.4永磁机构的其他结构形式166
5.4相控开关166
5.4.1相控开关的基本要素166
5.4.2并联无功电容器与空载变压器同步关合167
5.4.3断路器的同步分断170
5.4.4同步开关的技术要求171
5.5电子操动控制精度与可靠性分析172
5.5.1永磁机构的动作时序172
5.5.2控制精度分析172
5.5.3电子操动的可靠性分析173
思考题174
参考文献175
第6章智能电器的可靠性与电磁兼容176
6.1智能电器的可靠性176
6.1.1可靠性的一般理论176
6.1.2常用的可靠性指标176
6.1.3设备常见失效模式177
6.1.4产品可靠性模型的建立178
6.1.5产品可靠性的评估179
6.2智能电器的电磁兼容181
6.2.1概述181
6.2.2智能电器的电磁干扰源182
6.2.3智能电器中的电磁耦合方式183
6.2.4智能电器中的电磁干扰抑制措施186
6.3智能电器的电磁兼容试验和标准188
6.3.1概述188
6.3.2电磁兼容抗扰度试验188
6.3.3电磁兼容标准191
思考题194
参考文献194
第7章配电自动化——智能电器应用之一195
7.1概述195
7.1.1配电网结构特点195
7.1.2配电自动化的基本概念197
7.1.3配电网自动化的技术难点198
7.2智能式重合器与分段器199
7.2.1重合器与分段器199
7.2.2自动重合器与分段器200
7.3配电网馈线自动化的基本模式202
7.3.1以重合器/分段器构成的控制模式202
7.3.2以FTU实现SCADA集中控制模式204
7.3.3“无信道就地智能控制+SCADA”模式205
7.3.4“有信道就地智能控制+SCADA”模式208
7.4馈线远方终端——FTU211
7.4.1FTU的功能及性能要求211
7.4.2FTU的技术核心212
7.4.3FTU的组成212
7.5配电自动化的通信213
7.5.1配电自动化通信方式214
7.5.2配电自动化通信规约215
7.5.3基于互联网的配电自动化通信体系216
思考题219
参考文献219
第8章柔性交流输电系统电器——智能电器应用之二220
8.1柔性交流输电问题的提出220
8.2电力电子技术在输电系统的应用222
8.2.1电力电子技术对输电系统的影响222
8.2.2在输电系统中应用的电力电子开关223
8.2.3柔性交流输电系统电器在输电系统中的应用225
8.3典型柔性交流输电系统电器226
8.3.1静止无功补偿器226
8.3.2高级静止无功发生器229
8.3.3故障电流限制器230
8.3.4储能系统232
8.4统一电能质量管理系统233
8.4.1电能质量问题的提出233
8.4.2瞬时无功功率理论236
8.4.3有源滤波239
8.4.4动态电能质量调节243
8.4.5统一电能质量调节装置246
8.5超高压真空开关的实现254
8.5.1高压和超高压领域发展真空开关的可行性254
8.5.2光控模块式真空开关256
8.5.3多断口真空开关的整体结构259
思考题261
参考文献261
第9章直流断路器263
9.1直流开断原理263
9.1.1直流电路的开断条件263
9.1.2直流开断的基本方法264
9.2基于电力电子器件的高压直流断路器269
9.3机械式高压直流真空断路器271
9.3.1真空灭弧室直流开断过程271
9.3.2换流回路的参数分析272
9.3.3直流真空开关换流回路的参数选取274
9.3.4能量吸收与过电压保护275
9.4低压直流断路器275
9.4.1空气磁吹断路器275
9.4.2低压真空直流断路器276
思考题278
参考文献278