普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·電氣工程、自動化專業(yè)規(guī)劃教材：電器智能化原理及應(yīng)用（第3版）
定 價：36 元
- 作者：宋政湘 ，張國鋼 著
- 出版時間：2013/5/1
- ISBN：9787121203787
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM5
- 頁碼：256
- 紙張：膠版紙
- 版次：3
- 開本：16開
《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·電氣工程、自動化專業(yè)規(guī)劃教材：電器智能化原理及應(yīng)用（第3版）》是一本系統(tǒng)介紹電器智能化原理及應(yīng)用的教材，全書分為8章。第1章介紹智能電器和電器智能化的基本概念等內(nèi)容；第2章說明智能電器一次設(shè)備的分類、功能和控制方法，分析了其智能控制的條件和原理；第3，4章主要介紹智能電器現(xiàn)場參量的類型、傳感原理、測量電路的形式和元件選擇，討論參量的數(shù)字化處理方法和相關(guān)算法，并分析測量誤差；第5章從硬件和軟件兩方面介紹智能電器監(jiān)控器設(shè)計的基本原理；第6章說明智能電器電磁兼容性的基本概念和設(shè)計原理，給出了相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)；第7章介紹與電器智能化網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的的基礎(chǔ)知識，分析電器智能化網(wǎng)絡(luò)的特點和設(shè)計方法；第8章給出多種智能電器設(shè)計實例，說明智能電器及電器智能化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計過程。
電器是實現(xiàn)電路檢測并完成電路接通或分?jǐn)嗖僮鞯脑O(shè)備，也是電力系統(tǒng)中最重要的保護(hù)設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，特別是目前廣泛開展的智能電網(wǎng)建設(shè)，對電器運行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和自動化程度提出了更高的要求，傳統(tǒng)電器由于無法感知其運行過程中的故障類型，也不具備思維、判斷和基于故障特征的智能操作等功能，因此難以適應(yīng)現(xiàn)代電器工業(yè)發(fā)展的要求。智能電器融合了現(xiàn)代電器理論與電子信息技術(shù)，是開關(guān)電器適應(yīng)現(xiàn)代電器工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。智能電器能夠自動適應(yīng)電網(wǎng)、環(huán)境及控制要求的變化，并保證自身與所控制保護(hù)的對象處于最佳運行工況。目前，智能電器及相關(guān)理論研究已經(jīng)成為電器學(xué)科最重要的發(fā)展領(lǐng)域之一。
為了適應(yīng)電器學(xué)科的發(fā)展需求，西安交通大學(xué)和電子工業(yè)出版社合作出版了《電器智能化原理及應(yīng)用》教材，自2003年6月出版第1版（普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材）、2009年1月出版第2版（普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材）至今，已歷10年。本教材的出版和使用，既為我國普通高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)提供了一本比較系統(tǒng)、全面地闡述電器智能化理論及研發(fā)方法的教材，也為該領(lǐng)域的科技工作者提供了一本有益的參考書，受到了各方面的好評。從第2版出版后，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的全面開展，電器智能化理論與技術(shù)得到了快速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，設(shè)計技術(shù)大大提高，對于智能電器定義和功能的認(rèn)識也發(fā)生了很大的變化。通過教材編著者近年來的教學(xué)和科研實踐，感到第2版教材在對電器智能化基本概念的認(rèn)識方面存在不足，且有些內(nèi)容已落后于當(dāng)前的發(fā)展，需要進(jìn)行適當(dāng)修改，使其更準(zhǔn)確地反映電器智能化的概念、理論和技術(shù)。為此，在西安交通大學(xué)和電子工業(yè)出版社的大力推薦和支持下，編著者重新編寫了《電器智能化原理及應(yīng)用（第3版）》。
本書對智能電器和電器智能化的基本概念、智能電器的基本結(jié)構(gòu)、軟硬件設(shè)計原理、電磁兼容設(shè)計與電器智能化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與開發(fā)等內(nèi)容進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的闡述，并給出了多種設(shè)計實例，以便讀者理解學(xué)習(xí)。全書共分8章。第1章“緒論”，討論了智能電器和電器智能化的基本概念、電器智能化的主要應(yīng)用、國內(nèi)外研究的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，說明了本課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法。第2章“智能電器的一次設(shè)備”，說明智能電器一次設(shè)備的分類和功能，分別介紹了各類開關(guān)元件操作控制方法，分析了實現(xiàn)其操作智能控制的條件和原理。第3章“現(xiàn)場參量及其檢測”，重點討論各類智能電器設(shè)備運行現(xiàn)場需要檢測的工作參量類型和傳感原理、常用測量通道的結(jié)構(gòu)、電路形式和元件的選擇，分析通道誤差及其抑制措施。第4章“被測模擬量的信號分析與處理”，介紹了需要檢測的各類現(xiàn)場模擬量信號常用的數(shù)字處理方法、測量和保護(hù)精度的概念及影響精度的主要因素，說明了數(shù)字處理方法引起的主要誤差及減小誤差的基本方法。第5章“智能電器監(jiān)控器的設(shè)計”，從硬件和軟件兩方面介紹智能電器監(jiān)控器設(shè)計的基本原理。硬件部分在討論其整體結(jié)構(gòu)和模塊劃分的基礎(chǔ)上，分別闡述了中央處理與控制模塊、開關(guān)量輸出模塊、通信模塊、人機(jī)交互模塊和電源模塊常用電路結(jié)構(gòu)、模塊中的IC元件及其與處理器件的接口方法；軟件部分給出了常用的設(shè)計模式及適用場合，重點分析了智能電器中實時多任務(wù)調(diào)度操作系統(tǒng)基本概念和設(shè)計方法。第6章“智能電器監(jiān)控器的電磁兼容性設(shè)計”，系統(tǒng)地說明了電磁兼容性的基本概念和電磁干擾的傳播機(jī)制；從系統(tǒng)級和印制電路板級兩個層面討論智能電器電磁兼容性設(shè)計的原理和方法；給出了與智能電器電磁干擾相關(guān)的IEC標(biāo)準(zhǔn)和測試方法。第7章“電器智能化網(wǎng)絡(luò)”，介紹與電器智能化網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信的基本知識，說明電器智能化網(wǎng)絡(luò)的功能、結(jié)構(gòu)和信息傳輸特點，并在介紹IEC61850協(xié)議的基礎(chǔ)上著重討論了電器智能化局域網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)、運行方式和設(shè)計原理。第8章“智能電器及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例”，通過低壓斷路器智能脫扣器、電能質(zhì)量在線監(jiān)控器、基于專用集成電路的智能電器監(jiān)控器和變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計實例，說明智能電器及電器智能化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計過程。
本書由西安交通大學(xué)電器教研室組織編寫，宋政湘負(fù)責(zé)第1章中1.1節(jié)、第3章、第4章、第6章6.1節(jié)、第8章中8.1～8.2節(jié)的編寫和全書統(tǒng)稿，第5章中5.4～5.6節(jié)、第7章和第8章中的8.3～8.4節(jié)由張國鋼執(zhí)筆編寫，王汝文負(fù)責(zé)編寫了第1章中1.2節(jié)和1.3節(jié)、第2章、第5章中5.1～5.3節(jié)和第6章中6.2～6.3節(jié)。
需要特別說明的是，本書是在總結(jié)西安交通大學(xué)電器教研室全體教師多年科研和教學(xué)工作的基礎(chǔ)上編寫完成的，是教研室全體教師辛勤工作的成果。同時，教材編寫過程中還吸取了國內(nèi)在這一領(lǐng)域中研發(fā)工作的寶貴經(jīng)驗。編著者也在此對從事電器智能化教學(xué)、科研和產(chǎn)品開發(fā)的全體同行專家致以崇高的敬意。
編著者還要感謝電子工業(yè)出版社對本書出版給予的關(guān)注、支持和幫助。
本書雖然是在第1、2版基礎(chǔ)上改編的，但鑒于編著者對相關(guān)領(lǐng)域知識的了解深度和對電器智能化認(rèn)識仍然存在局限，書中難免有不足和謬誤之處，誠摯地希望廣大讀者給予批評和指正。
編著者
2013年5月
宋政湘，博士，西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授。“中國電工技術(shù)學(xué)會電器智能化及系統(tǒng)專業(yè)委員會”副秘書。長；IEEE會員
第1章 緒論
1.1 電器智能化概述
1.1.1 智能電器與電器智能化的基本概念
1.1.2 智能電器的基本特征
1.1.3 智能電器的一般組成結(jié)構(gòu)
1.1.4 電器智能化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點
1.2 電器智能化技術(shù)的應(yīng)用
1.2.1 電器智能化在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用
1.2.2 電器智能化在工業(yè)自動化中的應(yīng)用
1.2.3 電器智能化在樓宇智能化管理中的應(yīng)用
1.3 電器智能化技術(shù)的發(fā)展
1.3.1 智能電器監(jiān)控器功能的完善與開發(fā)
1.3.2 監(jiān)控器設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
1.3.3 電器元件工作機(jī)理的變革
1.3.4 電器智能化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展
1.4 本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題1
第2章 智能電器的一次設(shè)備
2.1 智能電器一次設(shè)備的功能及分類
2.1.1 一次設(shè)備的基本功能
2.1.2 一次設(shè)備的分類
2.1.3 一次設(shè)備實現(xiàn)智能化的基本要求
2.2 斷路器及其智能控制
2.2.1 傳統(tǒng)斷路器操動機(jī)構(gòu)的工作特點和控制要求
2.2.2 永磁操動機(jī)構(gòu)的基本工作原理及其控制
2.2.3 斷路器的選相分/合閘操作
2.2.4 智能斷路器監(jiān)控器的功能和要求
2.3 接觸器及其智能控制
2.3.1 接觸器的特點及應(yīng)用
2.3.2 接觸器智能控制的目標(biāo)及基本方法
2.4 其他一次開關(guān)元件
2.4.1 負(fù)荷開關(guān)
2.4.2 隔離開關(guān)
2.4.3 接地開關(guān)
2.5 成套開關(guān)設(shè)備
2.5.1 成套開關(guān)設(shè)備概述
2.5.2 常用成套開關(guān)設(shè)備及其智能控制
本章小結(jié)
習(xí)題及思考題2
第3章 現(xiàn)場參量及其檢測
3.1 智能電器現(xiàn)場參量類型及數(shù)字化測量方法
3.2 電量信號檢測方法
3.2.1 基于電磁感應(yīng)定律的電壓、電流互感器
3.2.2 霍爾電流、電壓傳感器
3.2.3 光學(xué)電流、電壓互感器
3.3 非電量信號檢測方法
3.3.1 溫度檢測傳感器及在智能電器中的應(yīng)用
3.3.2 濕度檢測傳感器及應(yīng)用
3.3.3 電器操動機(jī)構(gòu)機(jī)械特性測量
3.4 被測量輸入通道設(shè)計原理
3.4.1 輸入通道的基本結(jié)構(gòu)
3.4.2 模擬量輸入通道中信號調(diào)理電路原理及常用芯片
3.4.3 多路模擬參量信號與A/D轉(zhuǎn)換器的接口
3.4.4 模擬量采樣環(huán)節(jié)設(shè)計原理及常用電路芯片
3.4.5 隔離概念及其措施
3.5 測量通道的誤差分析
3.5.1 誤差及其表示方法
3.5.2 智能電器監(jiān)控器被測模擬量輸入通道產(chǎn)生的誤差
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題3
第4章 被測模擬量的信號分析與處理
4.1 被測模擬量的信號分類
4.2 被測模擬量的采樣及采樣速率的確定
4.2.1 采樣速率對測量結(jié)果的影響分析
4.2.2 采樣頻率的選擇
4.3 數(shù)字濾波
4.4 非線性傳感器測量結(jié)果的數(shù)字化處理
4.4.1 直接計算法
4.4.2 查表法
4.4.3 插值法
4.5 被測電參量的測量和保護(hù)算法
4.5.1 電壓和電流信號的采樣方法
4.5.2 常用的電量測量算法
4.5.3 基本保護(hù)算法
4.5.4 測量和保護(hù)計算的誤差分析
4.5.5 常用提高計算結(jié)果精度的措施
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題4
第5章 智能電器監(jiān)控器的設(shè)計
5.1 智能電器監(jiān)控器的功能和硬件模塊的劃分
5.1.1 監(jiān)控器的基本功能
5.1.2 監(jiān)控器硬件功能模塊的劃分
5.2 中央處理與控制模塊的一般結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法
5.2.1 中央處理與控制模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟
5.2.2 中央控制模塊常用處理器件和外圍電路芯片
5.3 其他功能模塊的結(jié)構(gòu)組成
5.3.1 開關(guān)量輸出模塊的結(jié)構(gòu)組成
5.3.2 通信模塊的基本功能和設(shè)計原則
5.3.3 人機(jī)交互模塊的設(shè)計步驟
5.3.4 電源模塊
5.4 監(jiān)控器的時序設(shè)計
5.5 監(jiān)控器的軟件設(shè)計
5.5.1 監(jiān)控器軟件設(shè)計的基本要求
5.5.2 監(jiān)控器軟件常用的設(shè)計模式與適用場合
5.6 RTOS及其在監(jiān)控器軟件中的應(yīng)用
5.6.1 任務(wù)調(diào)度的概念和實時操作系統(tǒng)的分類
5.6.2 基于μC/OS?Ⅱ的智能電器監(jiān)控器軟件設(shè)計
5.6.3 智能監(jiān)控器軟件的數(shù)據(jù)格式
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題5
第6章 智能電器監(jiān)控器的電磁兼容性設(shè)計
6.1 電磁兼容概述
6.1.1 電磁兼容基本概念
6.1.2 智能電器電磁兼容的研究進(jìn)展
6.2 智能電器監(jiān)控器的電磁兼容性設(shè)計問題
6.2.1 監(jiān)控器受到的主要干擾
6.2.2 監(jiān)控器的系統(tǒng)級電磁兼容性設(shè)計
6.2.3 監(jiān)控器PCB的抗干擾設(shè)計
6.3 智能電器監(jiān)控器的抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)和方法
6.3.1 靜電放電抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)和方法
6.3.2 電快速瞬變脈沖群（EFT）抗擾度試驗
6.3.3 浪涌（沖擊）抗擾度試驗
6.3.4 電壓跌落、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題6
第7章 器智能化網(wǎng)絡(luò)
7.1 數(shù)字通信基礎(chǔ)
7.1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念
7.1.2 信道的截止頻率與帶寬
7.1.3 信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率
7.1.4 數(shù)據(jù)編碼方式
7.1.5 數(shù)據(jù)信號的傳輸方式
7.1.6 多路復(fù)用技術(shù)
7.1.7 信號傳輸?shù)耐椒绞?br>7.1.8 數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)
7.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
7.2.1 計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的基本特點
7.2.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
7.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和分層模型
7.2.4 開放系統(tǒng)互連參考模型
7.2.5 電器智能化網(wǎng)絡(luò)與通用信息網(wǎng)絡(luò)的特性比較
7.3 電器智能化網(wǎng)絡(luò)中常用的現(xiàn)場總線
7.3.1 現(xiàn)場總線的特點及總線標(biāo)準(zhǔn)類型
7.3.2 MODBUS
7.3.3 CAN
7.3.4 PROFIBUS
7.4 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系
7.4.1 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)概述
7.4.2 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的模型體系
7.5 電器智能化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
7.5.1 電器智能化網(wǎng)絡(luò)的基本要求
7.5.2 電器智能化局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計
7.5.3 保證系統(tǒng)開放性的設(shè)計方法
7.5.4 常用數(shù)據(jù)交換方式及數(shù)據(jù)包格式
7.5.5 軟件的可靠性、穩(wěn)定性設(shè)計
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題7
第8章 智能電器及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例
8.1 低壓塑殼式斷路器的智能脫扣器設(shè)計
8.1.1 智能脫扣器的基本功能和設(shè)計要求
8.1.2 智能脫扣器的硬件設(shè)計
8.1.3 智能脫扣器的程序設(shè)計
8.2 電能質(zhì)量在線監(jiān)測器
8.2.1 電能質(zhì)量在線監(jiān)測器的設(shè)計要求
8.2.2 電能質(zhì)量在線監(jiān)測器的硬件設(shè)計
8.2.3 電能質(zhì)量在線監(jiān)測器的軟件設(shè)計
8.3 基于專用集成電路的智能電器監(jiān)控器
8.3.1 智能電器監(jiān)控器的設(shè)計要求
8.3.2 智能電器監(jiān)控器的總體設(shè)計
8.3.3 智能電器監(jiān)控器中主要IP模塊設(shè)計
8.4 分布式變電站自動化系統(tǒng)
8.4.1 分布式變電站自動化系統(tǒng)概述
8.4.2 系統(tǒng)功能的分析及整體設(shè)計
8.4.3 系統(tǒng)后臺管理軟件的設(shè)計
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題8
參考文獻(xiàn)
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