变电站计算机监控系统及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:朱松林 编

出品人:

页数:297

译者:

出版时间:2008-6

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787508370064

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 电气工程
• 工业IT
• 变电站
• 计算机监控
• SCADA
• 电力系统
• 自动化
• 继电保护
• 通信
• 数据采集
• 智能电网
• 电力电子

电力系统的神经中枢：变电站自动化技术解析 在现代电力系统中，变电站扮演着至关重要的角色，它们如同人体的“神经节点”，负责将高压电能转换为不同等级的电压，并将其安全、稳定地输送到千家万户。而支撑这一切高效运作的，则是日益先进的变电站计算机监控系统。本书旨在深入浅出地解析这一复杂而精密的系统，揭示其背后蕴含的先进技术原理，并探讨其在电力行业中的广泛应用。 第一章：变电站基础与自动化需求 本章将首先勾勒出变电站的基本构成及其在电力网络中的战略地位。我们将从最基础的电力系统拓扑结构入手，详细介绍变电站的各个关键组成部分，包括变压器、断路器、隔离开关、互感器、电容器组、电抗器以及保护装置等，并阐述它们各自的功能和相互之间的电气连接关系。在此基础上，我们将深入剖析传统变电站运行模式的局限性，例如人工巡检的效率低下、数据采集的滞后性、故障响应的迟缓性以及操作的潜在风险等。正是这些不容忽视的缺点，催生了对自动化和智能化解决方案的迫切需求。我们将详细阐述自动化带来的显著优势，包括提高运行效率、增强安全性、优化电能质量、降低运行成本以及提升电网的可靠性与灵活性。 第二章：变电站计算机监控系统的核心构成 本章将聚焦于变电站计算机监控系统的核心技术与组成要素。我们将详细介绍系统的“大脑”——监控主机，包括其硬件架构、操作系统选择以及关键软件模块。随后，我们将深入解析数据采集与处理单元（RTU），阐述其在现场设备状态监测、测量数据采集以及控制指令执行方面的关键作用，并探讨不同类型RTU的特点与适用场景。对于实现系统与现场设备之间通信的“血管”——通信网络，我们将详细介绍各种通信协议（如IEC 61850、Modbus、DNP3等）的原理、优势及在变电站应用中的选择考量，并分析以太网、光纤等通信介质的优劣。此外，我们还将着重介绍系统实现可视化操作和状态呈现的关键——人机界面（HMI），包括其设计原则、功能模块（如一次系统图、报警管理、报表生成等）以及用户体验的优化。 第三章：数据采集与测量技术 本章将深入探讨变电站计算机监控系统中至关重要的数据采集与测量技术。我们将从电量测量的基本原理出发，详细介绍各种测量仪表（如电流互感器、电压互感器、电度表等）的工作原理、精度等级以及在变电站中的具体应用。随后，我们将重点关注数字化测量技术，包括模拟信号的数字化转换（ADC）过程，以及数字式测量技术在提高测量精度、抗干扰能力和数据传输效率方面的优势。我们将详细解析各种电量参数（如电压、电流、功率、频率、相位角等）的测量方法和数据处理流程。此外，本章还将涉及非电量参数的监测，如温度、湿度、油位、气体含量等，并介绍相应的传感器技术及其在保障设备安全运行中的作用。 第四章：保护与控制技术 本章将聚焦于变电站计算机监控系统的核心功能——保护与控制。我们将首先阐述电力系统保护的基本原理，包括故障的类型、保护的基本要求（速动性、选择性、灵敏性、可靠性）以及各种保护方式（如过流保护、差动保护、距离保护、重合闸装置等）的原理和应用场景。我们将重点介绍基于微处理器和数字信号处理技术的智能电子设备（IED），阐述其在实现复杂保护算法、提高保护性能以及集成多种功能方面的巨大优势。对于控制技术，我们将详细介绍自动装置的功能，如自动重合闸、自动补偿、自动调压等，并深入探讨其在稳定电网运行、提高供电质量方面的作用。此外，本章还将涉及远方控制的原理与实现，包括遥控、遥调、遥测等功能，以及其在实现电网集中监控和调度管理中的重要性。 第五章：系统集成与通信协议 本章将深入探讨变电站计算机监控系统的集成化与通信协议的应用。我们将详细解析IEC 61850标准，作为新一代变电站自动化通信协议，它如何实现变电站内设备间的互操作性、数据的标准化以及信息的集成化。我们将阐述IEC 61850的逻辑节点、数据集、服务以及其在构建“无所不在的通信”环境中的关键作用。此外，本章还将介绍其他常用的通信协议，如Modbus、DNP3等，分析它们在不同应用场景下的适用性以及与其他系统的兼容性。我们将探讨如何构建高效、可靠的通信网络，包括有线和无线通信技术在变电站中的应用，以及网络安全在变电站自动化系统中的重要性。 第六章：变电站计算机监控系统的应用实践 本章将通过具体的案例分析，展示变电站计算机监控系统在不同类型变电站中的实际应用。我们将分析其在火力发电厂、水力发电厂、风力发电场、太阳能发电场以及高压输电变电站、区域变电站、配电变电站等不同场景下的部署特点和功能侧重点。我们将探讨系统如何实现对新能源并网的友好接入，如何提高电网的柔韧性和稳定性，以及如何在城市配电网中实现智能调度和负荷管理。此外，本章还将涉及系统在继电保护、故障分析、运行优化、资产管理以及设备状态评估等方面的应用，通过实际案例说明其带来的经济效益和社会效益。 第七章：系统设计、安装与维护 本章将为读者提供变电站计算机监控系统设计、安装与维护的全方位指导。我们将从项目需求分析、系统方案设计、硬件选型、软件配置等方面，系统地阐述设计流程。在安装部分，我们将重点强调现场勘测、设备安装、布线规范、接地要求以及调试验证的重要性，并介绍不同的调试方法和工具。对于系统的日常维护，我们将详细介绍预防性维护、故障诊断、性能优化以及备品备件管理等关键环节，并强调人员培训和技术储备的重要性。此外，本章还将讨论系统的升级换代与技术发展趋势，为读者应对未来的挑战提供参考。 第八章：未来发展趋势与挑战 本章将展望变电站计算机监控系统的未来发展方向，并分析其面临的挑战。我们将探讨人工智能（AI）、大数据分析、边缘计算等前沿技术在变电站自动化领域的应用前景，例如预测性维护、智能故障诊断、自适应控制以及与智能电网的深度融合。同时，本章还将分析网络安全威胁的演变以及如何构建更强大的安全防护体系，以应对日益复杂的网络攻击。此外，我们将讨论标准化、互操作性、以及如何降低系统成本以实现更广泛的应用。最后，本章将强调持续的技术创新和人才培养，对于推动变电站计算机监控系统向更智能、更可靠、更高效的方向发展至关重要。 通过以上章节的系统阐述，本书旨在为电力工程师、技术人员、科研人员以及对电力自动化技术感兴趣的读者，提供一个全面、深入的学习平台，共同探索变电站计算机监控系统的奥秘，并助力于构建更加智能、可靠的现代电力网络。

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读完这本关于电力信息化的著作，我最大的感受是其对“应用”层面的扎实覆盖。它没有停留在抽象的概念描述上，而是将大量的篇幅投入到具体的软件工程实践和实际操作流程中。例如，书中对SCADA（数据采集与监视控制系统）人机界面（HMI）设计规范的讲解细致入微，从信息可视化到操作响应时间，都有明确的行业标准作为支撑。我个人最受启发的是关于“故障诊断与自愈合”这一章节，作者详细拆解了不同类型故障发生时，监控系统应如何快速响应、隔离故障并调度备用资源。这部分内容对于一线运行维护人员来说，简直是宝典。它不仅仅是描述了“做什么”，更重要的是阐述了“为什么这样做”以及“如何确保这样做是安全可靠的”。书中的图表和流程图清晰明了，即便是一些复杂的逻辑判断过程，通过图形化展示后也变得易于理解。对于想从理论转向实践，并希望了解如何构建一个高可用性监控环境的工程师来说，这本书提供了非常实用的操作指导手册。

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令人眼前一亮的是，作者在探讨计算机监控系统的未来发展趋势时展现出的广阔视野。这本书不只关注当下成熟的技术，更将笔墨投向了人工智能、边缘计算在变电站自动化中的潜力。书中对于“基于深度学习的异常行为识别”所做的初步探讨，虽然尚未深入到算法实现层面，但它为研究人员指明了一个极具前景的方向。我注意到，作者在描述这些前沿技术时，非常注重“工程可行性”，即这些先进技术如何能安全、稳定地融入到对可靠性要求极高的现有电力基础设施中，避免了空泛的“技术炒作”。这种脚踏实地的探索精神，使得整本书的价值超越了单纯的技术手册范畴，更像是一份面向未来十年的行业发展路线图。它激励读者思考，如何在现有框架下，逐步引入更智能化的手段来提升电网的韧性。

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这本书的叙述风格非常严谨，充满了一种技术文献特有的沉稳和克制。它似乎是为了那些已经对电力系统有基本了解的专业人士量身打造的。全书的论证逻辑性极强，从基础的状态量采集原理出发，逐步推导至复杂的网络安全策略部署。我尤其关注了其中关于“系统可靠性与冗余设计”的论述，作者对硬件双备份、数据链路冗余乃至控制策略冲突解决机制的分析，达到了教科书级别的深度。书中引用了大量的行业标准和规范文件，使得书中的结论具有极高的权威性和可信度。然而，对于没有电力背景的读者来说，阅读门槛可能会稍微高一些，因为它假设了读者对继电保护的基本概念是熟悉的。对于我们这些在电力行业摸爬滚打了几年的人来说，这本书就像是一次系统的“知识盘点”和“规范校准”，它帮助我们将零散的经验知识点串联起来，形成一个更加结构化的知识体系。

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这本书在处理“人机交互”与“信息安全”这两个关键领域时，体现出了极高的专业素养。关于信息安全的部分，并非简单地罗列防火墙和加密技术，而是深入剖析了工控系统（ICS）特有的安全挑战，比如如何平衡实时性与数据保护之间的矛盾，以及针对特定工控协议（如IEC 61850）的安全加固措施。这种针对性强的安全分析，比通用IT安全书籍更有指导意义。同时，作者在描述操作员工作环境时，强调了“认知负荷”的管理，力图通过合理的界面设计来减少误操作的概率，这体现了对操作人员心理和行为模式的深入理解。我发现自己过去在设计报告或进行系统优化时，常常忽略了这些“软性”因素，而这本书明确指出，一个优秀的监控系统，其核心价值在于提升“人的效率和准确性”。因此，对于负责系统验收和培训的管理者来说，这本书提供了评估系统好坏的重要参考维度。

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这本关于变电站计算机监控系统的书，从一个非常宏观的角度切入了电力自动化领域。它并没有过多纠缠于底层硬件的细节，而是着重阐述了现代变电站监控系统是如何构建、运行和维护的整体框架。书中对“系统集成”的讨论尤为深入，清晰地勾勒出不同子系统——比如保护、测量、控制——是如何通过统一的平台进行数据交换和协同工作的。我特别欣赏作者在设计理念上的前瞻性，尤其是在讲解“信息物理系统”（CPS）在电力领域的应用时，提供了许多贴近实际的案例分析。对于一个刚接触电力自动化领域的人来说，这本书像是一张高质量的地图，让你知道这个庞大系统的各个模块在哪里，它们之间如何相互影响。它更多的是在教你“如何思考”一个集成系统，而不是简单地告诉你“如何操作”某一个设备。那种对系统架构的深层次剖析，让我对传统变电站的数字化转型有了更清晰的认识。总而言之，这是一本偏向理论指导和系统架构设计的入门佳作，为后续深入研究打下了坚实的理论基础。

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