智能低壓電器

第1章 緒論 1
1.1 低壓電器的定義與分類 2
1.1.1 配電電器 2
1.1.2 控制電器 3
1.1.3 終端電器 4
1.1.4 其他主要分類 4
1.2 低壓電器及其智能化的發展歷程 5
1.3 智能低壓電器的定義、特征和架構 6
1.3.1 智能低壓電器的定義 6
1.3.2 智能低壓電器的基本特征 6
1.3.3 智能低壓電器的架構 7
1.4 智能低壓電器的研究內容 9
1.4.1 智能低壓保護電器技術 9
1.4.2 智能低壓控制電器技術 11
1.4.3 智能低壓電器系統技術 12
1.4.4 現代設計與測試技術和
數字化生產技術 13
1.5 智能低壓電器的發展趨勢 19
1.6 本課程的內容體系和任務 22
本章小結 23
學習拓展 24
習題與思考題 24
第2章 智能低壓電器信號檢測技術 25
2.1 現場參量類型及數字化測量技術 26
2.1.1 模擬型現場參量 26
2.1.2 開關型現場參量 26
2.2 電參量檢測技術 27
2.2.1 電磁式電流/電壓互感器 27
2.2.2 電子式電流/電壓互感器 29
2.3 非電參量檢測技術 38
2.3.1 溫度傳感器 38
2.3.2 濕度傳感器 43
2.3.3 振動加速度傳感器 46
2.3.4 弧光傳感器 47
2.4 信號輸入通道設計原理與方法 48
2.4.1 信號輸入通道的基本結構 48
2.4.2 信號調理電路 51
2.4.3 A/D轉換原理及常用芯片 57
2.5 信號檢測系統誤差 61
2.5.1 誤差及其表示方法 61
2.5.2 模擬量輸入通道誤差分析 62
2.5.3 測量結果的數據處理 63
本章小結 72
學習拓展 73
習題與思考題 73
第3章 智能低壓電器監控器 74
3.1 監控器的硬件組成和功能 75
3.1.1 監控器的硬件組成 75
3.1.2 監控器的基本功能 77
3.2 功能單元的設計方法和技術 78
3.2.1 常用中央處理與控制器件的
類型和典型國產化芯片 78
3.2.2 電源模塊 81
3.2.3 人機交互模塊 85
3.2.4 功率驅動模塊 89
3.2.5 通信模塊 93
3.3 監控器的軟件設計和測試方法 99
3.3.1 常用軟件設計的
模式和特點 99
3.3.2 軟件測試方法 104
3.4 實時嵌入式操作系統及其在監控器軟件工程中的應用 105
3.4.1 實時嵌入式操作系統的概念和類型 105
3.4.2 基於FreeRTOS的監控器軟件設計 106
3.4.3 智能監控單元軟件的數據格式設計 117
3.5 智能監控器的控制算法 119
3.5.1 神經網絡算法設計 119
3.5.2 專家系統算法設計 120
3.5.3 模式識別設計 122
本章小結 123
學習拓展 123
習題與思考題 124
第4章 智能低壓電器的通信和網絡化 125
4.1 數據通信系統的基本概念 126
4.1.1 數據信號的傳輸方式 126
4.1.2 信號傳輸的同步方式 128
4.1.3 數據通信的傳輸介質 129
4.2 網絡分層模型和通信協議 130
4.2.1 OSI參考模型 130
4.2.2 Modbus現場總線 133
4.2.3 DL/T645和DL/T698.45 141
4.2.4 IEC61850標準體系 145
4.3 電力載波通信技術 147
4.4 無線網絡技術 149
4.4.1 藍牙通信技術 149
4.4.2 紅外通信技術 152
4.4.3 5G通信技術 154
4.4.4 Wi-Fi無線通信技術 156
4.4.5 常用無線通信技術對比 158
4.5 藍牙技術和電力載波技術
在電力中的應用案例 159
4.5.1 收發端電路設計 159
4.5.2 載波收發模塊 161
4.5.3 單片機與載波模塊通信 163
4.5.4 系統程序流程 164
本章小結 166
學習拓展 167
習題與思考題 167
第5章 智能低壓電器監控器的電磁兼容和可靠性技術 168
5.1 電磁兼容性概述 169
5.1.1 電磁兼容性的定義 169
5.1.2 電磁兼容性的形成條件和抑制措施 169
5.2 電磁兼容性試驗及其標準 171
5.2.1 靜電放電抗擾度試驗 172
5.2.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗 174
5.2.3 浪湧抗擾度試驗 176
5.2.4 電壓暫降、短時中斷和
電壓變化的抗擾度試驗 178
5.3 智能低壓電器監控器的電磁兼容性設計技術 181
5.3.1 監控器的電磁兼容性設計 181
5.3.2 電子組件板的抗幹擾設計 184
5.4 智能低壓電器監控器的可靠性技術 186
5.4.1 可靠性特征量 186
5.4.2 監控器電子組件板的失效規律 190
5.4.3 電子組件板的可靠性技術設計 191
本章小結 200
學習拓展 200
習題與思考題 200
第6章 典型智能低壓電器的設計實例 201
6.1 基於Wi-Fi和藍牙通信技術的智能塑殼斷路器設計 202
6.1.1 智能塑殼斷路器的設計要求和功能 202
6.1.2 智能塑殼斷路器的控制器硬件設計 203
6.1.3 智能塑殼斷路器的控制器軟件設計 208
6.2 智能直流斷路器設計 214
6.2.1 智能直流斷路器的設計要求和功能 214
6.2.2 智能直流斷路器的控制器硬件設計 215
6.2.3 智能直流斷路器的控制器軟件設計 219
6.3 智能交流接觸器設計 220
6.3.1 智能交流接觸器的結構和控制原理 220
6.3.2 智能交流接觸器的控制器硬件設計 223
6.3.3 智能交流接觸器的控制器軟件設計 224
本章小結 226
學習拓展 226
習題與思考題 227
第7章 智能低壓電器測試技術 228
7.1 智能低壓電器測試技術概述 229
7.2 在生產過程中的智能低壓電器測試技術 230
7.2.1 大電流數字交流恒流源技術 230
7.2.2 斷路器過載保護特性等效測試技術 236
7.2.3 斷路器短路瞬動保護特性測試技術 238
7.2.4 剩余電流動作保護特性測試技術 243
7.2.5 工頻耐壓測試 247
7.3 電器在線監測與故障診斷技術 251
7.3.1 斷路器電流互感器線圈斷線診斷技術 251
7.3.2 電器壽命在線預測技術 254
7.3.3 故障電弧診斷技術 256
7.3.4 電器能效監測技術 262
本章小結 264
學習拓展 265
習題與思考題 265
參考文獻 266