本书共分三部分，第一部分为电器智能化的定义及其基础知识；第二部分为智能电器基本结构及相关理论，包括智能电器的信号检测系统、控制系统和电子操动，智能电器的可靠性与电磁兼容等；第三部分为智能电器的应用，包括配电自动化、FACIS电器、统一电能质量管理系统等。 本书可作为高等学校电气工程与自动化专业本科或研究生教材，也可作为从事电气工程的科技人员与电器行业产品研发人员的参考书。

随着人们对电力的需求日益增加，对电能质量的要求日益提高。近年来，我国电力系统及电力设备行业得到了长足的发展。伴随计算机技术及信息技术的飞速发展，开关电器领域正经历新一轮的更新换代，新概念电器层出不穷。其中最能代表时代发展的、也是发展最为迅速的是智能化电器。经过近年来业内科技工作者的不懈努力，智能电器所涉及的理论问题已越来越清楚，各种智能电器产品也逐渐得到了市场的认同。 首先，我们考虑以下电器智能化的内涵与智能电器的定义。所谓电器的智能化主要指开关电器实现人工智能的过程。按人工智能的定义，智能化是指使对象具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能而进行的工作。感知功能包括设备的自诊断，各种运行参数和系统参数的检测；思维和判断功能也就是控制，可依靠计算机或数字信号处理器(DSP)来完成；执行功能对开关电器而言就是对一次设备的操动。因此我们可以这样定义智能电器：在某一方面或整体上具有人工智能的电器元件或系统。 电器智能化是一种理念，是一种方法，是一个发展和进步的过程，其目的是使电器产品通过人工智能的部分或全部功能，尤其是应用现代计算机和网络技术，使产品达到最佳工况。因此，电器智能化涉及的理论与技术除了电器学基础外，还应包括数字信号处理、计算机网络和数据通信、控制理论与控制工程、电力电子技术、软件工程以及现代传感器技术等。由于电力系统和电力设备物理过程的复杂性、不确定性，一般难以有精确的数学描述。 早在30年前，人们就开始在配电系统实践开关电器的智能化，即在配电开关外附加以智能控制器，用以自动判别线路故障，切除与隔离故障并恢复健康区段的供电。人们把这种带控制器的开关系统称为自动重合器与自动分段器。随着计算机技术的发展，越来越多的电站实现了微机化控制与管理，这使得开关智能化沿两条路线发展。路线之一是以电力系统的需求为主，基于开关的所谓“四遥”，把设备状态反映到电站主控微机， 由它实现开关控制乃至整个系统的智能化。而对国内外大多制造厂家来说，则更侧重另一条发展路线：他们首先追求的是开关本体智能化，类似自动重合器与自动分段器，然后逐步实现整个系统的智能化与网络化。这种分步实施的路线也是国外大部分配电系统的发展路线。实际上，元件智能化才是最根本和最可靠的智能化。 近年来，国内外已有很多智能化开关投入市场，它们的特点都是采用先进的传感器技术和计算机信号处理与控制技术，使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。20世纪90年代末的典型产品如ABB公司的VM1型真空开关，采用了永磁操动机构，配合新型传感器以及二次控制无触点化，使该产品达到了较高的智能化水平。作者曾介绍了相同类型的真空开关永磁机构，其意义不仅大大简化了机械传动，提高了机构的可靠性；更重要的是它改进了操动的可控性，为进一步的高压开关选相合分打下了基础。在开关智能化理论方面，还有人提出智能操作的概念，即要求开关可根据电网中发出的不同工况， 自动选择和调整操动机构或／和灭弧室，合理地预定工作条件。变速操作打破了传统断路器单一分闸特性的概念，实际上是上述执行功能的智能化，是对高电压等级开关操动机构的改造十分有益的尝试。 电器智能化是一个更新换代的工作，涉及很多电器领域的新概念，要求我们做很多深入细致的工作，很多试验和考验是必须的。结合必要的理论计算和计算机仿真可以大大推进研究开发工作。电力系统希望开关生产厂采用更多的智能化技术，不断提高产品的档次和技术含量，赶超国际先进水平；但同时要积极扶持新概念电器，更多地采用智能化开关，从而在根本上解决电力系统的硬件水平问题，加速电力系统的现代化步伐。只要科研工作者与生产厂、系统用户更密切地配合，携手共进；我国的开关智能化水平就一定能达到国际前沿。 本书共分三部分，第一部分为智能电器的定义及其基础知识；第二部分为智能电器基本结构及相关理论，包括智能电器的信号检测系统、控制系统和电子操动，智能电器的可靠性与电磁兼容等；第三部分为智能电器的应用，包括配电自动化、FACTS电器、统一电能质量管理系统等。第1章智能电器概论，介绍电器的定义与分类，电器的典型结构，电器智能化的内涵与主要内容，智能电器的理论任务等；第2章电器学基本理论与信号处理基础，包括电流的热效应与力效应， 电接触与电弧，磁路计算，采样与数字滤波，常用信号分析方法等；第3章智能电器的信号检测系统，包括现场参量类型及数字化测量方法，智能电器中的各类传感器，信号输入通道设计，现场参量的信号分析与处理以及信号检测系统误差等；第4章智能电器的控制系统，包括控制器的基本结构与组成，控制器的基本功能与特点，控制器的系统设计，智能电器控制器的硬件系统，智能电器控制器的控制算法基础，智能电器的网络化与通信系统等；第5章电子操动与永磁机构，包括传统操动系统及其局限性，电子操动的构成与设计原则，永磁操动机构的磁设计，相控开关，电子操动控制精度与可靠性分析，基于永磁机构的直流断路器等；第6章智能电器的可靠性与电磁兼容，包括智能电器的可靠性，智能电器的电磁兼容，智能电器的电磁兼容试验与标准等；第7章配电自动化，包括配电自动化的基本概念，智能式重合器与分段器，配电网馈线自动化的基本模式，馈线远方终端nU，配电自动化的通信等；第8章柔性交流输电系统(FACTS)电器，包括电力电子技术在输电系统的应用，典型FACTS电器，超高压真空开关的实现等；第9章统一电能质量管理系统，包括电能质量问题的提出，无功补偿，瞬时无功功率理论，有源滤波，动态电能质量调节，统一电能质量调节器等。最后，在附录中介绍了智能电器中常用的计算机分析与仿真软件工具。 本书由大连理工大学邹积岩教授主编，华中科技大学程礼椿教授主审。邹积岩教授负责第1、5章的编写和全书的统稿；何俊佳教授负责第2、6章以及附录的编写；段雄英博士负责第3、4章的编写；孙辉教授负责第7、8、9章的编写。大连理工大学董恩源、廖敏夫和方春恩三位博士的学位论文也为本书提供了部分素材。西安交通大学的张杭教授和王汝文教授对本书的结构和内容提出了许多宝贵意见。书中的部分实验在大连理工大学电力电子研究所完成，得到丛吉远高工、邹启涛高工的支持。对以上同仁和老师为本书的完成所做的工作，在此一并表示衷心的感谢! 本书可作为电气工程及自动化专业本科生及研究生的教材，也可作为从事电气工程的科技人员与电器行业产品研发人员的参考书。鉴于编著者水平所限，书中难免有不足和谬误之处，诚挚地欢迎广大读者批评指正。

前言
第1章 智能电器概论
第2章 电器学基本理论与信号处理基础
第3章 智能电器的信号检测系统
第4章 智能电器的控制系统
第5章 电子操动与永磁机构
第6章 智能电器的可靠性与电磁兼容
第7章 配电自动化——智能电器应用之一
第8章 柔性交流输电系统电器——智能电器应用之二
第9章 统一电能质量管理系统——智能电器的发展
附录 常用分析与仿真工具