目錄
緒論 1
0.1 電力系統繼電保護作用 1
0.2 對電力系統繼電保護的基本要求 2
0.3 繼電保護的基本原理及保護裝置的組成 3
第1章 電網相間短路的電流電壓保護 5
1.1 電流繼電器 5
1.2 無時限電流速斷保護 6
1.2.1 無時限電流速斷保護的定義 6
1.2.2 工作原理和整定計算的基本原則 7
1.2.3 無時限電流速斷保護的單相原理接線圖 8
1.2.4 影響無時限電流速斷保護範圍的因素 8
1.3 電流電壓連鎖速斷保護 10
1.4 限時電流速斷保護 11
1.4.1 限時電流速斷保護的定義 11
1.4.2 工作原理和整定計算的基本原則 12
1.4.3 動作時限的計算 12
1.4.4 保護裝置靈敏性的校驗 13
1.4.5 限時電流速斷保護的單相原理接線圖 13
1.5 定時限過電流保護 14
1.5.1 定時限過電流保護的定義 14
1.5.2 工作原理和整定計算的基本原則 14
1.5.3 按選擇性的要求整定定時限過電流保護的動作時限 15
1.5.4 過電流保護靈敏係數的校驗 17
1.6 階段式電流保護 17
1.7 電流保護的接線方式 19
1.7.1 電流保護接線方式的定義及類型 19
1.7.2 三種接線方式在各種故障時的性能分析比較 20
1.7.3 接線方式的套用 22
1.7.4 三段式電流保護的接線圖 23
1.8 電網相間短路的方向性電流保護 23
1.8.1 方向性電流保護的基本原理 23
1.8.2 功率方向繼電器的工作原理 25
1.8.3 相間短路功率方向繼電器的接線方式 27
1.8.4 對方向性電流保護的評價 31
複習思考題 34
第2章 電網的接地保護 35
2.1 中性點直接接地電網接地短路的特點 35
2.2 中性點直接接地電網的零序電流保護 36
2.2.1 零序電壓過濾器 36
2.2.2 零序電流過濾器 37
2.2.3 零序電流速斷(零序Ⅰ段)保護 39
2.2.4 零序電流限時速斷(零序Ⅱ段)保護 39
2.2.5 零序過電流(零序Ⅲ段)保護 40
2.2.6 方向性零序電流保護 41
2.2.7 對零序電流保護的評價 42
2.3 中性點非直接接地電網的零序電流保護 43
2.3.1 中性點非直接接地電網中單相接地故障的特點 43
2.3.2 中性點經消弧線圈接地電網中單相接地故障的特點 46
2.3.3 中性點不接地電網中單相接地的保護 48
複習思考題 49
第3章 電網的距離保護 50
3.1 距離保護的基本原理 50
3.1.1 基本工作原理 50
3.1.2 距離保護的時限特性 51
3.1.3 距離保護的主要組成元件 51
3.2 阻抗繼電器 52
3.2.1 阻抗繼電器的基本原則 53
3.2.2 利用複數平面分析圓特性阻抗繼電器 54
3.2.3 具有四邊形特性的阻抗繼電器 59
3.3 阻抗繼電器的接線方式 59
3.3.1 對接線方式的基本要求 59
3.3.2 相間短路阻抗繼電器的0°接線方式 60
3.3.3 接地短路阻抗繼電器的接線方式 61
3.4 距離保護的整定計算 62
3.4.1 距離保護的整定計算原則 62
3.4.2 對距離保護的評價 65
3.5 影響距離保護正確工作的因素及防止方法 65
複習思考題 69
第4章 輸電線路的縱聯保護 71
4.1 概述 71
4.2 縱聯保護基本原理 71
4.3 縱聯保護通道 73
4.4 縱聯差動保護 77
4.4.1 導引線保護 77
4.4.2 光纖分相差動保護 78
4.5 縱聯方向保護 82
4.5.1 縱聯方向保護工作原理 82
4.5.2 縱聯方向保護基本原則 83
4.5.3 “閉鎖式”縱聯方向保護基本邏輯結構 84
4.5.4 允許式縱聯方向保護基本邏輯結構 87
4.6 縱聯距離、零序方向保護 88
複習思考題 89
第5章 線路保護配置原則與實例 90
5.1 線路保護配置原則 90
5.1.1 電網繼電保護選擇原則 90
5.1.2 主保護與後備保護 91
5.1.3 小接地電流電網保護配置 91
5.1.4 大接地電流電網保護配置 92
5.2 線路保護實例 92
第6章 輸電線路的自動重合閘 99
6.1 概述 99
6.2 輸電線路三相自動重合閘原理 100
6.2.1 單側電源線路的三相一次自動重合閘 100
6.2.2 雙側電源線路的三相自動重合閘 103
6.2.3 自動重合閘與繼電保護的配合 104
6.3 輸電線路綜合自動重合閘原理 106
6.3.1 綜合重合閘的重合閘方式及其選用 106
6.3.2 一次重合閘的實現及微機模擬方法 107
6.3.3 綜合重合閘需要考慮的特殊問題 107
6.3.4 綜合重合閘構成的原則及要求 110
複習思考題 112
第7章 變壓器保護 113
7.1 電力變壓器的故障不正常運行狀態及其相應的保護方式 113
7.2 變壓器的瓦斯保護 114
7.3 變壓器的差動保護 115
7.3.1 變壓器差動保護的特點 115
7.3.2 變壓器差動保護的整定計算 119
7.3.3 微機型變壓器差動保護 120
7.4 變壓器相間短路的後備保護 124
7.4.1 複合電壓過電流保護 124
7.4.2 相間阻抗保護 126
7.5 變壓器零序保護 127
7.5.1 中性點直接接地變壓器的零序電流保護 128
7.5.2 中性點可能接地或不接地運行時變壓器的零序電流電壓保護 129
7.5.3 微機型變壓器零序保護 131
複習思考題 133
第8章 發電機保護 134
8.1 發電機的故障和不正常運行狀態及其相應的保護方式 134
8.1.1 發電機的故障和不正常運行狀態 134
8.1.2 大型發電機組的特點及對繼電保護的要求 135
8.1.3 發電機的保護類型 136
8.2 發電機的縱聯差動和橫聯差動保護 137
8.2.1 發電機的縱聯差動保護 137
8.2.2 發電機的橫聯差動保護 140
8.3 發電機的單相接地保護 144
8.3.1 發電機定子繞組單相接地的特點 144
8.3.2 利用零序電流構成的定子接地保護 146
8.3.3 利用零序電壓構成的定子接地保護 147
8.3.4 利用三次諧波電壓構成100%的定子繞組單相接地保護 147
8.4 發電機的負序電流保護和過負荷保護 150
8.4.1 發電機的負序電流保護 150
8.4.2 過負荷保護 152
8.5 發電機失磁保護 153
8.5.1 發電機失磁運行的後果 153
8.5.2 發電機失磁後的機端測量阻抗 154
8.5.3 發電機失磁保護的輔助判據 158
8.5.4 失磁保護的構成方式 159
8.6 發電機的其他保護 160
8.6.1 發電機逆功率保護 160
8.6.2 發電機低頻保護 160
8.6.3 過電壓保護 161
8.6.4 失步保護 161
8.7 發電機-變壓器組公用繼電保護 162
複習思考題 163
第9章 母線保護 165
9.1 概述 165
9.1.1 母線的故障 165
9.1.2 母線的保護方式 165
9.1.3 對母線保護的基本要求 167
9.2 母線差動保護原理 167
9.2.1 母線完全差動電流保護 167
9.2.2 母線電壓差動保護 169
9.2.3 具有比率制動特性的母線電流差動保護 169
9.2.4 電流比相式母線保護 172
9.3 雙母線差動保護 172
9.3.1 元件固定連線的雙母線電流差動保護 172
9.3.2 母聯電流比相式母線差動保護 174
9.3.3 雙母線保護的其他方法 175
9.4 斷路器失靈保護 176
複習思考題 178
第10章 微機保護基礎知識 179
10.1 微機保護硬體組成及作用 179
10.2 數據採集系統 182
10.2.1 基於逐次逼近式A/D轉換的模擬量輸入部件的原理 182
10.2.2 基於V/F轉換的數據採集系統 187
10.3 微機保護算法 189
10.3.1 數字濾波器 190
10.3.2 正弦函式模型算法 196
10.3.3 傅氏算法 200
10.3.4 計算輸電線路阻抗的微分方程算法 202
10.3.5 移相算法 203
10.3.6 對稱分量濾過器算法 204
10.4 微機保護的軟體構成 205
10.4.1 主程式 205
10.4.2 中斷服務程式 206
10.5 提高微機保護可靠性的措施 206
10.5.1 硬體方面 207
10.5.2 軟體方面 208
10.5.3 硬體與軟體的自恢復 210
複習思考題 211
第11章 繼電保護與變電站綜合自動化 212
11.1 變電站綜合自動化系統概述 212
11.2 變電站綜合自動化系統的結構形式問題 213
11.3 變電站綜合自動化系統的配置問題 214
11.4 變電站綜合自動化技術的目前發展特點 214
11.5 變電站綜合自動化系統目前存在的問題 215
11.6 變電站綜合自動化技術的發展趨勢 216
11.6.1 智慧型電子裝置的發展及在變電站自動化領域的套用 216
11.6.2 非常規互感器的發展及套用 216
11.6.3 非常規互感器的優點 216
11.6.4 IEC 61850標準的套用 217
11.6.5 網路通信技術的發展與套用 217
11.6.6 電氣設備狀態監測與故障診斷技術的發展與套用 217
11.6.7 視頻圖像監視技術的發展與套用 217
11.6.8 電能質量的線上監測技術的發展與套用 218
11.7 變電站綜合自動化系統的間隔層裝置 220
11.8 變電站綜合自動化系統的數據通信 220
11.8.1 微機保護及測控裝置與監控系統通信的主要內容 221
11.8.2 綜合自動化系統與控制中心的通信內容 221
11.8.3 遠距離數據通信 222
11.8.4 串列數據通信及其接口 222
11.8.5 變電站信息傳輸的通信規約1 223
11.9 變電站綜合自動化的監控系統 223
11.9.1 監控系統的基本功能 223
11.9.2 監控系統的基本結構 223
11.9.3 監控系統的套用軟體 223
11.10 變電站的微機保護系統 225
複習思考題 225
第12章 繼電保護新技術 226
12.1 繼電保護的發展歷程與發展趨勢 226
12.1.1 繼電保護的發展歷程 226
12.1.2 繼電保護的發展趨勢 226
12.2 繼電保護的新技術 227
12.2.1 信息技術在繼電保護中的套用 227
12.2.2 可程式控制器在繼電保護中的套用 227
12.2.3 自適應控制技術在繼電保護中的套用 227
12.2.4 廣域保護 228
12.2.5 新型互感器的套用 228
12.2.6 專家系統在繼電保護中的套用 228
12.2.7 人工神經網路在繼電保護中的套用 229
12.2.8 模糊理論在繼電保護中的套用 229
12.2.9 多代理系統在繼電保護中的套用 230
12.2.10 智慧型方法在繼電保護中的綜合套用 230
參考文獻 232