《繼電保護原理》為適應(yīng)高等院校電類專業(yè)教學(xué)改革實際需要而編寫,主要內(nèi)容有電流保護、距離保護、高頻保護,變壓器、發(fā)電機及母線等保護的基本原理與運行特性分析,對各種繼電器的性能、各種繼電保護做了系統(tǒng)分析,并介紹了繼電保護的新發(fā)展。
本書可作為高等學(xué)校電氣工程及其自動化和自動化等相關(guān)專業(yè)的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)教材或相關(guān)工程技術(shù)人員的技術(shù)參考及學(xué)習(xí)用書,同時亦可供有關(guān)專業(yè)從事繼電保護工作的科技人員參考。
第1章 緒言 1
1.1電力系統(tǒng)繼電保護的作用 1
1.1.1電力系統(tǒng)的運行狀態(tài) 1
1.1.2繼電保護的作用和任務(wù) 3
1.2電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 4
1.3電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理與分類 7
1.3.1繼電保護的基本原理 7
1.3.2繼電保護裝置的分類 10
1.3.3繼電保護裝置的構(gòu)成 10
1.3.4繼電保護的工作回路 11
1.3.5電力系統(tǒng)繼電保護的工作配合 12
1.4繼電保護發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 13
本章小結(jié) 15
思考題與習(xí)題 16
第2章 繼電保護裝置的基礎(chǔ)元件 17
2.1互感器 18
2.1.1電流互感器 18
2.1.2電壓互感器 23
2.2變換器 26
2.2.1電壓變換器(UV) 27
2.2.2電流變換器(UA) 27
2.2.3電抗變換器(UX) 28
2.3繼電器 30
2.3.1電流保護用的繼電器 30
2.3.2阻抗繼電器 39
本章小結(jié) 59
思考題與習(xí)題 60
第3章 微型計算機繼電保護 61
3.1微機繼電保護的硬件構(gòu)成原理 61
3.1.1模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 62
3.1.2開關(guān)量輸入/輸出電路 71
3.2數(shù)字濾波器設(shè)計 72
3.2.1數(shù)字濾波器的兩種數(shù)學(xué)描述 73
3.2.2用脈沖傳遞函數(shù)的零點和極點配置法設(shè)計數(shù)字濾波器 75
3.2.3數(shù)字濾波器的主要性能指標(biāo) 78
3.3微型計算機繼電保護的基本算法 79
3.3.1周期函數(shù)模型算法 79
3.3.2自適應(yīng)突變量算法 83
3.3.3故障分量及算法 85
3.3.4采樣頻率跟蹤的自適應(yīng)算法 86
本章小結(jié) 87
思考題與習(xí)題 87
第4章 電網(wǎng)的電流保護 89
4.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護 89
4.1.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時電流量值特征 89
4.1.2電流速斷保護 90
4.1.3限時電流速斷保護 93
4.1.4定時限過電流保護 95
4.1.5階段式電流保護的配合及應(yīng)用 97
4.1.6反時限動作特性的電流保護 99
4.1.7電流保護的接線方式 101
4.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護 102
4.2.1雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時的功率方向 102
4.2.2方向性電流保護的基本原理 103
4.2.3功率方向元件 104
4.2.4相間短路功率方向元件的接線方式 107
4.2.5方向性電流保護的應(yīng)用特點 110
4.3中性點直接接地系統(tǒng)中接地短路保護 112
4.3.1接地短路時零序電壓、電流和功率的分布 112
4.3.2零序電壓、電流過濾器 114
4.3.3零序電流Ⅰ段(速斷)保護 116
4.3.4零序電流Ⅱ段保護 116
4.3.5零序電流Ⅲ段保護 117
4.3.6方向性零序電流保護 118
4.3.7對零序電流保護的評價 119
4.4中性點非直接接地電網(wǎng)單相接地保護 120
4.4.1中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的特點 120
4.4.2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地故障的特點 123
4.4.3零序電壓保護 126
4.4.4零序電流和零序功率方向保護 126
本章小結(jié) 127
思考題與習(xí)題 127
第5章 電網(wǎng)的距離保護
5.1距離保護基本原理 129
5.1.1距離保護的基本原理 129
5.1.2距離保護的時限特性 130
5.1.3距離保護的構(gòu)成 131
5.2阻抗繼電器 132
5.2.1圓特性阻抗繼電器 132
5.2.2直線特性阻抗繼電器 135
5.2.3橄欖形和蘋果形特性阻抗繼電器 137
5.2.4多邊形特性阻抗繼電器 137
5.2.5幅值比較式和相位比較式的互換關(guān)系 137
5.2.6阻抗繼電器的精確工作電流 138
5.3阻抗繼電器的接線方式 138
5.3.1相間距離保護0°接線方式 139
5.3.2接地距離保護的接線方式 140
5.4距離保護的整定計算 141
5.4.1距離保護Ⅰ段整定計算 141
5.4.2距離保護Ⅱ段整定計算 142
5.4.3距離保護Ⅲ段整定計算 143
5.4.4阻抗繼電器的精確工作電流的校驗 144
5.5影響距離保護正確工作的因素及采取的措施 144
5.5.1短路點過渡電阻的影響及采取的措施 144
5.5.2電力系統(tǒng)振蕩的影響及采取的措施 145
5.5.3電壓互感器二次回路斷線的影響及采取的措施 149
本章小結(jié) 150
思考題與習(xí)題 150
第6章 電網(wǎng)的差動保護
6.1電網(wǎng)的縱聯(lián)差動保護 151
6.1.1基本原理 151
6.1.2縱聯(lián)差動保護的整定計算 152
6.1.3影響縱聯(lián)差動保護正確動作的因素 153
6.2平行線路橫聯(lián)差動方向保護 153
6.2.1橫聯(lián)差動方向保護工作原理 153
6.2.2橫差保護的相繼動作區(qū)和死區(qū) 155
6.2.3橫差保護的整定計算 157
6.3平行線路的電流平衡保護 158
6.3.1電流平衡保護的工作原理 158
6.3.2電流平衡繼電器 159
本章小結(jié) 160
思考題與習(xí)題 160
第7章 電力變壓器的繼電保護 161
7.1電力變壓器的故障類型、不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式 161
7.1.1電力變壓器的故障類型 161
7.1.2電力變壓器不正常運行狀態(tài) 162
7.1.3電力變壓器的保護方式 163
7.2變壓器瓦斯保護 163
7.2.1瓦斯保護的概念及應(yīng)用 164
7.2.2瓦斯保護的原理及組成 164
7.2.3氣體繼電器的構(gòu)造和工作原理 165
7.2.4瓦斯保護的原理接線 166
7.2.5變壓器的瓦斯保護范圍 167
7.3變壓器的縱聯(lián)差動保護 168
7.3.1縱聯(lián)差動保護組成部分 168
7.3.2縱聯(lián)差動保護的基本原理 168
7.3.3變壓器縱聯(lián)差動保護的整定原則 169
7.4變壓器勵磁涌流 170
7.4.1勵磁涌流的特點及克服勵磁涌流的方法 170
7.4.2變壓器勵磁涌流的識別方法 171
7.5變壓器縱聯(lián)差動保護不平衡電流 172
7.5.1變壓器差動保護中的不平衡電流 172
7.5.2不平衡電流起因 173
7.5.3減小不平衡電流的措施 174
7.6和差式比率制動式差動保護 174
7.6.1比率制動式差動保護原理 175
7.6.2兩折線比率制動特性 175
7.6.3制動電流的取法 176
7.7變壓器的電流速斷保護 176
本章小結(jié) 177
思考題與習(xí)題 177
第8章 自動重合閘 179
8.1自動重合閘的作用及使用要求 179
8.1.1自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 179
8.1.2對自動重合閘的基本要求 180
8.1.3自動重合閘的分類 181
8.2電源線路的三相一次自動重合閘 182
8.2.1單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘 182
8.2.2雙側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘 186
8.3自動重合閘與繼電保護的配合 189
8.3.1自動重合閘前加速保護 189
8.3.2自動重合閘后加速保護 190
8.4綜合自動重合閘 191
8.4.1綜合自動重合閘的工作方式 191
8.4.2單相自動重合工作方式下的特殊問題 192
8.4.3綜合自動重合閘的構(gòu)成原則及其要求 194
本章小結(jié) 194
思考題與習(xí)題 195
第9章 發(fā)電機保護 196
9.1發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及其保護方式 196
9.1.1發(fā)電機的故障 196
9.1.2發(fā)電機不正常運行狀態(tài) 197
9.1.3發(fā)電機保護方式 197
9.2發(fā)電機的縱差保護和橫差保護 199
9.2.1縱聯(lián)差動保護的分類 199
9.2.2發(fā)電機縱差保護原理 200
9.2.3發(fā)電機橫差保護原理 200
9.2.4橫差保護和縱差保護的區(qū)別 200
9.2.5橫差保護和縱差保護的應(yīng)用場合 200
9.3發(fā)電機的單相接地保護 201
9.4發(fā)電機的負序過電流保護 202
9.4.1發(fā)電機承受負序電流的能力 203
9.4.2定時限負序電流保護 203
9.4.3反時限負序過電流保護 205
9.5發(fā)電機的失磁保護 206
9.5.1發(fā)電機失磁過程中的機端測量阻抗 207
9.5.2失磁保護判據(jù)及保護方案 210
9.5.3失磁保護方案 211
本章小結(jié) 213
思考題與習(xí)題 213
第10章 母線繼電保護 214
10.1母線故障和裝設(shè)母線保護基本原則 214
10.2裝設(shè)母線保護基本要求 215
10.3母線主保護的種類 215
10.4母線差動保護 216
10.4.1電流差動母線保護的原理 216
10.4.2單母線完全電流母線差動保護 217
10.4.3高阻抗型母線差動保護 218
10.4.4具有制動特性的母線差動保護 219
10.5電流比相式母線保護 221
10.6元件固定連接的雙母線電流差動保護 222
10.7母線保護的特殊問題及其對策 223
10.7.1電流互感器的飽和問題及母線保護常用的對策 223
10.7.2母線運行方式的切換及保護的自適應(yīng) 225
10.8斷路器失靈保護 225
10.9典型微機母線保護 226
本章小結(jié) 227
思考題與習(xí)題 228
參考文獻 229