電力系統繼電保護原理及新技術應用（簡體書）

《電力系統繼電保護原理及新技術應用》重點介紹了繼電保護的基本知識、基本保護原理、變電站綜合自動化及繼電保護新技術的應用，與同類教材比較，減少了繼電器及傳統保護裝置的介紹，增加了微機保護及新型保護原理的內容，并加入了線路保護配置的實例介紹。全書共分為12章，分別為電網相間短路的電流電壓保護、電網的接地保護、電網的距離保護、輸電線路的縱聯保護、線路保護配置原則與實例、輸電線路的自動重合閘、變壓器保護、發電機保護、母線保護、微機保護基礎知識、繼電保護與變電站綜合自動化和繼電保護新技術。《電力系統繼電保護原理及新技術應用》主要作為高等工科院校電氣工程與自動化專業的教材，也可作為本專業專科、研究生及電力系統工程技術人員的參考用書。

《電力系統繼電保護原理及新技術應用》為工業和信息化普通高等教育“十二五”規劃教材立項項目。

緒論 10.1 電力系統繼電保護作用 10.2 對電力系統繼電保護的基本要求 20.3 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 51.1 電流繼電器 51.2 無時限電流速斷保護 61.2.1 無時限電流速斷保護的定義 61.2.2 工作原理和整定計算的基本原則 71.2.3 無時限電流速斷保護的單相原理接線圖 81.2.4 影響無時限電流速斷保護范圍的因素 81.3 電流電壓連鎖速斷保護 101.4 限時電流速斷保護 111.4.1 限時電流速斷保護的定義 111.4.2 工作原理和整定計算的基本原則 121.4.3 動作時限的計算 121.4.4 保護裝置靈敏性的校驗 131.4.5 限時電流速斷保護的單相原理接線圖 131.5 定時限過電流保護 141.5.1 定時限過電流保護的定義 141.5.2 工作原理和整定計算的基本原則 141.5.3 按選擇性的要求整定定時限過電流保護的動作時限 151.5.4 過電流保護靈敏系數的校驗 171.6 階段式電流保護 171.7 電流保護的接線方式 191.7.1 電流保護接線方式的定義及類型 191.7.2 三種接線方式在各種故障時的性能分析比較 201.7.3 接線方式的應用 221.7.4 三段式電流保護的接線圖 231.8 電網相間短路的方向性電流保護 231.8.1 方向性電流保護的基本原理 231.8.2 功率方向繼電器的工作原理 251.8.3 相間短路功率方向繼電器的接線方式 271.8.4 對方向性電流保護的評價 31復習思考題 34第2章 電網的接地保護 352.1 中性點直接接地電網接地短路的特點 352.2 中性點直接接地電網的零序電流保護 362.2.1 零序電壓過濾器 362.2.2 零序電流過濾器 372.2.3 零序電流速斷(零序Ⅰ段)保護 392.2.4 零序電流限時速斷(零序Ⅱ段)保護 392.2.5 零序過電流(零序Ⅲ段)保護 402.2.6 方向性零序電流保護 412.2.7 對零序電流保護的評價 422.3 中性點非直接接地電網的零序電流保護 432.3.1 中性點非直接接地電網中單相接地故障的特點 432.3.2 中性點經消弧線圈接地電網中單相接地故障的特點 462.3.3 中性點不接地電網中單相接地的保護 48復習思考題 49第3章 電網的距離保護 503.1 距離保護的基本原理 503.1.1 基本工作原理 503.1.2 距離保護的時限特性 513.1.3 距離保護的主要組成元件 513.2 阻抗繼電器 523.2.1 阻抗繼電器的基本原則 533.2.2 利用復數平面分析圓特性阻抗繼電器 543.2.3 具有四邊形特性的阻抗繼電器 593.3 阻抗繼電器的接線方式 593.3.1 對接線方式的基本要求 593.3.2 相間短路阻抗繼電器的0°接線方式 603.3.3 接地短路阻抗繼電器的接線方式 613.4 距離保護的整定計算 623.4.1 距離保護的整定計算原則 623.4.2 對距離保護的評價 653.5 影響距離保護正確工作的因素及防止方法 65復習思考題 69第4章 輸電線路的縱聯保護 714.1 概述 714.2 縱聯保護基本原理 714.3 縱聯保護通道 734.4 縱聯差動保護 774.4.1 導引線保護 774.4.2 光纖分相差動保護 784.5 縱聯方向保護 824.5.1 縱聯方向保護工作原理 824.5.2 縱聯方向保護基本原則 834.5.3 “閉鎖式”縱聯方向保護基本邏輯結構 844.5.4 允許式縱聯方向保護基本邏輯結構 874.6 縱聯距離、零序方向保護 88復習思考題 89第5章 線路保護配置原則與實例 905.1 線路保護配置原則 905.1.1 電網繼電保護選擇原則 905.1.2 主保護與後備保護 915.1.3 小接地電流電網保護配置 915.1.4 大接地電流電網保護配置 925.2 線路保護實例 92第6章 輸電線路的自動重合閘 996.1 概述 996.2 輸電線路三相自動重合閘原理 1006.2.1 單側電源線路的三相一次自動重合閘 1006.2.2 雙側電源線路的三相自動重合閘 1036.2.3 自動重合閘與繼電保護的配合 1046.3 輸電線路綜合自動重合閘原理 1066.3.1 綜合重合閘的重合閘方式及其選用 1066.3.2 一次重合閘的實現及微機模擬方法 1076.3.3 綜合重合閘需要考慮的特殊問題 1076.3.4 綜合重合閘構成的原則及要求 110復習思考題 112第7章 變壓器保護 1137.1 電力變壓器的故障不正常運行狀態及其相應的保護方式 1137.2 變壓器的瓦斯保護 1147.3 變壓器的差動保護 1157.3.1 變壓器差動保護的特點 1157.3.2 變壓器差動保護的整定計算 1197.3.3 微機型變壓器差動保護 1207.4 變壓器相間短路的後備保護 1247.4.1 復合電壓過電流保護 1247.4.2 相間阻抗保護 1267.5 變壓器零序保護 1277.5.1 中性點直接接地變壓器的零序電流保護 1287.5.2 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 1297.5.3 微機型變壓器零序保護 131復習思考題 133第8章 發電機保護 1348.1 發電機的故障和不正常運行狀態及其相應的保護方式 1348.1.1 發電機的故障和不正常運行狀態 1348.1.2 大型發電機組的特點及對繼電保護的要求 1358.1.3 發電機的保護類型 1368.2 發電機的縱聯差動和橫聯差動保護 1378.2.1 發電機的縱聯差動保護 1378.2.2 發電機的橫聯差動保護 1408.3 發電機的單相接地保護 1448.3.1 發電機定子繞組單相接地的特點 1448.3.2 利用零序電流構成的定子接地保護 1468.3.3 利用零序電壓構成的定子接地保護 1478.3.4 利用三次諧波電壓構成100%的定子繞組單相接地保護 1478.4 發電機的負序電流保護和過負荷保護 1508.4.1 發電機的負序電流保護 1508.4.2 過負荷保護 1528.5 發電機失磁保護 1538.5.1 發電機失磁運行的後果 1538.5.2 發電機失磁後的機端測量阻抗 1548.5.3 發電機失磁保護的輔助判據 1588.5.4 失磁保護的構成方式 1598.6 發電機的其他保護 1608.6.1 發電機逆功率保護 1608.6.2 發電機低頻保護 1608.6.3 過電壓保護 1618.6.4 失步保護 1618.7 發電機-變壓器組公用繼電保護 162復習思考題 163第9章 母線保護 1659.1 概述 1659.1.1 母線的故障 1659.1.2 母線的保護方式 1659.1.3 對母線保護的基本要求 1679.2 母線差動保護原理 1679.2.1 母線完全差動電流保護 1679.2.2 母線電壓差動保護 1699.2.3 具有比率制動特性的母線電流差動保護 1699.2.4 電流比相式母線保護 1729.3 雙母線差動保護 1729.3.1 元件固定連接的雙母線電流差動保護 1729.3.2 母聯電流比相式母線差動保護 1749.3.3 雙母線保護的其他方法 1759.4 斷路器失靈保護 176復習思考題 178第10章 微機保護基礎知識 17910.1 微機保護硬件組成及作用 17910.2 數據采集系統 18210.2.1 基于逐次逼近式A/D轉換的模擬量輸入部件的原理 18210.2.2 基于V/F轉換的數據采集系統 18710.3 微機保護算法 18910.3.1 數字濾波器 19010.3.2 正弦函數模型算法 19610.3.3 傅氏算法 20010.3.4 計算輸電線路阻抗的微分方程算法 20210.3.5 移相算法 20310.3.6 對稱分量濾過器算法 20410.4 微機保護的軟件構成 20510.4.1 主程序 20510.4.2 中斷服務程序 20610.5 提高微機保護可靠性的措施 20610.5.1 硬件方面 20710.5.2 軟件方面 20810.5.3 硬件與軟件的自恢復 210復習思考題 211第11章 繼電保護與變電站綜合自動化 21211.1 變電站綜合自動化系統概述 21211.2 變電站綜合自動化系統的結構形式問題 21311.3 變電站綜合自動化系統的配置問題 21411.4 變電站綜合自動化技術的目前發展特點 21411.5 變電站綜合自動化系統目前存在的問題 21511.6 變電站綜合自動化技術的發展趨勢 21611.6.1 智能電子裝置的發展及在變電站自動化領域的應用 21611.6.2 非常規互感器的發展及應用 21611.6.3 非常規互感器的優點 21611.6.4 IEC 61850標準的應用 21711.6.5 網絡通信技術的發展與應用 21711.6.6 電氣設備狀態監測與故障診斷技術的發展與應用 21711.6.7 視頻圖像監視技術的發展與應用 21711.6.8 電能質量的在線監測技術的發展與應用 21811.7 變電站綜合自動化系統的間隔層裝置 22011.8 變電站綜合自動化系統的數據通信 22011.8.1 微機保護及測控裝置與監控系統通信的主要內容 22111.8.2 綜合自動化系統與控制中心的通信內容 22111.8.3 遠距離數據通信 22211.8.4 串行數據通信及其接口 22211.8.5 變電站信息傳輸的通信規約1 22311.9 變電站綜合自動化的監控系統 22311.9.1 監控系統的基本功能 22311.9.2 監控系統的基本結構 22311.9.3 監控系統的應用軟件 22311.10 變電站的微機保護系統 225復習思考題 225第12章 繼電保護新技術 22612.1 繼電保護的發展歷程與發展趨勢 22612.1.1 繼電保護的發展歷程 22612.1.2 繼電保護的發展趨勢 22612.2 繼電保護的新技術 22712.2.1 信息技術在繼電保護中的應用 22712.2.2 可編程控制器在繼電保護中的應用 22712.2.3 自適應控制技術在繼電保護中的應用 22712.2.4 廣域保護 22812.2.5 新型互感器的應用 22812.2.6 專家系統在繼電保護中的應用 22812.2.7 人工神經網絡在繼電保護中的應用 22912.2.8 模糊理論在繼電保護中的應用 22912.2.9 多代理系統在繼電保護中的應用 23012.2.10 智能方法在繼電保護中的綜合應用 230參考文獻 232

為了提高信號的抗電磁耦合干擾能力，應采用屏蔽電纜，需要盡量減小外屏蔽直流電阻和增大屏蔽的電感。屏蔽電纜抗電磁干擾的物理意義是，交變電磁場在屏蔽層和信號芯線上產生干擾信號完全耦合時，外屏蔽電流對芯線產生的干擾信號正好抵消了外界電磁場對芯線信號的干擾。高壓導體對芯線的靜電耦合是通過導體與芯線間的雜散電容相互作用產生的，作用的強弱和高壓導體與信號芯線間的介質、距離及相對位置有關。靜電耦合產生的干擾可以用外屏蔽一端或兩端接地的方法加以消除。為消除信號傳輸線的干擾，需認真選擇傳輸線，模擬信號輸入線宜選用雙絞線，或采用屏蔽雙絞線電纜作為模擬信號的引入線，并應選擇小節距的雙絞線。當多根雙絞線一起敷設時，需采用不同節距雙絞線，當長距離用兩對雙絞線作引線時，兩對絞線應每隔一段距離交叉一次，這相當于增大節距，從而抑制噪聲。