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第1章 绪论1

1.1 电力系统继电保护的作用1

1.1.1 电力系统故障和异常运行1

1.1.2 继电保护的任务1

1.2 继电保护的基本原理和保护装置的组成2

1.2.1 继电保护的基本原理2

1.2.2 继电保护装置的组成3

1.3 对继电保护的基本要求3

1.3.1 可靠性4

1.3.2 选择性4

1.3.3 灵敏性5

1.3.4 速动性5

1.4 继电器5

1.5 电力系统继电保护的发展7

小结8

习题8

第2章 继电保护的基本元件10

2.1 电流互感器10

2.1.1 电流互感器铭牌的标注方法10

2.1.2 电流互感器的工作原理11

2.1.3 电流互感器的极性13

2.1.4 电流互感器的10％误差曲线14

2.2 测量变换器15

2.2.1 测量变换器的作用15

2.2.2 测量变换器的分类16

2.2.3 各种测量变换器的工作特性16

2.3 对称分量滤过器17

2.3.1 概述17

2.3.2 零序电流滤过器17

2.3.3 零序电压滤过器18

2.3.4 负序电压滤过器18

2.3.5 负序电流滤过器19

2.4 电磁式继电器20

2.4.1 基本结构20

2.4.2 基本工作原理20

2.4.3 电磁式电流继电器21

2.4.4 电磁式电压继电器21

2.4.5 时间继电器22

2.4.6 信号继电器22

2.4.7 中间继电器23

2.5 微机继电保护的硬件构成原理23

2.5.1 微机继电保护的硬件组成23

2.5.2 数据采集系统24

2.5.3 微型计算机主系统29

2.5.4 开关量输入／输出电路30

2.6 微机保护的软件系统配置31

2.6.1 主程序31

2.6.2 采样中断服务程序33

2.6.3 故障处理程序33

2.6.4 微机保护的特征量算法34

小结39

习题40

第3章 输电线路的电流、电压保护41

3.1 单侧电源输电线路相间短路的电流、电压保护41

3.1.1 无时限电流速断保护41

3.1.2 限时电流速断保护44

3.1.3 定时限过电流保护46

3.1.4 电流保护的接线方式47

3.1.5 线路相间短路的三段式电流保护50

3.1.6 阶段式电流、电压联锁速断保护53

3.2 双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护53

3.2.1 方向电流保护问题的提出53

3.2.2 方向电流保护的工作原理55

3.2.3 功率方向继电器的工作原理55

3.2.4 功率方向继电器的接线57

3.2.5 非故障相电流的影响与按相起动57

3.2.6 方向电流保护的整定计算58

3.3 输电线路的接地故障保护61

3.3.1 中性点不接地电网发生单相接地故障时的特点61

3.3.2 中性点经消弧线圈接地电网发生单相接地故障时的特点63

3.3.3 中性点非直接接地系统的接地保护64

3.4 中性点直接接地系统中的接地保护65

3.4.1 中性点直接接地系统接地故障时零序分量的特点65

3.4.2 阶段式零序电流保护66

3.4.3 三段式零序电流保护的接线原理70

3.4.4 方向性零序电流保护70

3.4.5 对中性点直接接地系统零序电流保护的评价72

小结72

习题73

第4章 输电线路的距离保护76

4.1 距离保护概述76

4.1.1 距离保护的基本原理76

4.1.2 距离保护的时限特性78

4.1.3 距离保护的构成78

4.2 阻抗继电器79

4.2.1 圆特性阻抗继电器80

4.2.2 多边形阻抗继电器82

4.3 阻抗继电器的接线方式84

4.3.1 对阻抗继电器接线的要求84

4.3.2 反映相间故障的阻抗继电器的0°接线方式84

4.3.3 反映接地短路故障的阻抗继电器接线86

4.4 反映突变量的阻抗继电器87

4.5 选相原理91

4.5.1 相电流差工频变化量选相91

4.5.2 对称分量选相93

4.5.3 用Clarke分量的故障判别95

4.6 距离保护起动元件96

4.6.1 起动元件的作用96

4.6.2 对起动元件的要求96

4.6.3 负序、零序电流起动元件97

4.6.4 序分量滤过器算法97

4.7 距离保护的振荡闭锁102

4.7.1 系统振荡时电气量的变化特点102

4.7.2 系统振荡时测量阻抗的特性分析105

4.7.3 短路故障和振荡的区分107

4.7.4 振荡过程中对称短路故障的识别108

4.7.5 振荡闭锁装置110

4.8 断线闭锁装置111

4.8.1 断线失电压时阻抗继电器的动作行为111

4.8.2 断线闭锁元件112

4.9 影响距离保护正确工作的因素114

4.9.1 保护安装处和故障点间分支线的影响114

4.9.2 过渡电阻对距离保护的影响116

4.10 相间距离保护的整定计算原则118

4.10.1 相间距离保护Ⅰ段的整定118

4.10.2 相间距离保护Ⅱ段的整定118

4.10.3 相间距离保护Ⅲ段的整定119

4.11 工频故障分量距离保护120

4.11.1 工频故障分量保护原理120

4.11.2 工作原理和动作方程122

4.11.3 保护区内、外短路故障的分析123

4.12 WXB—11型线路保护装置124

4.12.1 WXB—11型装置概述124

4.12.2 距离保护软件原理126

4.12.3 距离保护故障处理程序原理130

4.12.4 WXB—11型装置的使用说明137

小结139

习题140

第5章 输电线路的全线快速保护143

5.1 输电线路纵联保护的原理及分类143

5.1.1 输电线路纵联保护的基本原理143

5.1.2 输电线路纵联保护的分类144

5.2 线路的纵联差动保护144

5.2.1 线路的导引线保护144

5.2.2 自适应纵联差动保护147

5.2.3 利用故障分量的电流差动保护149

5.3 平行线路差动保护151

5.3.1 平行线路内部故障的特点152

5.3.2 横联差动方向保护152

5.3.3 电流平衡保护154

5.4 输电线路的高频保护154

5.4.1 电力线载波高频保护155

5.4.2 微波保护157

5.4.3 高频闭锁方向保护158

5.4.4 相差高频保护159

5.5 光纤纵联差动保护160

5.5.1 架空地线复合光缆161

5.5.2 光纤保护的组成及原理162

5.5.3 光纤差动保护装置实例163

小结164

习题164

第6章 电力变压器的继电保护166

6.1 电力变压器的故障类型及其保护措施166

6.2 电力变压器的瓦斯保护167

6.2.1 气体继电器的构成和动作原理167

6.2.2 瓦斯保护的接线168

6.3 电力变压器的电流速断保护168

6.4 电力变压器的纵差保护169

6.4.1 电力变压器纵差保护的基本原理169

6.4.2 电力变压器纵差保护中的不平衡电流170

6.5 电力变压器的微机保护177

6.5.1 常规比率制动特性177

6.5.2 两折线式比率制动特性178

6.5.3 三折线式比率制动特性179

6.5.4 变压器微机纵差保护的整定计算180

6.6 电力变压器相间短路的后备保护183

6.6.1 过电流保护183

6.6.2 复合电压起动的过电流保护184

6.6.3 负序电流和单相低电压起动的过电流保护186

6.6.4 三绕组变压器后备保护的配置原则186

6.6.5 变压器的过负荷保护187

6.7 电力变压器的接地保护187

6.7.1 变压器接地保护的零序方向元件188

6.7.2 变压器零序保护的配置188

6.7.3 变压器零序接地保护的逻辑框图190

6.7.4 零序过电流保护的整定190

6.8 电力变压器的微机保护举例191

6.8.1 工程概述191

6.8.2 主变压器保护的解决方案191

6.8.3 主变压器保护的接线原理194

小结198

习题199

第7章 发电机保护200

7.1 发电机的故障和不正常工作状态及其保护200

7.2 发电机的纵差保护202

7.2.1 微机比率制动式发电机纵差保护的原理及动作逻辑203

7.2.2 发电机纵差保护的整定计算205

7.2.3 发电机标积制动原理的差动保护205

7.3 发电机的匝间短路保护206

7.3.1 发电机的横联差动保护207

7.3.2 反映零序电压的匝间短路保护208

7.3.3 反映转子回路2次谐波电流的匝间短路保护209

7.4 发电机定子绕组单相接地保护209

7.4.1 反映基波零序电压的接地保护210

7.4.2 反映基波零序电压和3次谐波电压构成的发电机定子100％接地保护211

7.5 发电机励磁回路接地保护212

7.5.1 发电机励磁回路一点接地保护212

7.5.2 发电机励磁回路两点接地保护213

7.6 发电机的失磁保护214

7.6.1 发电机的失磁及原因214

7.6.2 发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律215

7.6.3 失磁保护的构成217

7.7 发电机负序电流保护218

7.7.1 发电机负序电流的形成、特征及危害218

7.7.2 发电机承受负序电流的能力218

7.7.3 发电机负序电流保护的原理219

7.8 发电机-变压器组反时限过励磁保护221

小结222

习题223

第8章 母线保护224

8.1 装设母线保护的基本原则224

8.1.1 母线的短路故障224

8.1.2 母线故障的保护方式224

8.2 母线差动保护的基本原理225

8.2.1 动作电流与制动电流225

8.2.2 复式比率制动式母线差动保护的动作判据227

8.3 典型微机母线保护228

8.3.1 BP—2A微机母线保护的配置229

8.3.2 微机母线差动保护的TA电流比设置229

8.4 BP—2A微机母线保护程序逻辑229

8.4.1 起动元件程序逻辑229

8.4.2 母线复式比率差动保护程序逻辑230

8.4.3 母联失灵或母线保护死区故障的保护231

8.4.4 母线充电保护逻辑232

8.4.5 TA和TV断线闭锁与报警232

8.4.6 BP—2A微机母线差动保护的程序流程232

8.5 基于故障分量综合阻抗的母线保护原理234

8.5.1 基于故障分量综合阻抗母线保护的工作原理234

8.5.2 基于故障分量综合阻抗的母线保护判据235

8.5.3 基于故障分量综合阻抗母线保护的性能分析235

小结235

习题236

第9章 输电线路的自动重合闸237

9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则237

9.1.1 自动重合闸的作用237

9.1.2 自动重合闸的基本要求238

9.1.3 自动重合闸的分类239

9.1.4 自动重合闸方式的选择原则239

9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸240

9.2.1 电磁型单侧电源供电线路的三相一次重合闸装置241

9.2.2 软件实现的自动重合闸245

9.2.3 自动重合闸的闭锁247

9.2.4 自动重合闸装置参数的整定247

9.3 双侧电源供电线路的自动重合闸248

9.3.1 三相快速自动重合闸249

9.3.2 三相非同期自动重合闸249

9.3.3 无电压检定和同期检定的三相自动重合闸250

9.3.4 解列自动重合闸253

9.4 自动重合闸与继电保护的配合254

9.4.1 重合闸前加速保护254

9.4.2 重合闸后加速保护255

9.5 输电线路的综合自动重合闸256

9.5.1 综合重合闸的重合闸方式256

9.5.2 综合重合闸的特殊问题257

9.5.3 综合重合闸的起动方式259

9.6 重合器与分段器260

9.6.1 自动重合器的功能与特点260

9.6.2 自动分段器的功能与特点260

9.6.3 重合器与分段器的配合261

小结262

习题263

第10章 中低压线路保护264

10.1 中低压线路微机保护装置264

10.1.1 主要功能264

10.1.2 保护装置的控制字及定值整定268

10.1.3 保护装置的外部接线端子图270

10.1.4 装置跳线说明270

10.1.5 端子说明270

10.2 RCS—9615线路距离保护测控装置272

10.2.1 主要结构原理272

10.2.2 主要功能277

10.2.3 硬件配置及逻辑框图278

10.2.4 装置定值整定282

10.2.5 硬件及逻辑框图中各符号的意义284

参考文献285