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第1章 电力系统微机保护硬件原理1

1.1 微机保护装置的硬件构成1

1.1.1 微机保护装置的硬件系统构成1

1.1.2 微机保护装置的几种典型结构3

1.1.3 微机继电保护硬件系统的设计6

1.2 逐次逼近原理型A/D芯片构成的数据采集系统7

1.2.1 电压形成回路7

1.2.2 模拟滤波单元8

1.2.3 采样保持电路8

1.2.4 多路转换开关9

1.2.5 模／数转换器9

1.3 采用压—频变换原理的数据采集系统11

1.4 开关量输入及输出回路13

1.4.1 光电耦合器13

1.4.2 开关量输入回路14

1.4.3 开关量输出回路15

1.5 微机继电保护发展趋势15

1.5.1 计算机化16

1.5.2 网络化17

1.5.3 保护、控制、测量、数据通信一体化18

1.5.4 智能化18

1.6 微机继电保护装置的功能编号18

小结20

习题20

第2章 电力系统微机保护软件原理21

2.1 微机保护装置软件介绍21

2.1.1 微机继电保护的程序结构21

2.1.2 系统管理程序22

2.1.3 人机交互管理程序23

2.1.4 微机系统软件系统配置24

2.2 微机保护的算法25

2.2.1 概述25

2.2.2 正弦函数模型的算法26

2.2.3 解微分方程算法31

2.2.4 傅立叶算法32

2.2.5 最小二乘法34

小结36

习题36

第3章 电力系统故障分析基础知识37

3.1 电力系统概述37

3.1.1 电力系统的基本概念37

3.1.2 电力系统的发展概况37

3.1.3 电力系统的基本参量38

3.1.4 电力系统运行的特点和要求38

3.2 标幺值39

3.2.1 标幺值的定义40

3.2.2 基准值的选取40

3.2.3 不同基准值的标幺值间的换算40

3.2.4 变压器联系的多级电网网络中标幺值的计算41

3.2.5 标幺制的特点42

3.3 网络化简43

3.4 对称分量化应用44

3.5 电力系统各元件序阻抗及其相应的等值电路45

3.5.1 同步发电机45

3.5.2 变压器46

3.5.3 电抗器52

3.5.4 异步电动机53

3.5.5 综合负荷54

3.5.6 输电线路54

小结54

习题55

第4章 电力系统横向短路故障分析56

4.1 三相短路故障分析56

4.2 两相短路故障分析57

4.3 单相接地短路故障分析58

4.4 两相接地短路故障分析59

4.5 横向短路故障综合特点60

4.6 发电机匝间短路故障分析61

4.7 变压器匝间短路故障分析62

4.7.1 瓦斯保护原理62

4.7.2 纵联差动保护63

4.8 三绕组自耦变压器公共绕组零序电流和接地中性点电流64

小结65

习题65

第5章 电力系统纵向短路故障分析66

5.1 纵向不对称故障分析方法66

5.2 单相断线分析67

5.3 两相断线分析68

5.4 单相、两相断线时的电气特点69

5.4.1 单相、两相断线时的序电流比较69

5.4.2 单相断线时？、？与X1∑/X0∑比值的关系70

5.5 串联补偿电容保护间隙击穿时的复合序网70

5.5.1 保护间隙一相击穿时的复合序网71

5.5.2 保护间隙两相击穿时的复合序网72

5.6 单相重合闸的潜供电流72

5.7 电压互感器回路断线73

5.7.1 电压互感器一次侧单相断线73

5.7.2 电压互感器二次回路断线74

小结76

习题77

第6章 中低压线路微机保护原理78

6.1 相间短路的阶段式电流保护78

6.1.1 无时限电流速断保护（Ⅰ段保护）78

6.1.2 带时限电流速断保护（Ⅱ段保护）80

6.1.3 定时限过电流保护（Ⅲ段保护）81

6.1.4 反时限过电流保护82

6.1.5 低压闭锁的方向电流保护84

6.2 低频减载及低压减载86

6.2.1 低频减载87

6.2.2 自动低频减载逻辑88

6.2.3 自动低压减载逻辑89

6.3 输电线路三相自动重合闸90

6.3.1 微机保护中的自动重合闸装置90

6.3.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸91

6.3.3 双电源线路的三相自动重合闸92

6.3.4 重合闸与继电保护的配合93

6.3.5 重合闸和加速保护逻辑94

6.4 备用电源自动投入95

6.4.1 备用电源自投装置的基本要求96

6.4.2 备用电源自动投入方式96

6.4.3 备用电源自投控制的动作逻辑98

6.4.4 变电站多分段母线的备用电源自投方式100

6.5 中低压线路微机保护设计方法102

6.5.1 中低压线路微机保护基本要求102

6.5.2 中低压线路微机保护装置102

6.5.3 微机保护设计104

小结105

习题106

第7章 高压输电线路微机保护原理107

7.1 接地短路的零序电流保护107

7.1.1 阶段式零序电流保护108

7.1.2 零序方向电流保护109

7.1.3 零序方向电流保护动作逻辑110

7.2 距离保护111

7.2.1 距离保护的工作原理111

7.2.2 距离保护的组成112

7.2.3 距离保护的阻抗测量元件113

7.2.4 振荡与振荡闭锁124

7.2.5 二次回路断线闭锁128

7.2.6 距离保护中的相继速动129

7.2.7 距离保护中的后加速130

7.2.8 距离保护动作逻辑131

7.3 工频故障分量距离保护132

7.3.1 工频故障分量距离保护故障原理132

7.3.2 工频故障分量距离保护的动作特性134

7.3.3 工频故障分量距离保护的特点及应用135

7.4 高压输电线路微机保护设计136

7.4.1 高压输电线路保护功能配置要求136

7.4.2 高压输电线路微机保护设计方法136

7.4.3 高压线路微机保护装置137

小结138

习题139

第8章 超高压输电线路快速纵联保护140

8.1 超高压电网的特点及对继电保护的影响140

8.1.1 超高压电网的特点140

8.1.2 超高压电网对继电保护提出的要求140

8.1.3 超高压电网对继电保护的影响141

8.2 闭锁式纵联保护141

8.2.1 闭锁式纵联保护的工作原理141

8.2.2 闭锁式方向保护应满足的基本要求142

8.2.3 闭锁式纵联方向保护的停信逻辑143

8.2.4 闭锁式方向纵联保护实例144

8.3 允许式纵联保护145

8.3.1 允许式纵联保护的基本原理145

8.3.2 允许式纵联保护发信元件逻辑146

8.3.3 允许式方向纵联保护实例147

8.4 纵联电流差动保护148

8.4.1 电流差动保护基本原理及特性分析148

8.4.2 纵联电流差动保护元件149

8.4.3 光纤通信原理及其在纵联保护中的应用150

8.5 综合自动重合闸151

8.5.1 概述151

8.5.2 基本功能和原理152

8.5.3 对自动重合闸装置的基本要求155

8.5.4 输电线路综合重合闸逻辑155

8.5.5 分相跳闸逻辑160

小结161

习题162

第9章 电力变压器微机保护原理163

9.1 电力变压器的故障、不正常运行及保护装置163

9.1.1 中、低压变电所主变压器的保护配置164

9.1.2 高压变电所主变压器的保护配置164

9.2 故障量经变压器的传递165

9.2.1 简化假设165

9.2.2 Y/△-11变压器高压侧单相接地短路165

9.3 变压器纵差保护167

9.3.1 不平衡电流产生的原因及消除措施167

9.3.2 比率制动式纵差动保护170

9.4 其他差动保护171

9.5 差动保护TA断线172

9.6 变压器后备保护173

9.6.1 变压器相间短路的后备保护173

9.6.2 变压器接地短路的后备保护176

9.7 变压器过励磁保护179

9.8 变压器中性点间隙保护180

9.8.1 在不接地的变压器中性点上产生过电压的几种故障模式181

9.8.2 中性点间隙保护及金属氧化物避雷器选择181

9.9 非电量保护183

9.10 电力变压器微机保护设计185

9.10.1 电力变压器保护配置185

9.10.2 保护参数分析与设备配置选择187

9.10.3 接线配置图188

9.10.4 整定计算188

小结190

习题190

第10章 母线和电容保护191

10.1 概述191

10.1.1 母线的故障191

10.1.2 母线的保护方式191

10.2 母线保护的整定计算193

10.2.1 母线差动保护193

10.2.2 电流比相式母线保护196

10.3 母线微机保护原理196

10.3.1 母线微机保护配置196

10.3.2 微机母线差动保护的TA变比设置197

10.4 电容微机保护原理197

10.4.1 电容器的故障及其危害197

10.4.2 电容器的保护配置198

10.4.3 电容器外部故障的保护198

10.4.4 电容器组内部故障保护201

10.5 母线与电容保护设计203

10.5.1 母线保护设计203

10.5.2 电容器保护设计208

10.6 一类互联多电压等级电力系统微机继电保护综合设计方案213

10.6.1 存储和运算、软件能力的可扩充性213

10.6.2 设备抗干扰、自检和自适应214

10.6.3 适应标准规约的通信能力215

小结216

习题217

第11章 智能电网的微机保护原理218

11.1 智能电网的概述218

11.1.1 智能电网提出的背景218

11.1.2 智能电网的概念219

11.1.3 智能电网研究的目标219

11.1.4 智能电网的意义219

11.1.5 智能电网的关键特征219

11.2 智能电网的组网模式220

11.2.1 智能电网的主要技术组成与功能220

11.2.2 实现智能电网的顺序223

11.3 智能电网的特点及其微机保护223

11.3.1 智能电网的特点223

11.3.2 智能电网的微机保护224

小结232

习题232