大型机组继电保护理论基础 第2版PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 发电机单机容量的发展趋势 1

第二节 大型机组故障的娩计和分析 2

第三节 大容量发电机的特点及其对继电保护的要求 4

一、设计方面 4

二、结构和工艺方面 6

三、运行方面 6

第四节 大型机组继电保护配置的讨论 7

一、要求和可能配置的保护装置 7

二、保护装置的控制对象 8

三、短路保护的配置 8

四、异常运行保护的配置 13

五、水轮发电机保护配置的特点 14

第五节 电力系统扰动对大型发电机组的影响问题 14

一、必须从系统的整体出发，讨论大机组的安全和保护 14

二、国内外由电力系统异常工况所引起的大机组严重故障事例 15

三、发电机组扭振应力问题的简单综述 16

第二章 故障电量的分析和计算 22

第一节 计及过渡电阻时不对称短路的分析和计算 22

一、短路点过渡电阻对短路计算的影响 22

二、不对称短路时电压电流的分布和变化 24

第二节 稳态短路计算法 28

第三节 考虑系统影响的大型机组短路电流计算曲线 35

第四节 自井励式发电机的短路电流计算 37

一、自并勋式发电机短路电漉的周期分量计算式 38

二、Tdk的分析讨论和实用计算 40

三、自并励式发电机的不对称短路实用计算 45

第五节 发电机定子绕组内部故障的分析和计算 47

一、发电机定子绕组内部故障分析方法评述 47

二、发电机定予绕组内部故障的理论计算——多回路分析法 48

三、发电机内部短路的实用计算 57

四、发电机转子二次谐波电流的实用计算 58

第六节 定子绕组开断的实用计算 60

一、变压器匝间短路故障的新情况 63

第七节 变压器内部短路的分析 63

二、变压器匝间短路的理论分析方法 65

三、变压器丫0侧单相接地短路的分析 65

第八节 自耦变压器外部短路的计算特点 67

二、自辆变压器的正(负)序等效电路及其参敷 71

三、三相三柱芯式变压器的零序磁路 72

四、三绕组自耦变压器的零序等效电路及其参数测定 73

五、X01呈现负值的讨论 74

六、三绕组全星形自耦变压器零序参数实例 76

第九节 分裂绕组变压器的短路计算 79

一、三相三柱径向布置双分裂绕组变压器的等效电路及参数 81

二、三相三柱轴向布置双分裂绕组变压器的等效电路及参数 82

三、单相双柱双分裂绕组变压器的等效电路及参数 85

第十节 系统振荡的电气量分析 87

一、系统振荡的电流电压 87

二、系统振荡的阻抗轨迹 91

三、短路伴随系统振荡的电流电压 94

一、自耦变压器外部接地短路计算 97

第三章 发电机内部短路保护 98

第一节 概述 98

第二节 纵差保护灵敏度的提高 98

第三节 发电机的匝间短路保护 103

一、发电机定子绕组的匝间短路 103

三、后备保护的配置 104

二、单元件式横差保护 104

三、负序功率方向匝简短路保护 108

四、零序电压匝间短路保护 111

五、转子二次谐波电流的定于匝间短路保护 113

六、定子匝间短路保护小结 114

第四节 多分支“分布中性点”接线方式的水轮发电机保护 115

二、正常运行和外部短路时继电器的动作情况 117

三、气隙偏心时继电器的动作情况 117

一、多分支“分布中性点”发电机保护系统的二次交流回路 118

四、发电机内部相简短路时继电器的动作情况 118

五、发电机一相匝间短路时继电器的动作情况 119

七、匝间短路保护横差继电器动作死区的实用计算校验 121

六、并联分支数n为奇数时发电机保护的二次交流回路 121

八、气隙偏心时气隙不均继电器的动作试验 124

九、多分支“分布中性点”水轮发电机保护方案的改进 124

第五节 发电机内部故障的预测装置 126

一、局部过热的“故障预测”装置工作原理 126

二、有机涂料的应用 128

三、转于运行工况的预测 128

第四章 变压器内部故障保护 130

第一节 概述 130

第二节 变压器励磁涌流的波形分析 131

一、单相变压器励磁涌流的分析 131

二、三相变压器空载合闸时的励磁涌流 133

三、并联运行变压器的和应(Sympathetic)涌流 145

第三节 三相涌流经电流互感器的传变 147

一、电流互感器的励磁电流iμ 148

二、LH不饱和时涌流i1的传变 148

三、在涌流i1作用下，电流互感器什么时候开始饱和 149

四、LH饱和后涌流真真的传变 149

五、变压器差动保护防止涌流误动的措施 152

第四节 外部短路时差动保护不平衡电流的分析 153

一、稳态正弦电流下的不平衡电流 154

二、暂态过程中的不平衡电流 154

第五节 内部短路时差动保护的分析 158

第六节 变压器过电压(过励磁)对差动保护的影响 165

第七节 变压轰匝问短路保护 166

一、变压器匝简短路保护的现状 166

二、负序功率方向保护 167

三、检测漏磁变化的变压器匝间短路保护 168

第八节 变压器局部放电的检测装置 172

第九节 差动保护用电流互感器的暂态特性和选择 174

一、励磁电流iμ 174

二、饱和倍数n? 175

三、暂态磁密系数K 178

四、二次暂态电流i? 182

五、?的情况 186

六、差动保护用电流互感器的选择 187

第一节 概述 193

一、大型机组对后备保护的要求 193

第五章 短路故障的后备保护 193

二、相邻母线和线路对后备保护的要求 194

四、后备保护装置 195

第二节 时限电流速断保护 196

一、用于消除差动保护死区 196

二、用作机端短路的后备保护 197

三、振荡电流的影响 198

第三节 阻抗保护 198

一、利用同名相全电流全电压的阻抗保护 198

二、利用正序和负序电流电压的全阻抗保护 200

三、阻抗保护的整定值 204

四、阻抗保护的行为分析 205

一、发-变组单元接线方式 211

第四节 自并励发电机的后备保护 213

第五节 零序保护 215

一、中性点直接接地运行变压器的零序保护 215

二、中性点可能按地或不按地运行变压器的零序保护 216

第六章 发电机定子单相接地保护 221

第一节 概述 221

第二节 发电机的中性点接地方式 222

一、中性点经单相电压互感器(YH)接地 223

二、中性点经配电变压器高阻接地 225

三、中性点经消弧线圈接地(欠补偿方式) 227

四、中性点经消弧线圈谐振按地 229

第三节 正常运行和单相接地故障时的基波零序电压和电流 232

一、正常运行时 232

二、单相接地故障时 234

三、两个计算实例 238

第四节 汽轮发电杌的定子三次谐波电压 239

一、发电机定子三次谐波电压的产生 239

二、汽轮发电机三次谐波匝电势的分布 242

三、汽轮发电机三次谐波电压的分布 242

第五节 水轮发电机的定子三次谐波电压 252

一、水轮发电机定子三次谐波等效电路的建立 252

二、正常运行时定子三次谐波电压的分布 255

三、单相接地故障时水轮发电机三次谐波电压的分布 257

四、扩大单元接线方式水轮发电机单相接地故障时三次谐波电压的分布 259

第六节 基波零序电压型定子接地保护 262

第七节 三次谐波电压型定子接地保护 263

一、以?为动作条件的定子接地保护 264

二、以?为动作条件的定子接地保护 266

三、以?为动作条件的定子接地保护 267

四、以?为动作条件的定子接地保护 269

第八节 三次谐波电压型定子接地保护在水轮发电机上的应用 271

二、扩大单元接线方式 274

第九节 外加电源方式的定子接地保护 275

一、外加直流电源的定子接地保护 276

二、外加20Hz交流电源的定子接地保护 280

三、外加100Hz交流电源的定子接地保护 281

第十节 定子接地保护灵敏度的标准问题 282

第七章 发电机励磁回路接地保护 285

第一节 概述 285

第二节 励磁回路一点接地保护 286

一、电桥式一点接地保护 286

二、迭加直流电压式一点接地保护 288

三、迭加交流电压式一点接地保护 290

四、迭加方波电压式一点接地保护 299

五、切换采样式一点按地保护 302

第三节 励磁回路两点接地保护 304

一、电桥式两点接地保护 304

二、利用高频阻抗的两点接地保护 305

三、利用定子二次谐波电压的两极汽轮发电机励磁回路两点接地保护 307

四、利用定子1/2次谐波电压的四极汽轮发电机励磁回路两点接地保护原理 315

第八章 低励、失磁保护 318

第一节 概述 318

一、各电气量的求解方法 320

第二节 低励和失磁过程中各电气量的表达式 320

二、?失磁过程中各电气量的分析 321

三、?低励过程中各电气量的分析 329

第三节 研究低励和失磁过程的同步发电机等效电路 331

一、凸极同步发电机的等效电路 332

二、隐极同步发电机的等效电路 334

三、等效电路的比较 337

一、失磁过程举例 338

第四节 低励、失磁后的物理过程 338

二、失磁过程中定于电流的变化 342

三、失磁过程中定子电压的变化 345

四、失磁过程中有功功率的变化 346

五、失磁过程中无功功率的变化 354

六、失磁过程中励磺回路电流电压的变化 357

七、励磁回路的状态对失磁过程的影响 363

第五节 低励、失磁过程的阻抗特性 366

一、失磁过程在阻抗(或导纳)平面上的描述 366

二、在阻抗(或导纳)平面上的等有功轨迹 371

三、隐极同步发电机在阻抗(或导纳)平面上的静稳边界 373

四、凸极同步发电机在阻抗(或导纳)平面上的静稳边界 376

五、异步阻抗的分析 379

六、在阻抗(或导纳)平面上的等压边界 384

第六节 低励、失磁保护的主要判据及其检测元件 388

一、低励、失磁保护的主要判据 388

二、绝对值比较式低励、失磁继电器 391

三、相位比较式低励、失磁继电器 397

四、凸极同步发电机低励、失磁继电器的整定特点 403

五、低励、失磁继电器的讨论 404

六、等压边界的检测元件 405

第七节 非正常运行方式下低励、失磁继电器的运行特性 408

一、机端两相短路故障 408

二、变压器高压侧两相短路故障 411

三、变压器高压侧单相接地短路故障 413

四、系统振荡 416

五、长线充电 420

六、自同期过程 422

七、电压回路断线 423

第八节 低励、失磁保护的辅助判据及其检测元件 427

一、辅助判据 427

二、等励磁电压判据 427

三、变励磁电压判据 436

四、负序分量的运旧 442

五、延时的运用 443

六、电压回路断线闭锁 443

七、闭锁元件的讨论 445

第九节 低励、失磁保护装置的构成 446

一、凸极同步发电机的低励、失磁保护装置 446

二、隐极同步发电机的低励、失磁保护装置 448

三、调相机的低励、失磁保护装置 451

第九章 发电机负序电流保护 455

第一节 概述 455

第三节 发电机短时承受负序电流的能力 456

第二节 发电机长期承受负序电流的能力 456

一、判据 457

二、要求 459

第四节 发电机在任意时间内承受负序电流的能力 460

一、三段法 461

二、修正常数法 462

第五节 暂态过程中负序电流热效应?的计算 463

一、负序电流产生的热效应? 463

二、非周期分量电流产生的热效应? 465

三、灭磁过程残余电流产生的热效应? 467

四、综合热效应的讨论 468

第六节 对判据?试验验证的述评 468

第七节 发电机负序电流保护的构成 470

一、利用感抗移相的负序电流滤过器 474

第八节 负序电流滤过器的分析 475

二、利用电容移相的负序电流滤过器 477

三、一相断线后负序电流滤过器的特性 479

一、两级充电式反时限元件 482

第九节 反时限元件的分析 482

二、平方-积分器式反时限元件 487

第十章 异常运行保护 492

第一节 概述 492

第二节 过励磁保护 492

一、变压器的过励磁 492

二、发电机的过励磁 496

三、过励磁保护 496

第三节 发电机过电压保护 497

第四节 发电机过负荷保护 499

一、发电机的过负荷 499

二、定子绕组的过负荷保护 500

三、励磁绕组的过负荷保护 500

第五节 发电机失步保护 501

一、装设失步保护的必要性 501

二、对失步保护的要求 502

三、测量振荡中心电压的失步保护 503

四、利用双阻抗元件的失步保护 511

五、利用稳定判据的失步保护 516

第六节 电流互感器的断线保护 521

第七节 逆功率保护 524

第八节 频率异常保护 526

第九节 非全相运行保护 528

第十节 起停机保护 529

第十一节 意外加电压保护 530

第十二节 断口闪络保护 531

附录A 电机多回路分析法的电感系数 533

附录B 分数次谐波气隙磁场在三相对称的单独线圈组成的“部分绕组”中产生的正、负、零序电势 535

附录c 关于?的证明 536

附录D 变压器匝间短路的漏磁分析 537

附录E 大型机组在有限系统中失磁的分析计算 540

附录F 同步发电机的转子运动方程式 544

附录G 考虑转子热传导的表面温升公式 548

附录H 系统振荡阻抗轨迹通用圆图 553

参考文献 556