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第一章 绪言 3

第二章　保护应用基础 5

2.1 引言 5

2.2　保护装置 7

2.3　保护的分区 8

2.4　可靠性 9

2.4.1　设计 9

2.4.2　整定 9

2.4.3　安装 9

2.4.4　测试 9

2.4.5　运行过程中的性能劣化 10

2.4.6　保护性能 10

2.5　选择性 10

2.5.1　时间级差 10

2.5.2　单元式保护系统 11

2.6　稳定性 11

2.7　动作速度 11

2.8　灵敏性 11

2.9　主保护和后备保护 12

2.10　继电器输出器件 12

2.10.1　触点系统 12

2.10.2　运行（动作）指示器 13

2.11　跳闸回路 13

2.11.1 串联自保持型 14

2.11.2　并联增强型 14

2.11.3　带串联自保持的并联增强型 14

2.12　跳闸回路监视 15

第三章 基本理论 17

3.1 引言 17

3.2　矢量代数 17

3.3　复数运算 18

3.3.1 复数变量 18

3.3.2　复数 19

3.3.3　数学算子 19

3.4　电路参数和使用惯例 19

3.4.1　电路变量 19

3.4.2　符号惯例 20

3.4.3 功率 21

3.4.4　单相与多相系统 21

3.5　阻抗表示法 22

3.6　基本电路定律、定理和网络化简 23

3.6.1　电路定律 24

3.6.2　电路定理 24

3.6.3 网络化简 25

参考文献 28

第四章　故障计算 31

4.1 引言 31

4.2　三相故障的计算 31

4.3　三相网络的对称分量分析法 33

4.3.1　正序网络 33

4.3.2 负序网络 34

4.3.3　零序网络 34

4.4　不同故障类型的方程和网络连接 34

4.4.1 单相接地故障（A-E） 35

4.4.2　相间短路故障（B-C） 35

4.4.3　两相接地短路故障（B-C-E） 36

4.4.4 三相短路故障（A-B-C或者A-B-C-E） 36

4.4.5　单相断线故障 37

4.4.6　发展性故障 37

4.5　系统中因故障而引起的电流电压分布 38

4.5.1 电流分布 39

4.5.2 电压分布 40

4.6　系统接地对零序量的影响 41

4.6.1 残余电流和电压 41

4.6.2 系统的？0/？1 42

4.6.3　残余量的变化 43

参考文献 44

第五章 电力系统设备的等效电路和参数 47

5.1　引言 47

5.2　同步发电机 47

5.3　电枢反应 48

5.4　稳态理论 48

5.5　凸极转子 49

5.6　暂态分析 50

5.7　不对称性 52

5.8　发电机电抗 52

5.8.1 同步电抗Xd=XL+Xad 53

5.8.2 暂态电抗X′d=XL+X′f 53

5.8.3 次暂态电抗X″d=XL+X′kd 53

5.9　负序电抗 53

5.10　零序电抗 54

5.11　直轴和交轴值 54

5.12　饱和对发电机电抗的影响 54

5.13　变压器 55

5.14　变压器正序等效电路 55

5.14.1　双绕组变压器 55

5.14.2　三绕组变压器 56

5.15　变压器零序等效电路 57

5.16 自耦变压器 59

5.16.1　正序等效电路 59

5.16.2　零序等效电路 59

5.16.3 中性点接地的特殊情况 59

5.17　变压器阻抗 60

5.18　架空线和电缆 62

5.19　串联阻抗的计算 63

5.20　并联阻抗的计算 64

5.21　有接地线和无接地线的架空线路 65

5.22　架空输电线等效电路 69

5.23　电缆线路 70

5.24　架空线和电缆的数据 71

参考文献 83

第六章 电流和电压互感器 85

6.1　引言 85

6.2　电磁式电压互感器 85

6.2.1　误差 85

6.2.2 电压因数（voltage factor） 86

6.2.3　二次引线 87

6.2.4 电压互感器的保护 87

6.2.5 结构 87

6.2.6　残余连接的电压互感器 87

6.2.7　暂态性能 88

6.2.8　级联电压互感器 88

6.3　电容式电压互感器 89

6.3.1　辅助电容器的电压保护 89

6.3.2 电容式电压互感器的暂态特性 90

6.3.3　铁磁谐振 90

6.4　电流互感器 90

6.4.1 误差 90

6.4.2　复合误差 91

6.4.3　保护用电流互感器的准确限值电流 92

6.4.4 PX级电流互感器 92

6.4.5 CT的绕组布置 93

6.4.6　线路电流互感器 94

6.4.7　二次绕组阻抗 94

6.4.8　二次电流额定值 94

6.4.9　额定短时电流 95

6.4.10 电流互感器的暂态响应 95

6.4.11 暂态期间的谐波 98

6.4.12　测试绕组 98

6.5　新型仪表互感器 98

6.5.1　光学仪表变送器 98

6.5.2　其他传感系统 100

第七章 继电器技术 105

7.1　引言 105

7.2　机电式继电器 105

7.3　静态继电器 106

7.4　数字式继电器 107

7.5　数值式继电器 108

7.5.1　硬件结构 110

7.5.2　继电器软件 113

7.5.3　应用软件 113

7.6　数值式继电器的附加性能 113

7.6.1　测量值显示 113

7.6.2 VT/CT监视 114

7.6.3 CB控制／状态指示／状态监测 114

7.6.4　故障录波 114

7.6.5 时间同步 114

7.6.6　可编程逻辑 114

7.6.7　定值组的提供 115

7.6.8　结论 115

7.7　数值式继电器问题 115

7.7.1　软件版本控制 115

7.7.2　继电器数据管理 116

7.7.3　继电器测试和投运 116

参考文献 116

第八章 保护：信号传输和联锁跳闸 119

8.1 引言 119

8.2　单元式保护方案 119

8.3　远方保护命令 119

8.4　联锁跳闸 119

8.4.1　直接跳闸 120

8.4.2　允许跳闸 120

8.4.3 闭锁方案 120

8.5　性能要求 121

8.5.1　性能要求——联锁跳闸 121

8.5.2　性能要求——允许跳闸 121

8.5.3　性能要求——闭锁方案 121

8.6　传输介质、干涉和噪声 121

8.6.1　私有导引线和通道 122

8.6.2　租用导引线和通道 122

8.6.3　电力线载波通信技术 123

8.6.4　无线电通道 124

8.6.5　光纤通道 125

8.7　信号传输方法 125

8.7.1　直流电压信号传输 125

8.7.2　平滑音调信号 126

8.7.3　移频键控信号 126

第九章 相间故障和接地故障的过电流保护 129

9.1 引言 129

9.2　配合过程 129

9.3　时间／电流配合原则 129

9.3.1　通过时间实现选择性 129

9.3.2　通过电流实现选择性 130

9.3.3　通过电流和时间实现选择性 131

9.4　标准IDMT过流继电器 131

9.5　综合IDMT和高定值速动过流继电器 133

9.6　非常反时限（VI）过流继电器 134

9.7　极端反时限（EI）过流继电器 135

9.8　其他继电器特性 135

9.9　定时限过流继电器 136

9.10　继电器电流整定 137

9.11　继电器时间级差裕度 137

9.11.1　断路器切断时间 137

9.11.2　继电器计时误差 137

9.11.3 过冲（overshoot） 137

9.11.4 CT误差 138

9.11.5　最终的裕度 138

9.11.6　总精度 138

9.12　推荐的级差裕度 138

9.12.1 继电器与继电器之间的配合 138

9.12.2　熔断器与熔断器之间的配合 139

9.12.3 熔断器与继电器之间的配合 139

9.13　相间故障过流继电器的整定计算 140

9.13.1　定时限继电器 140

9.13.2　反时限继电器 140

9.14　方向相间保障过流继电器 140

9.14.1　继电器接线 140

9.14.2　继电器90°正交接线 141

9.14.3　方向继电器的应用 142

9.15　环形干线 142

9.16　接地故障保护 143

9.16.1　接地故障继电器的有效整定 143

9.16.2　接地故障继电器时间上的配合 145

9.16.3　灵敏接地故障保护 145

9.17　接地故障过电流方向保护 145

9.18　中性点不接地系统的接地故障保护 147

9.18.1　残余电压 147

9.18.2　灵敏性接地故障保护 148

9.19　经Petersen线圈接地电力网络的接地故障保护 148

9.19.1　灵敏接地故障保护 150

9.19.2　灵敏瓦特计保护 150

9.20　时间和电流配合示例 151

9.20.1 继电器相间故障整定示例——IDMT继电器／熔断器 151

9.20.2　保护接地故障整定 156

9.20.3　平行双回线的保护 157

9.20.4　环形干线的配合 158

参考文献 160

第十章 输电线路的单元式保护 163

10.1 引言 163

10.2　方向的约定 164

10.3　方向比较的条件 164

10.4　环流系统 164

10.4.1　暂态不稳定性 164

10.4.2 比率制动 165

10.5　平衡电压系统 165

10.6　求和（summation）配置 166

10.7　机电和静态单元式保护示例 166

10.7.1 Translay平衡电压机电式保护系统 166

10.7.2　静态环流单元式保护系统——Translay 166

10.8　数字式／数值式电流差动保护系统 167

10.8.1 继电器的时间同步 168

10.8.2　在角形接线和3/2断路器开关站的应用 169

10.9　载波单元式保护装置 169

10.10　电流差动装置——模拟技术 169

10.11　相位比较保护装置需要考虑的一些问题 172

10.11.1 带有并联电容的线路 172

10.11.2 系统的跳闸角 173

10.11.3 负荷电流的影响 173

10.11.4　调制量 174

10.11.5　故障检测和启动 175

10.11.6　正常为静态的电力线载波（闭锁模式） 175

10.11.7　不带容性电流补偿的装置 175

10.11.8　带容性电流补偿的装置（闭锁模式） 175

10.11.9　故障检测元件动作量 176

10.12　示例 176

10.12.1 简单线路单元式保护 176

10.12.2　变压器线路组单元式保护 177

参考文献 178

第十一章 距离保护 181

11.1　引言 181

11.2　距离保护的原理 181

11.3　保护性能 182

11.3.1　机电式／静态距离继电器 182

11.3.2　数字式／数值式距离继电器 182

11.4　电压与ZS/ZL变化率的关系 183

11.5　整定点精确测量的电压限值 184

11.6　保护分段 185

11.6.1 Ⅰ段整定 185

11.6.2 Ⅱ段整定 185

11.6.3　Ⅲ段整定 185

11.6.4　反向动作范围和其他保护段整定 185

11.7　距离继电器特性 186

11.7.1　幅值和相位比较 186

11.7.2　平面阻抗特性 186

11.7.3 自极化的姆欧继电器 187

11.7.4　偏移欧姆／透镜特性 188

11.7.5　全交叉极化姆欧特性 189

11.7.6　部分交叉极化姆欧特性 190

11.7.7　四边形特性 190

11.7.8　应对系统振荡的保护——利用欧姆特性 191

11.7.9　其他特性 192

11.8　距离继电器的实现 192

11.9　电源阻抗和接地方式的影响 194

11.9.1　相间故障阻抗测量 194

11.9.2　接地故障阻抗测量 194

11.10　距离继电器应用中的问题 196

11.10.1 保护安装处的最小电压 196

11.10.2　线路长度的最小值 196

11.10.3 欠范围-远端助增的影响 196

11.10.4　超越动作 197

11.10.5 正向保护范围的限制 197

11.10.6 系统振荡闭锁 197

11.10.7 电压互感器的监测 197

11.11　距离继电器的其他功能 198

11.12　距离继电器应用示例 198

11.12.1　线路阻抗 199

11.12.2　残余补偿 199

11.12.3 Ⅰ段保护范围 200

11.12.4 Ⅱ段保护范围 200

11.12.5 Ⅲ段保护范围 200

11.12.6　继电器延时的整定 200

11.12.7　相间故障电阻的整定 201

11.12.8　接地故障阻抗的整定 201

11.12.9　接地故障电阻的整定 201

参考文献 201

第十二章 距离保护方案 203

12.1 引言 203

12.2　扩展Ⅰ段方案（Z1X方案） 203

12.3　传输跳闸方案 204

12.3.1 直接欠范围传输跳闸方案 204

12.3.2 允许式欠范围传输跳闸（PUP）方案 205

12.3.3　允许式欠范围加速方案 205

12.3.4 允许式超范围传输跳闸（POP）方案 206

12.3.5　弱馈条件 207

12.4　闭锁式超范围方案 207

12.4.1 实际闭锁方案 207

12.4.2　弱馈条件 209

12.5　解除闭锁式方向比较方案 209

12.6　传输跳闸与闭锁方案的比较 209

第十三章 复杂传输线路的保护 211

13.1 引言 211

13.2　平行线路 211

13.2.1　单元式保护系统 211

13.2.2　距离保护 211

13.3　多端线路——单元式保护方案 215

13.3.1 交流导引线保护 215

13.3.2 T接线的平衡电压方案 215

13.3.3　电力线载波相位比较装置 217

13.3.4　利用光纤信号传输的差动继电器 217

13.4　多端线路——距离继电器 218

13.4.1　距离继电器检测到的视在阻抗 218

13.4.2　故障前负载的影响 219

13.4.3　故障电流在其中一端汲出的影响 220

13.4.4　反方向故障时保护误动作 221

13.5　多端线路——距离保护方案的应用 222

13.5.1　传输跳闸欠范围保护方案 222

13.5.2　传输跳闸超范围保护方案 222

13.5.3 闭锁式方案 222

13.5.4　信号传输通道的考虑 223

13.5.5　方向比较闭锁式方案 223

13.6　串联补偿线路的保护 223

13.7　示例 224

参考文献 227

第十四章 自动重合闸 229

14.1　引言 229

14.2　自动重合闸的应用 230

14.3　高压配电网络的自动重合闸 230

14.4　影响高压自动重合闸方案的因素 231

14.4.1 无电时间 231

14.4.2　返回时间 232

14.4.3　合闸次数 233

14.5　超高压传输线的自动重合闸 233

14.6　超高压系统的快速自动重合闸 234

14.6.1　保护特性 234

14.6.2　故障电弧的去游离 234

14.6.3　断路器特性 234

14.6.4　无电时间的选择 235

14.6.5　返回时间的选择 235

14.6.6　合闸次数 235

14.7　单相自动重合闸 236

14.8　应用距离保护的线路的快速自动重合闸 236

14.8.1　传输跳闸或闭锁式方案 237

14.8.2 Ⅰ段扩展 237

14.9　超高压系统的延时自动重合闸 237

14.9.1　方案的工作 237

14.9.2 同步监测继电器 238

14.10 自动重合闸装置的动作特性 238

14.10.1 启动 238

14.10.2　保护类型 238

14.10.3 无电时间定时器 238

14.10.4　重合闸脉冲 238

14.10.5 防跳跃装置 239

14.10.6　返回定时器 239

14.10.7　断路器闭锁 239

14.10.8　手动合闸 239

14.10.9 多次重合方案 239

14.11 自动合闸方案 239

14.11.1 备用变压器 239

14.11.2　母联断路器或母线分段断路器 240

14.12　自动重合闸的应用示例 240

14.12.1　双母线变电站 240

14.12.2　单开关变电站 241

14.12.3　四开关角形接线变电站 241

第十五章 母线保护 245

15.1 引言 245

15.2　母线故障 245

15.3　保护要求 245

15.3.1　速度 245

15.3.2　稳定性 246

15.4　保护系统的类型 247

15.5　系统保护方案 247

15.6　机壳接地保护（HOWARD保护） 247

15.6.1　单母线机壳接地保护 247

15.6.2　机壳接地保护——分段母线 248

15.6.3　机壳接地保护方案——双母线变电站 249

15.6.4　机壳接地保护——校验系统 249

15.7　差动保护原理 250

15.7.1　分段母线和双母线的差动保护 250

15.7.2 电流互感器的位置 251

15.8　高阻抗差动保护 252

15.8.1　稳定性 252

15.8.2　有效整定值或一次动作电流 254

15.8.3　校验特性 254

15.8.4 CT二次侧回路的监测 255

15.8.5 CT连接的方式 255

15.8.6 实际情况综述 257

15.9　低阻抗比率差动保护 258

15.9.1　稳定性 258

15.9.2　有效定值或一次动作电流 259

15.9.3　校验特性 259

15.9.4 CT二次回路的监视 259

15.9.5 CT连接方式 259

15.9.6　低阻抗比率制动差动保护——MBCZ型 260

15.10　数值母线保护方案 262

参考文献 264

第十六章 变压器及变压器线路组保护 267

16.1　引言 267

16.2　绕组故障 267

16.2.1 中性点经电阻接地的星形连接绕组 267

16.2.2 中性点直接接地的星形连接绕组 268

16.2.3　三角形连接绕组 268

16.2.4　相间故障 268

16.2.5 匝间故障 268

16.2.6　铁心故障 269

16.2.7 油箱故障 269

16.2.8　外部作用的情况 269

16.3　励磁涌流 270

16.4　变压器过热 271

16.5　变压器保护综述 272

16.6　变压器过流保护 272

16.6.1 熔断器 272

16.6.2　过流继电器 272

16.7　限制性接地故障保护 273

16.8　差动保护 273

16.8.1 变压器差动保护的基本考虑因素 273

16.8.2 （相）电流互感器一次额定值 274

16.8.3　相位校正 274

16.8.4　零序电流滤除 274

16.8.5 变比校正 275

16.8.6　比率制动特性整定 275

16.8.7 多绕组变压器 275

16.9　励磁涌流对差动保护稳定性的影响 276

16.9.1　延时方法 276

16.9.2　谐波制动方法 276

16.9.3　涌流检测闭锁——间断角检测技术 277

16.10　综合差动及限制接地故障方案 277

16.11　接地变压器保护 280

16.12　自耦变压器保护 281

16.13　过激磁保护 281

16.14　油箱接地保护 282

16.15　油气设备 282

16.15.1　油压释放装置 282

16.15.2　快速升压继电器 282

16.15.3 瓦斯保护 282

16.16　变压器线路组保护 283

16.16.1 非单元式保护方案 283

16.16.2　单元式保护方案 286

16.17　联锁跳闸 287

16.18　变压器状态监测 288

16.19　变压器保护示例 289

16.19.1　零序滤波准备 289

16.19.2　△／Y连接变压器的单元式保护 290

16.19.3　有载调压变压器的单元式保护 291

第十七章 发电机和发变组保护 295

17.1 引言 295

17.2　发电机接地方式 296

17.3　发电机定子故障 297

17.3.1　接地故障 297

17.3.2　相间故障 297

17.3.3 匝间故障 297

17.4　定子绕组保护 298

17.5　直联发电机的差动保护 298

17.5.1 比率差动保护 298

17.5.2 高阻差动保护 299

17.5.3 对CT的要求 299

17.6　发变组的差动保护 299

17.6.1　发电机／升压变压器差动保护 300

17.6.2　单元变压器差动保护 300

17.7　过电流保护 300

17.7.1　常规过电流保护 300

17.7.2 电压依赖型过电流保护 301

17.8　定子接地故障保护 301

17.8.1　直联发电机 302

17.8.2　非直联发电机 303

17.8.3　限制性接地故障保护 304

17.8.4　全绕组接地故障保护 305

17.9　过电压保护 305

17.10　欠电压保护 306

17.11　低正向功率／逆功率保护 306

17.11.1　低正向功率保护 306

17.11.2　逆功率保护 306

17.12　不平衡负荷 307

17.12.1 负序电流的影响 307

17.12.2 负序保护 308

17.13　误上电保护 308

17.14　低／过频／过励磁保护 308

17.14.1　过励磁 308

17.14.2　低／过频保护 309

17.15　发电机转子故障 309

17.15.1　转子接地故障保护 309

17.15.2　无电刷发电机的转子接地保护 310

17.15.3　转子短路线圈保护 310

17.15.4　二极管故障保护 311

17.15.5　磁场抑制 311

17.16　失磁保护 311

17.16.1 失磁保护 311

17.16.2　基于阻抗的保护特性 313

17.16.3　保护整定 313

17.17　滑极保护 314

17.17.1　使用逆功率元件的保护 314

17.17.2　使用低阻抗元件的保护 314

17.17.3　专用的滑极保护 314

17.18　发电机定子过热 316

17.19　发电机机械故障 316

17.19.1 原动机故障 316

17.19.2　超速运行 317

17.19.3　失去真空状态 317

17.20　发电机完全保护方案 317

17.20.1　直联发电机 317

17.20.2　发变组 318

17.21　嵌入式发电 318

17.21.1 失去公共供电保护 320

17.21.2 ROCOF继电器描述 320

17.21.3 电压向量位移继电器描述 320

17.21.4　整定原则 320

17.22　发电机保护整定示例 321

17.22.1 小型工业发电机的保护整定 321

17.22.2 大型发电机变压器组保护 325

参考文献 329

第十八章 工业和商业电力系统的保护 331

18.1 引言 331

18.2　母线配置 331

18.3　识别能力 332

18.4　高遮断容量熔断器 332

18.4.1 熔断器特性 333

18.4.2　熔断器之间的识别能力 333

18.4.3 电缆的熔断器保护 334

18.4.4　环境温度的影响 334

18.4.5　电动机保护 334

18.5　工业断路器 334

18.5.1 微型断路器（MCB） 334

18.5.2 模铸断路器（MCCB） 335

18.5.3 空气断路器（ACB） 335

18.5.4 油断路器（OCB） 336

18.5.5 真空断路器（VCB） 336

18.5.6 SF6断路器 336

18.6　保护继电器 336

18.7　协调的问题 338

18.7.1 带有残余连接CT的接地故障保护 338

18.7.2　四线双馈入变电站 338

18.8　感应电动机的故障电流组成 339

18.9 自动转换系统 340

18.10　电压和逆相保护 341

18.11　功率因数校正以及电容器保护 341

18.11.1 电容器控制 342

18.11.2 电动机功率因数校正 342

18.11.3 电容器保护 342

18.12　示例 344

18.12.1　熔断器的配合 345

18.12.2　熔断器、模铸断路器、过电流继电器的配合 345

18.12.3　双馈入变电站的保护 346

参考文献 348

第十九章 交流电动机保护 351

19.1　引言 351

19.2　现代继电器设计 351

19.3　热（过载）保护 352

19.4　启动／停转保护 353

19.4.1　过长启动时间／锁定转子保护 353

19.4.2　停转保护 354

19.4.3　启动次数限制 354

19.5　短路保护 355

19.6　接地故障保护 356

19.6.1 直接接地系统 356

19.6.2 电阻接地系统 356

19.6.3 中性点不接地系统 358

19.6.4 消弧线圈接地系统 360

19.7　负序保护 360

19.8　转子绕组故障 361

19.9 RTD温度检测 361

19.10　轴承损坏 361

19.11　欠电压保护 361

19.12　甩负荷保护 361

19.13　同步电动机的附加保护 362

19.13.1　失步保护 362

19.13.2 突然恢复供电时的保护 362

19.14　电动机保护示例 362

19.14.1 高压电动机保护 362

19.14.2　低电压电动机保护 364

第二十章 交流电气化铁路的保护 367

20.1　引言 367

20.2　保护原理 367

20.3　传统的单相供电 367

20.3.1 传统的系统供电图 368

20.3.2　典型系统——保护原理 369

20.3.3　距离保护段范围 369

20.3.4　躲负荷 372

20.3.5　改进的现代继电器特性 372

20.3.6　列车再生制动的影响 373

20.3.7　其他继电器特性 373

20.4　悬链线热保护 373

20.5　悬链线后备保护 374

20.5.1 定时限过电流保护（DTOC） 374

20.5.2　后备过电流保护（BUOC） 374

20.6　自耦变压器供电 374

20.6.1 自耦变压器供电系统描述 374

20.6.2 自耦变压器系统保护原理 376

20.6.3　距离保护分段保护范围 376

20.6.4　距离保护分段延时整定和躲负荷 377

20.6.5　使用两极开关和自动重合闸的含义 378

20.6.6　后备保护 378

20.7　馈线变电所保护 378

20.8　传统系统保护示例 378

20.8.1　悬链段阻抗数据 378

20.8.2　悬链段阻抗计算 379

20.8.3 TF-1Ⅰ段保护范围的计算 380

20.8.4 TF-1Ⅱ段保护范围的计算 380

20.8.5 TF-1Ⅲ段保护范围计算 381

20.8.6　各段延时 381

20.8.7　过电流保护 381

20.8.8　热保护 382

20.8.9　悬链线保护定值总结 383

第二十一章 继电器测试与投入运行 387

21.1　引言 387

21.1.1　型式试验 387

21.1.2 常规工厂生产试验 387

21.1.3　投运试验 387

21.1.4　定期维护测试 387

21.2　电气型式试验 387

21.2.1　功能测试 388

21.2.2　等级测试 389

21.2.3　耐热度 389

21.2.4　继电器负荷 389

21.2.5　继电器输入 389

21.2.6　继电器输出触点 389

21.2.7　绝缘电阻 389

21.2.8　辅助电源 389

21.3　电磁兼容性试验 390

21.3.1　直流中断试验 390

21.3.2　直流电源叠加波纹交流电试验 391

21.3.3　直流斜降／斜升试验 391

21.3.4　高频干扰试验 391

21.3.5　快速暂态试验 391

21.3.6　浪涌抗干扰性试验 391

21.3.7　工频干扰试验 392

21.3.8　静电放电试验 392

21.3.9　传导辐射放射试验 393

21.3.10　传导辐射抗干扰性试验 394

21.3.11　工频磁场试验 395

21.4　产品安全型式试验 396

21.4.1　介质耐压试验 396

21.4.2　绝缘耐受过电压试验 396

21.4.3　单一故障状态评价 396

21.4.4　接地连接阻抗 396

21.4.5 CE标志 397

21.5　环境型式试验 397

21.5.1　温度试验 397

21.5.2　湿度试验 397

21.5.3　循环温度／湿度试验 397

21.5.4　密封保护试验 398

21.5.5　机械试验 398

21.6　软件型式试验 399

21.6.1　静态单元测试 399

21.6.2　动态测试 399

21.6.3　单元测试环境 399

21.6.4　软件／软件综合测试 399

21.6.5　软件／硬件综合测试 399

21.6.6　确认测试 400

21.6.7　确认测试的可追查性 400

21.6.8　软件修正-回归测试 400

21.7　动态确认型式试验 400

21.7.1 使用电力系统模拟模型 400

21.7.2　使用基于微处理器的仿真设备 401

21.8　产品试验 404

21.9　投运试验 404

21.9.1　绝缘试验 405

21.9.2　继电器自检程序 405

21.9.3 电流互感器测试 405

21.9.4 电压互感器测试 406

21.9.5　保护继电器定值校验 407

21.10　二次注入试验设备 407

21.10.1　二次注入设备的试片／试验插塞 407

21.10.2　二次注入试验装置 408

21.11　二次注入试验 410

21.11.1　使用数字式或数值式继电器技术的方案 410

21.11.2　使用机电式／静态继电器技术的方案 410

21.11.3 二次注入试验的测试电路 411

21.12　一次注入试验 411

21.12.1　测试设备 412

21.12.2 CT变比校验 412

21.12.3 CT极性校验 412

21.12.4　继电器元件的一次注入试验 412

21.13　保护方案逻辑测试 413

21.14　跳闸和告警显示测试 413

21.15　定期维护测试 414

21.15.1　检查与测试的时间间隔 414

21.15.2　维护测试 414

21.16　用于维护的保护方案设计 415

参考文献 415

第二十二章 电力系统测量 417

22.1　引言 417

22.2　一般特性 417

22.2.1 变送器的输入 417

22.2.2 变送器的输出 417

22.2.3　变送器的精度 418

22.3　数字变送器技术 419

22.4　模拟变送器技术 419

22.5　变送器的选择 420

22.5.1 电流变送器 420

22.5.2　电压变送器 420

22.5.3　频率 420

22.5.4　相位角 420

22.5.5 电能量 421

22.5.6　刻度 421

22.5.7　辅助电源 422

22.6　测量中心 422

22.7　计费测量 423

22.8　同步装置 424

22.8.1　检测同步装置 424

22.8.2 自动同步装置 425

22.9　故障录波器 426

第二十三章 电能质量 429

23.1　引言 429

23.2　电力系统扰动的分类 429

23.3　电能质量问题产生的原因和影响 431

23.3.1 电压跌落 431

23.3.2 电压浪涌／尖峰 431

23.3.3　过电压 432

23.3.4　谐波 432

23.3.5　频率变化 433

23.3.6 电压波动 433

23.3.7　电压不平衡 433

23.3.8　供电中断 433

23.3.9 欠电压 433

23.3.10　暂态 434

23.4　电能质量监测 434

23.4.1　安装的形式 434

23.4.2　供电的连接 434

23.4.3 电能质量测量的类型 434

23.4.4　仪器的位置 435

23.5　补救措施 435

23.5.1 UPS系统 436

23.5.2 动态电压恢复器（DVR） 436

23.5.3　接地试验 436

23.5.4 滤波器 436

23.5.5　静止无功补偿器（SVC） 437

23.5.6　铁磁共振变压器 437

23.6　示例 437

23.6.1 利用电能质量监测仪器进行低压电网中的闪变监测 437

23.6.2 工业设备中谐波污染问题的调查 438

第二十四章 变电站控制及其自动化 441

24.1 引言 441

24.2　拓扑结构及功能 441

24.2.1 系统元件 441

24.2.2 系统需求 442

24.3　硬件实现 442

24.3.1 基于HMI的拓扑结构 442

24.3.2 基于RTU（远程终端设备）的拓扑结构 443

24.3.3　分布式拓扑结构 443

24.4　通信方法 445

24.4.1　通信协议和格式 445

24.4.2 网络协议 446

24.4.3　语言 447

24.5　变电站自动化的功能 447

24.6　系统配置和测试 449

24.6.1 系统配置 449

24.6.2 系统测试 449

24.6.3　测试策略 450

24.6.4 系统测试的管理 450

24.7　变电站自动化示例 450

24.7.1 工业供电网络自动化工程 451

24.7.2　公共电网变电站自动化工程 452

24.7.3 电气化铁路的变电站控制 453

第二十五章 配电系统自动化 461

25.1　引言 461

25.2　配电系统自动化应用的影响因素 462

25.3　一次配电系统自动化 463

25.3.1　控制区域大小 463

25.3.2　翔实的电网运行状态信息 463

25.3.3 空间需求 464

25.3.4　运行人员水平 464

25.4　二次配电网——城市区域 464

25.5　二次配电网——农村区域 466

25.5.1 回路断路器的远程控制／监测 466

25.5.2 自动分段隔离开关 467

25.6　通信 468

25.6.1　硬接线 468

25.6.2 使用PSTN 468

25.6.3　移动无线电通信 469

25.6.4　传统的无线电通信 469

25.6.5　微波传输 469

25.6.6 PLC通信 469

25.7　配电系统自动化软件工具 469

25.7.1　拓扑结构分析 470

25.7.2 电力系统计算 470

25.7.3　电能质量管理 470

25.7.4 系统配置工具 470

附录1 术语 473

附录2 ANSI/IEC继电器符号 487

附录3　应用表格 489