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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