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上篇 电网继电保护基础 3

1继电保护基础知识 3

1.1继电保护概述 3

1.1.1继电保护的定义与作用 3

1.1.2继电保护的基本原理与组成 4

1.1.3继电保护的发展简史 5

1.2继电保护装置的分类及基本要求 6

1.2.1继电保护装置的分类 6

1.2.2继电保护装置的基本要求 6

1.3电磁型继电器 9

1.3.1继电器的定义及分类 9

1.3.2电磁型继电器的结构及原理 10

1.3.3动作电流、返回电流与返回系数 12

1.4常用的电磁型继电器 13

1.4.1 DL-30系列电流继电器 13

1.4.2 DY-30系列电压继电器 15

1.4.3 DS-30系列时间继电器 17

1.4.4 DZB-10B系列中间继电器 20

1.4.5 DX-30系列信号继电器 21

2输电线路的电流和电压保护 24

2.1单侧电源电网相间短路的电流保护 24

2.1.1瞬时电流速断保护 24

2.1.2限时电流速断保护 26

2.1.3定时限过电流保护 29

2.1.4电流保护的接线方式 32

2.1.5阶段式电流保护 34

2.2双侧电源电网相间短路的方向性电流保护 36

2.2.1方向性电流保护概述 36

2.2.2功率方向继电器 39

2.2.3 LG-10型系列整流型功率方向继电器 42

2.2.4功率方向继电器的接线方式 49

2.2.5对方向性电流保护的评价 51

2.3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流保护 51

2.3.1接地短路零序分量的特点 52

2.3.2零序分量过滤器 53

2.3.3零序电流保护 56

2.4电网的电压保护 59

2.4.1电压速断保护 60

2.4.2电流闭锁的电压速断保护 61

2.4.3低电压启动过电流保护 62

3电网的距离保护 64

3.1距离保护概述 64

3.1.1距离保护的定义 64

3.1.2阻抗的测量 65

3.1.3距离保护的时限特性 66

3.1.4距离保护的优点 66

3.1.5距离保护的组成 67

3.2阻抗继电器 67

3.2.1阻抗继电器的分类 67

3.2.2整流型方向阻抗继电器 68

3.3距离保护的接线与整定计算 71

3.3.1距离保护的接线方式 71

3.3.2距离保护的整定计算 73

3.4影响距离保护正确工作的因素及防止措施 75

3.4.1线路分支对距离保护的影响 75

3.4.2短路点过渡电阻对距离保护的影响 77

3.4.3电压互感器回路断线对距离保护的影响 79

3.4.4电力系统振荡对距离保护的影响 81

4微机继电保护 88

4.1微机继电保护概述 88

4.1.1计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 88

4.1.2微机继电保护与传统继电保护的对比分析 88

4.1.3微机继电保护装置的特点 89

4.2微机保护的硬件构成原理 90

4.2.1微机保护的硬件组成 90

4.2.2数据采集系统 91

4.2.3 CPU主系统 98

4.2.4开关量输入输出电路 98

4.3微机保护的特征量算法 100

4.3.1数字滤波 100

4.3.2正弦函数算法 101

4.3.3傅里叶算法 104

4.3.4解微分方程算法 107

4.4微机保护装置的软件构成 108

4.4.1接口软件 109

4.4.2保护软件 109

4.4.3中断服务程序 109

4.4.4程序流程的基本结构 109

4.4.5电流保护流程举例 111

4.5提高微机保护可靠性的措施 114

4.5.1干扰和干扰源 115

4.5.2微机保护装置的硬件抗干扰措施 118

4.5.3微机保护装置的软件抗干扰措施 121

4.6微机保护技术的发展趋势 124

4.6.1高速数据处理芯片的应用 124

4.6.2微机保护的网络化 124

4.6.3保护、控制、测量、信号、数据通信一体化 125

4.6.4继电保护的智能化 125

下篇 牵引供电系统继电保护 131

5牵引网保护 131

5.1交流牵引网及牵引负荷的特点 131

5.1.1交流牵引网的特点 131

5.1.2交流牵引负荷的特点 132

5.2牵引网的距离保护 134

5.2.1阻抗元件动作特性的选择 134

5.2.2四边形特性的构成原理 134

5.2.3四边形特性方向阻抗继电器的优缺点 138

5.2.4四边形特性方向阻抗继电器的整定 140

5.2.5自适应距离保护 141

5.3利用牵引负荷特点构建的牵引网保护 142

5.3.1牵引负荷中谐波分量的利用 142

5.3.2利用牵引网中的电流增量构建的保护 143

5.3.3利用牵引网中电流的持续时间构建的保护 145

5.4牵引网馈线保护的建立 146

5.4.1牵引网馈线保护的种类及作用 146

5.4.2直供方式下牵引网的保护方式 148

5.4.3 AT供电方式下牵引网阻抗的特性 153

5.5牵引网馈线微机保护装置 156

5.5.1 WKH-892的硬件结构及作用 157

5.5.2 WKH-892的功能与特点 159

5.5.3 WKH-892的主要技术指标 161

5.5.4WKH-892的保护原理 163

6牵引变压器保护 167

6.1牵引变压器的保护方式 167

6.1.1牵引变压器的类型及接线 167

6.1.2牵引变压器的运行工作状态 169

6.1.3牵引变压器的保护 170

6.2牵引变压器的纵联差动保护 171

6.2.1纵联差动保护概述 171

6.2.2纵联差动保护的接线方式 173

6.2.3不平衡电流产生的原因及消除 175

6.2.4比率制动的纵联差动保护 179

6.2.5差动速断保护 182

6.2.6变压器纵联差动保护励磁涌流的识别方法 183

6.3牵引变压器的非电气量保护 184

6.3.1非电气量保护的形式 184

6.3.2非电气量保护的实现 186

6.4牵引变压器的后备保护 186

6.4.1变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 186

6.4.2变压器接地短路的后备保护 189

6.5牵引变压器的微机保护装置 191

6.5.1装置的硬件结构与作用 191

6.5.2装置的功能与特点 192

6.5.3装置的技术指标 193

6.5.4装置的保护配置与原理 194

7并联电容器补偿装置的保护 202

7.1并补装置的故障及其保护的装设原则 202

7.1.1并补装置的故障 202

7.1.2并补装置保护的装设原则 202

7.2并补装置的电流保护 204

7.2.1电流速断保护 204

7.2.2过电流保护 204

7.2.3谐波过电流保护 205

7.2.4差电流保护 205

7.3并补装置的电压保护与桥式差电流保护 206

7.3.1电压保护 206

7.3.2桥式差电流保护 209

7.4串联电容补偿装置的保护 211

7.4.1防御牵引网短路电流引起过电压的保护 211

7.4.2电容器组内部故障的保护 213

7.5牵引供电系统并补装置的微机保护装置 214

7.5.1 WBB- 892的功能 214

7.5.2 WBB-892的技术参数 214

7.5.3 WBB-892的保护应用 215

7.5.4 WBB - 892的应用接线 218

8自动装置 220

8.1自动重合闸装置 220

8.1.1自动重合闸概述 220

8.1.2自动重合闸的基本要求及类型 221

8.1.3单侧电源线路的三相一次自动重合闸 223

8.1.4双侧电源线路的三相一次自动重合闸 224

8.1.5重合闸动作时限的选择原则 226

8.1.6自动重合闸装置与继电保护的配合 227

8.2牵引网故障测距装置 229

8.2.1故障测距的意义 229

8.2.2电气化铁道牵引网测距的方法 229

8.2.3电气化铁道微机故障测距装置 231

8.3备用电源自动投入装置 234

8.3.1备用电源自动投入装置的要求 234

8.3.2备用电源自动投入的基本原理 235

8.3.3微机型APD装置 237

9城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护 247

9.1城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护装置的配置情况 247

9.1.1进出线电缆 247

9.1.2整流机组 247

9.1.3直流牵引网 248

9.2整流机组继电保护 248

9.3直流牵引供电系统继电保护 250

9.3.1大电流脱扣保护 250

9.3.2电流上升率及电流增量保护（DDL保护） 251

9.3.3定时限过流保护 254

9.3.4电压类保护 256

9.3.5接触网热保护 257

9.4框架类保护 258

9.4.1轨道过电压保护 258

9.4.2正极接地保护（框架泄露保护） 260

9.5直流馈线的控制功能及自动装置 261

9.5.1分合闸操作 261

9.5.2联跳 261

9.5.3线路测试系统 263

9.5.4自动重合闸 264

附录A常用继电器线圈、接点及逻辑电路的名称和图形 267

附录B短路保护的最小灵敏系数 269

参考文献 271