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第1章　绪论 1

1.1 电力系统继电保护的作用 1

1.2　继电保护装置的构成及对它的基本要求 2

1.3　电力系统自动控制的内容及控制方式 4

1.3.1　电力系统自动控制的主要内容 4

1.3.2　电力系统的分层控制方式 6

思考题和习题 8

第2章　电网的电流保护 9

2.1 电流继电器和辅助继电器 9

2.1.1　电流继电器 9

2.1.2　辅助继电器 11

2.2　单侧电源网络相间短路的电流保护 13

2.2.1　电流速断保护 13

2.2.2　限时电流速断保护 16

2.2.3　定时限过电流保护 17

2.2.4　电流保护的接线方式 20

2.3　多侧电源网络相间短路的方向性电流保护 21

2.3.1　多侧电源网络相间短路采用电流保护存在的问题 21

2.3.2　方向性电流保护的工作原理 21

2.3.3　功率方向继电器 22

2.3.4　相间短路功率方向继电器的接线方式 26

2.3.5　双侧电源网络中电流保护整定的特点 27

2.4　中性点直接接地电网的接地保护 29

2.4.1　中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点 29

2.4.2　零序分量过滤器 30

2.4.3　三段式零序电流保护 32

2.4.4　方向性零序电流保护 34

2.5 中性点非直接接地电网的单相接地保护 35

2.5.1　中性点不接地电网中单相接地故障的特点和保护方式 35

2.5.2　中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点与保护方式 38

思考题和习题 41

第3章　电网的距离保护 42

3.1　距离保护的作用原理 42

3.2　阻抗继电器 42

3.2.1　构成阻抗继电器的基本原则 42

3.2.2　不同特性阻抗继电器动作方程的推导 43

3.2.3　阻抗继电器的实现方法 50

3.2.4　阻抗继电器的精确工作电流 52

3.2.5　方向性继电器的“死区”及消除方法 53

3.3　阻抗继电器的接线方式 55

3.3.1　对接线方式的基本要求 55

3.3.2　相间短路阻抗继电器的0°接线方式 55

3.3.3　接地短路阻抗继电器的零序电流补偿接线方式 56

3.4　距离保护的构成和整定计算原则 57

3.4.1　距离保护的构成 57

3.4.2　距离保护的整定计算原则 58

3.5　影响距离保护工作的因素 60

3.5.1　短路点过渡电阻对距离保护的影响 61

3.5.2　电力系统振荡对距离保护的影响 62

思考题和习题 68

第4章　数字式保护及控制装置基础 70

4.1　数字式保护及控制装置的特点 70

4.2　数字式保护及控制装置的硬件原理 70

4.3　数字式保护及控制装置的软件流程 75

4.4　数字式保护及控制装置的算法 78

思考题和习题 83

第5章 自动并列装置及自动重合闸 84

5.1 自动并列的意义和方式 84

5.2　准同期并列条件的分析 85

5.2.1　准同期并列的条件 85

5.2.2　准同期并列条件的分析及整定 86

5.3 自动准同期装置的基本原理 90

5.3.1 自动准同期装置的功能 90

5.3.2　自动准同期装置的构成 90

5.3.3　准同期并列合闸信号 90

5.3.4　恒定越前时间并列装置的控制逻辑 92

5.4　数字式自动准同期并列装置 93

5.4.1　数字式自动准同期并列装置的软件流程 93

5.4.2　电压差的检测及控制 94

5.4.3　频率差的检测及控制 96

5.4.4　越前时间的整定和合闸脉冲的形成 98

5.5 自动重合闸的作用及对其基本要求 102

5.6　三相自动重合闸 103

5.6.1　单侧电源线路的三相一次自动重合闸 103

5.6.2　双侧电源线路的三相一次自动重合闸 105

5.6.3　重合闸与继电保护的配合 107

5.7　单相自动重合闸和综合重合闸 108

5.7.1　单相自动重合闸 109

5.7.2　综合重合闸简介 111

思考题和习题 112

第6章　输电线路纵联保护 113

6.1　纵联保护的基本原理和分类 113

6.2　纵联保护通道的构成原理及传送信号的分类 113

6.2.1　电力线载波通道 113

6.2.2　微波通道 114

6.2.3　光纤通道 115

6.2.4　导引线通道 116

6.2.5　电力线载波纵联保护传送信号的分类 116

6.3　纵联方向比较保护 116

6.3.1　高频闭锁负序方向保护 116

6.3.2　高频闭锁距离保护 118

6.4　纵联差动保护 119

6.4.1　纵联电流差动保护 119

6.4.2　纵联相差保护 123

思考题和习题 128

第7章　电力变压器保护及母线保护 129

7.1　电力变压器的保护方式 129

7.2　变压器的纵联差动保护 129

7.2.1　变压器纵联差动保护的基本原理和构成原则 129

7.2.2　变压器纵联差动保护的特点 130

7.2.3　变压器纵联差动保护的整定计算原则 134

7.2.4　具有比率制动特性的差动继电器 135

7.3　变压器相间短路的后备保护 137

7.3.1　过电流保护 137

7.3.2　低电压启动的过电流保护 137

7.3.3　复合电压启动的过电流保护 138

7.3.4　负序过电流保护 139

7.4　变压器的接地保护 139

7.5　变压器的过励磁保护 142

7.6　母线保护和断路器失灵保护简介 143

7.6.1　母线保护简介 143

7.6.2　断路器失灵保护简介 144

思考题和习题 145

第8章　发电机励磁自动控制及保护 146

8.1　同步发电机自动励磁控制系统 146

8.1.1　励磁控制系统的任务 146

8.1.2　励磁控制系统的方式 150

8.1.3　对励磁控制系统的基本要求 154

8.2　励磁系统中的整流电路 155

8.2.1　三相桥式不可控整流电路 155

8.2.2　三相桥式全控整流电路 156

8.3 自动励磁调节装置原理及工作特性 160

8.3.1　励磁调节器的工作原理与特性 160

8.3.2　并联运行机组间的无功功率分配 166

8.4　数字式自动励磁调节器的工作原理 168

8.4.1　数字式自动励磁调节器的软件流程 168

8.4.2　电气量测量和调节算法 169

8.4.3　数字移相脉冲 171

8.4.4　自动励磁限制控制 172

8.5　发电机的保护方式 174

8.6　发电机的纵联差动保护 176

8.6.1　发电机纵联差动保护的原理接线和整定原则 176

8.6.2　发电机的不完全纵联差动保护 177

8.6.3　具有标积制动特性的发电机纵联差动保护 177

8.7　发电机定子绕组的匝间短路保护 178

8.7.1　横联差动电流保护 178

8.7.2　反应转子回路二次谐波电流的匝间短路保护 179

8.7.3　反应纵向零序电压的匝间短路保护 181

8.8　发电机的单相接地保护 182

8.8.1　发电机定子绕组单相接地的特点 182

8.8.2　利用零序电流构成的定子接地保护 183

8.8.3　利用零序电压构成的定子接地保护 184

8.8.4　100％定子接地保护简介 184

8.9　发电机的负序过电流保护 185

8.9.1　负序过电流保护的作用 185

8.9.2　反时限负序过电流保护 185

8.10　发电机的励磁回路接地保护 186

8.10.1　外加电压方式的一点接地保护 187

8.10.2　直流电桥式的一点接地保护 187

8.10.3　励磁回路两点接地保护 188

8.11 同步发电机的失磁保护 188

8.11.1　发电机失磁运行及其产生的影响 188

8.11.2　发电机失磁保护的阻抗判据 189

8.11.3　失磁保护的辅助判据 190

思考题和习题 190

第9章　电力系统频率及有功功率的自动调节 192

9.1　概述 192

9.1.1　频率及有功功率调节的意义 192

9.1.2　电力系统频率及有功功率的分层控制 192

9.2　电力系统的自动调频方法 193

9.2.1　概述 193

9.2.2　单区域系统的自动调频方法 195

9.2.3　联合电力系统的自动调频方法 199

9.3　电力系统频率调节系统的动态特性 201

9.3.1　调节系统的传递函数 201

9.3.2　频率调节系统的动态特性 206

9.4　电力系统有功功率经济分配控制 209

9.4.1　发电设备的经济特性 210

9.4.2　等微增率准则 210

9.4.3　考虑网络损耗的负荷经济分配 212

9.5　电力系统自动发电控制 213

9.5.1 自动发电控制的控制过程 213

9.5.2　AGC的控制模式和软件流程 213

思考题和习题 215

第10章　其他安全自动控制装置简介 216

10.1　自动低频减载 216

10.1.1　频率变化的动态特性 216

10.1.2 自动低频减载装置的工作原理 218

10.2　备用电源自动投入及厂用电快速切除 221

10.2.1　概述 221

10.2.2　对备用电源自动投入装置的基本要求 222

10.2.3　典型备用电源自动投入装置及参数整定 223

10.2.4　厂用电快速切除 225

10.3　其他安全自动控制装置 228

思考题和习题 229

参考文献 231