绪论 1
一、我国微机保护发展概况 1
二、微机保护装置特点 2
三、微机保护学习方法 3
思考题 3
第一章 微机保护装置硬件原理 4
第一节 微机保护装置硬件结构 4
一、微机保护装置典型结构 4
二、微机保护结构原理 5
第二节 微机保护数据采集系统 9
一、模拟量输入电路概述 9
二、ADC式数据采集系统 10
三、VFC式数据采集系统 15
第三节 保护CPU系统工作原理 19
一、具有VFC接口的保护CPU系统原理 19
二、具有ADC变换接口的保护CPU模块原理 20
三、基于DSP的保护CPU系统原理 20
四、DSP+MCU合一的CPU系统原理 21
五、定值固化与定值拨轮电路 22
第四节 开关量输入输出回路原理 23
一、开关量输入回路 23
二、开关量输出回路 23
三、开出驱动与开出自检电路原理 24
四、出口闭锁 25
第五节 人机接口及其他回路原理 25
一、人机接口 25
二、键盘输入电路 27
三、液晶显示回路 28
四、硬件时钟电路 29
五、硬件自复位电路 30
六、打印机驱动电路 30
七、保护电源部分 31
第六节 微机保护装置断路器控制回路 31
一、微机保护装置断路器控制回路主要特点 31
二、动作原理分析 31
思考题 33
第二章 微机保护软件原理 34
第一节 微机保护软件基础 34
一、保护算法及其类型 34
二、保护算法任务 34
三、滤波器作用、类型及优缺点 35
四、数字信号处理基本概念 35
第二节 数字滤波器 40
一、数字滤波器一般表达式 40
二、非递归型滤波器 40
三、递归型数字滤波器 43
四、数字滤波器型式选择 44
第三节 继电保护算法 44
一、半周积分算法 44
二、傅式变换算法 45
三、解微分方程算法 46
四、移相算法 47
五、序分量滤过器算法 48
六、相位比较算法 49
第四节 微机保护逻辑程序基本概念 50
一、保护软件基本结构 50
二、保护软件工作状态 50
三、中断服务程序及其功能 51
第五节 微机保护逻辑程序框图原理 52
一、微机保护主程序框图原理 52
二、采样中断服务程序原理 54
三、故障处理程序逻辑框图原理 57
思考题 59
第三章 输电线路保护程序逻辑原理 60
第一节 中低压线路保护程序逻辑原理 60
一、常规三段式电流保护原理 60
二、方向性电流保护工作原理 63
三、三段式方向电流保护程序逻辑原理 67
四、三相一次重合闸程序逻辑原理 68
五、低频减负荷程序逻辑框图原理 69
第二节 高压线路零序电流方向保护程序逻辑原理 70
一、微机型零序电流方向保护概念 70
二、零序电流方向保护的采样中断服务程序 74
三、零序保护专用自检程序 75
四、零序保护故障处理程序原理 75
第三节 高压线路距离保护基本原理 78
一、距离保护基本概念 78
二、阻抗元件基本概念 79
三、多边形特性阻抗元件 81
四、比相式阻抗元件 84
五、工作电压Uop和极化电压Up物理意义 88
六、比相式阻抗元件在微机保护中的应用 89
第四节 高压线路距离保护程序逻辑原理 95
一、距离保护中断服务程序原理 95
二、突变量选相元件原理 95
三、距离Ⅰ段快速动作程序逻辑框图 97
四、单相接地与相继故障判别程序逻辑框图 98
五、系统振荡判断与振荡闭锁程序逻辑框图 99
第五节 高压线路方向高频保护程序逻辑原理 102
一、方向高频保护基本概念 102
二、方向高频保护主程序和专用自检程序 108
三、方向高频保护采样中断服务程序原理 108
四、故障处理程序原理 109
第六节 综合重合闸程序逻辑原理 113
一、微机综合重合闸基本概念 113
二、综合重合闸软件概述 115
三、综重采样中断服务程序原理 115
四、综重故障处理程序流程原理 116
思考题 117
第四章 超高压线路微机保护 119
第一节 反应工频变化量继电保护基本概念 119
一、故障信息 119
二、故障信息提取 120
三、故障分量方向性 121
四、故障分量特性 122
第二节 工频变化量方向元件 123
一、综合工频变化量△U12和△I12 123
二、工频变化量方向元件判据 123
三、工频变化量正方向元件在大电源侧的灵敏度问题 124
四、工频变化量方向元件△F+和△F-动作分析 124
五、由工频变化量方向元件构成的方向高频保护 126
第三节 工频变化量距离元件 127
一、工频变化量距离元件△Z基本原理 127
二、工频变化量距离元件△Z动作特性 128
三、经过渡电阻故障时工频变化量距离元件动作特性 129
四、全阻抗距离元件 131
第四节 反应故障分量选相元件 131
一、比相式对称分量选相元件 131
二、工作电压突变量选相元件 133
第五节 反应故障分量及振荡中心电压的振荡闭锁原理 133
一、启动元件动作起始160ms以内开放保护的条件 133
二、系统振荡中不对称故障时保护开放的条件 134
三、系统振荡中发生对称性故障时保护开放的条件 134
四、非全相运行系统振荡时保护开放条件 136
第六节 超高压线路成套快速保护装置举例 136
一、保护配置 136
二、主要性能特点 136
三、硬件结构及功能 137
四、软件工作原理 138
第七节 光纤电流纵联差动保护 147
一、光纤保护通道 147
二、电流纵联差动保护基本原理 148
三、光纤分相电流纵联差动保护基本原理 150
四、数据采样同步基本原理 153
五、光纤电流纵差保护辅助功能原理 155
六、光纤电流纵联差动保护程序逻辑框图原理 156
七、保护通信接口基本原理 158
八、运行及调试附加功能 160
思考题 161
第五章 高压电气设备微机保护 162
第一节 变压器微机保护配置 162
一、中、低压变电所主变压器保护配置 162
二、高压、超高压变电所主变压器保护配置 163
第二节 变压器微机保护电流平衡调整 163
一、微机主变压器保护TA接线原则 163
二、电流平衡调整系数 164
第三节 比率制动式差动保护原理 166
一、比率制动式差动保护基本概念 166
二、和差式比率制动差动保护原理 166
三、工频变化量比率制动差动保护 169
四、励磁涌流鉴别及其闭锁保护原理 170
五、差动速断保护 173
六、变压器比率差动保护程序逻辑原理 173
第四节 自耦变压器差动保护 174
一、零序差动保护构成原理与特点 174
二、零序比率差动保护动作方程式 174
三、分侧比率差动保护 175
第五节 变压器本体主保护 176
第六节 主变压器后备保护 177
一、复合电压闭锁方向过电流保护 177
二、变压器过负荷保护逻辑原理 178
三、变压器零序保护 178
第七节 微机型变压器保护装置举例 180
一、RCS-978变压器保护装置硬件结构 180
二、RCS-978变压器保护装置保护配置 181
三、RCS-978变压器保护软件特点 182
第八节 微机母线保护 184
一、微机母线保护概述 184
二、复式比率制动差动保护 186
三、故障分量复式比率差动保护 187
四、电流互感器饱和检测 188
五、复合电压闭锁元件 189
六、BP-2B型微机母线复式差动保护程序逻辑原理 189
七、失灵保护与失灵起动装置配合方式 191
第九节 电力电容器微机保护 193
一、电力电容器内部和外部故障 194
二、并联补偿电容器组通用保护 194
三、电容器组内部故障专用保护 195
四、RCS-963系列电容器保护测控装置 197
五、RCS-963系列电容器保护测控装置 198
思考题 198
第六章 电力系统微机型自动装置 199
第一节 概述 199
一、自动装置与继电保护关系 199
二、变电所综合自动化 199
第二节 备用电源自投装置 200
一、备用电源自投一次接线方案 200
二、备用电源自投原则 202
三、备用电源自投装置硬件结构 202
四、备用电源自投装置RCS-9651逻辑程序原理 203
五、备用电源自投装置RCS-9652逻辑程序原理 206
第三节 微机型故障录波装置 208
一、故障录波概述 208
二、对故障录波器的基本要求 208
三、微机型故障录波装置硬件原理 209
四、故障录波装置软件基本工作原理 210
五、NSR-2000故障录波测距装置 214
第四节 小电流接地系统电容电流自动跟踪补偿及其单相接地选线装置 217
一、小电流接地系统接地电流 217
二、自动跟踪消弧线圈装置原理 221
三、利用暂态信号接地选线技术 226
四、小结 226
第五节 有载调压和无功功率综合自动调节 227
一、有载调压基本概念 227
二、有载调压自动控制系统 228
三、电压与无功功率关系 230
四、电压和无功功率综合自动调节 232
思考题 238
第七章 微机保护、自动装置与监控系统通信 239
第一节 微机保护、自动装置和监控系统通信功能 239
一、微机保护通信功能与信息内容 239
二、自动装置通信功能与信息内容 239
三、微机监控系统通信功能 240
第二节 变电所监控系统通信网络 240
一、集中式监控系统网络结构 241
二、分布式监控系统网络结构 241
三、分散分布式通信网络结构 242
第三节 变电所监控系统通信控制器 247
一、概述 247
二、通信控制器硬件结构和功能 248
三、通信控制器组态软件 249
四、通信控制器在综合自动化变电所中的应用 249
思考题 251
第八章 微机保护检验与使用 252
第一节 人机界面及其操作 252
一、人机界面及其特点 252
二、人机界面操作 252
三、定值、控制字与定值清单 253
四、保护菜单及使用 253
第二节 微机保护外部检查 253
一、常规外部检查内容 253
二、绝缘检查 254
第三节 微机保护静态试验 254
一、微机保护装置静态试验概述 254
二、微机保护电源部分检查 254
三、硬件检验 255
四、开关量输入回路校验 255
五、微机保护交流采样回路检验 255
六、定值与保护逻辑功能检验 257
七、功耗测试 257
第四节 微机保护交流动态试验 258
一、交流动态试验意义及其内容 258
二、整组传动试验条件 258
三、试验接线 258
四、整组传动试验 259
五、闭锁式纵联保护带通道联调试验 260
六、允许式纵联保护通道联调试验 262
七、带负荷试验 263
第五节 微机保护运行与使用 264
一、微机保护安全运行与技术管理 264
二、微机继电保护程序管理 265
三、微机保护装置使用注意事项 265
四、保护装置检查试验注意问题 265
五、继电保护装置试验安全与防范措施 266
第六节 微机保护装置调试举例 267
一、CSC-101A系列调试举例 267
二、RCS-901A调试举例 269
思考题 273
附录A 数字信号处理器DSP 274
一、数字信号处理概念 274
二、DSP系统 275
三、DSP芯片基本结构 277
附录B 高频通道信号传输基本概念 279
一、电平概念 279
二、四端网络输入、输出、特性阻抗及匹配 279
三、四端网络主要衰耗种类及测定 280
附录C 数据通信基本概念 282
一、数据通信系统概述 282
二、数据传输原理 284
三、信道和数据传输媒体 290
四、多路复用技术 293
附表1 RCS-978E主保护定值表 296
附表2 突变量高频保护定值清单 297
附图1 交流输入插件原理图 298
附图2 模数变换插件原理图 299
附图3 多CPU保护各模板之间的联系图 300
参考文献 301