第1章 微机保护概述 1
1.1 微机保护发展 1
1.2 历史背景 1
1.3 微机保护的预期效益 2
1.3.1 成本 3
1.3.2 自检和可靠性 3
1.3.3 系统集成和数字化环境 3
1.3.4 功能灵活性和自适应继电器 3
1.4 微机保护架构 4
1.5 模数转换 9
1.5.1 逐次逼近的A/D转换器 10
1.5.2 Delta-Sigma A/D转换器 11
1.6 抗混叠滤波 12
1.7 变电站架构 14
1.8 小结 15
参考文献 16
第2章 继电保护实践 18
2.1 继电保护概述 18
2.2 继电保护系统功能 19
2.3 输电线路继电保护 22
2.3.1 过流继电器 22
2.3.2 方向继电器 23
2.3.3 距离继电器 25
2.3.4 矢量图和R—X图 26
2.3.5 纵联保护 27
2.4 变压器、电抗器、发电机保护 28
2.4.1 变压器保护 28
2.4.2 电抗器保护 30
2.4.3 发电机保护 30
2.5 母线保护 30
2.6 电流、电压互感器性能 31
2.6.1 电流互感器 31
2.6.2 电压互感器 32
2.6.3 电子式电流、电压互感器 33
2.7 小结 35
参考文献 36
第3章 微机保护算法的数学基础 38
3.1 引言 38
3.2 傅立叶级数 38
3.2.1 指数傅立叶级数 40
3.2.2 正弦、余弦傅立叶级数 41
3.2.3 相量 42
3.3 其他正交展开式 43
3.3.1 Walsh函数 43
3.4 傅立叶变换 44
3.4.1 傅立叶变换特性 48
3.5 傅立叶变换的应用 55
3.5.1 采样 56
3.6 离散傅立叶变换 57
3.7 概率和随机过程简介 59
3.7.1 随机变量和概率分布 59
3.7.2 概率分布状况和密度 60
3.7.3 期望值 61
3.7.4 联合分布随机变量 62
3.7.5 自变量 63
3.7.6 线性估算 63
3.7.7 加权最小二乘法 64
3.8 随机过程 65
3.8.1 随机过程滤波 66
3.9 卡尔曼滤波 67
3.10 小结 71
参考文献 75
第4章 数字滤波 76
4.1 引言 76
4.2 离散时间系统 76
4.2.1 离散时间序列运算 77
4.2.2 卷积 77
4.3 离散时间系统 78
4.4 Z变换 79
4.4.1 幂级数 79
4.4.2 Z变换 80
4.4.3 逆Z变换 80
4.4.4 Z变换性能 81
4.4.5 离散系统傅立叶变换 82
4.5 数字滤波 83
4.6 数据窗 84
4.7 线性相量 86
4.8 逼近法—滤波器综合 87
4.9 小波 88
4.10 人工智能基础 91
4.10.1 人工神经网络 91
4.10.2 决策树 92
4.10.3 智能体 93
4.11 小结 93
参考文献 95
第5章 输电线路保护 97
5.1 引言 97
5.2 误差源 100
5.3 参数估值继电器 103
5.3.1 波形拟合算法 104
5.3.2 傅立叶算法 105
5.3.3 短数据窗的傅立叶算法 106
5.3.4 递归方程 107
5.3.5 Walsh函数算法 108
5.3.6 差分方程算法 109
5.3.7 卡尔曼滤波算法 114
5.3.8 直流偏移的消除 115
5.4 非参数估值 117
5.4.1 基于故障分类的继电器程序 117
5.5 对称分量距离继电器 119
5.5.1 SCDFT 121
5.5.2 暂态监视器 121
5.5.3 速度范围考虑 123
5.5.4 继电器程序 125
5.6 更新的分析技术 127
5.6.1 小波应用 127
5.6.2 智能体应用 127
5.7 串联补偿线路保护 128
5.8 小结 129
参考文献 130
第6章 变压器、发电机、母线保护 133
6.1 引言 133
6.2 电力变压器算法 133
6.2.1 电流制动 134
6.2.2 电压制动 136
6.2.3 磁通制动 137
6.2.4 基于励磁涌流间隙的制动功能 140
6.3 发电机保护 141
6.3.1 定子绕组差动保护 141
6.3.2 其他发电机保护 142
6.3.3 采样率跟踪系统频率 143
6.4 电动机保护 143
6.5 微机母差保护 144
6.6 小结 146
参考文献 148
第7章 集成系统的硬件组成 151
7.1 硬件问题的本质 151
7.2 用于保护的微机 151
7.3 变电站运行环境 153
7.4 工业环境标准 154
7.5 EMI对策 156
7.6 辅助部件 157
7.6.1 电源 157
7.6.2 辅助继电器 157
7.6.3 试验部件 157
7.6.4 接口柜 158
7.7 冗余性和后备 158
7.8 服务、培训和维护 159
7.9 小结 160
参考文献 160
第8章 系统保护和控制 162
8.1 引言 162
8.2 频率和相量测量 162
8.2.1 f和df/dt最小二乘估计 164
8.3 时钟同步采样 165
8.4 相量测量在状态估计中的应用 166
8.4.1 涵盖相角测量的加权最小二乘法状态估计 168
8.4.2 线性状态估计 169
8.4.3 分区状态估计 171
8.4.4 PMU布点 172
8.5 动态状态估计的相量 173
8.5.1 状态方程 174
8.6 在线监测 175
8.6.1 事件顺序分析 175
8.6.2 初始故障检测 176
8.6.3 断路器健康状态监测 176
8.7 控制应用 176
8.8 小结 177
参考文献 177
第9章 行波保护应用 181
9.1 引言 181
9.2 单相线路行波 181
9.3 三相线路行波 186
9.3.1 故障产生的行波 188
9.4 行波方向保护 190
9.5 行波距离保护 192
9.6 相差保护 194
9.7 行波差动保护 196
9.8 故障测距 197
9.8.1 基于阻抗估算的故障测距 197
9.8.2 基于行波的故障测距 198
9.9 其他新近发展 199
9.10 小结 199
参考文献 201
第10章 广域测量应用 204
10.1 引言 204
10.2 自适应保护 204
10.3 自适应保护举例 205
10.3.1 输电线路保护 205
10.3.2 变压器保护 206
10.3.3 重合闸 207
10.4 广域测量系统（WAMS） 208
10.5 WAMS架构 208
10.6 基于WAMS系统的保护理念 209
10.6.1 自适应保护的依赖性和安全性 209
10.6.2 针对保护特性的视在阻抗监视 210
10.6.3 基于WAMS的失步保护 210
10.6.4 后备保护的监视 214
10.6.5 智能切负荷 214
10.6.6 自适应失磁保护 215
10.6.7 智能分区 216
10.6.8 系统集成保护 216
10.6.9 切负荷和恢复 216
10.7 小结 217
参考文献 218
附录A 代表性系统参数 220
附录B 标准采样率 223
附录C 不同采样率的转换 225
附录D 暂态数据转换标准 229