電力系統(tǒng)繼電保護原理及新技術(shù)

前言

　　《電力系統(tǒng)繼電保護原理及新技術(shù)》一書是在數(shù)學、科研實踐的基礎(chǔ)上，為適應21世紀教學改革的需要而編寫的。本書融繼電保護原理和微型計算機式（數(shù)字式）繼電保護新技術(shù)為一體，將傳統(tǒng)繼電保護和微型計算機繼電保護有機地結(jié)合在一起，以電力系統(tǒng)電氣元件為主線，根據(jù)電網(wǎng)的不同結(jié)構(gòu)、不同元件，針對各種故障和不正常運行狀態(tài)，較系統(tǒng)地進行了理論分析，講述了繼電保護的基本原理、計算機數(shù)字信號處理方法，并重點講述了繼電保護新技術(shù)的應用?！　∥覀冊诰帉懕緯鴷r力求全面系統(tǒng)地將理論基礎(chǔ)、成熟技術(shù)和新成果一一介紹給讀者，同時在結(jié)構(gòu)編排上盡量考慮各章節(jié)的獨立性，以方便各專業(yè)根據(jù)不同的教學計劃靈活選用。本書共九章。第一章概述電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的基本任務和要求，繼電保護的基本原理和繼電保護裝置的基本結(jié)構(gòu)，展望其發(fā)展趨勢；第二至第四章講述電力系統(tǒng)繼電保護的基礎(chǔ)知識及基本原理；第五至第九章分別針對電力系統(tǒng)中不同電氣元件、不同網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同故障特征，介紹如何應用數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)高效的繼電保護功能。本書的特點是內(nèi)容豐富，章節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，敘述簡明扼要，實用性強。本書可供高等院校電氣工程及其相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生作為教材使用，也可供電力工業(yè)的工程技術(shù)人員參考。　　本書由李佑光、林東共同編寫，第一至第五章由李佑光執(zhí)筆，第六至第九章由林東執(zhí)筆。華中科技大學吳希再教授主審。在編寫過程中得到了重慶大學盧繼平、羅建等老師的支持，在此向他們表示深切的謝意。

內(nèi)容概要

本書在系統(tǒng)闡明電力系統(tǒng)繼電保護基本原理的基礎(chǔ)上，著力介紹故障分量、自適應保護等新原理和微機保護實用技術(shù)，對高壓輸電線路和大型發(fā)電機、變壓器組的微機保護作了較深入的討論，對電動機、電容器等電氣設(shè)備的保護也作了適當介紹。    全書共分9章。第1章緒論，第2章微機繼電保護基礎(chǔ)，第3章基于單端信息的線路保護，第4章輸電線快速縱聯(lián)保護，第5章自動重合閘，第6、7章電力變壓器、發(fā)電機的繼電保護，第8章母線保護和斷路器失靈保護，第9章電動機與電容器保護的整定計算。    本書可作為高等院校電氣工程與自動化及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生教材以及電力職工培訓教材，也可供電力自動化、繼電保護裝備廠家和電力企業(yè)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第二版前言第一版前言第1章  緒論  1.1  電力系統(tǒng)繼電保護的任務  1.2  電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求  1.3  電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理與分類  1.4  繼電保護裝置的基本結(jié)構(gòu)  1.5  繼電保護的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀第2章  微機繼電保護基礎(chǔ)  2.1  微機繼電保護的硬件構(gòu)成原理    2.1.1  模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)    2.1.2 開關(guān)量輸入輸出電路  2.2  數(shù)字濾波器設(shè)計    2.2.1  數(shù)字濾波器的兩種數(shù)學描述    2.2.2  用脈沖傳遞函數(shù)的零點和極點配置法設(shè)計數(shù)字濾波器    2.2.3  數(shù)字濾波器的主要性能指標  2.3  微機繼電保護的基本算法    2.3.1  周期函數(shù)模型算法    2.3.2  自適應突變量算法    2.3.3  故障分量及算法    2.3.4  采樣頻率跟蹤的自適應算法第3章  基于單端信息的線路保護  3.1  單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡相間短路的電流、電壓保護    3.1.1  電流速斷保護    3.1.2  自適應電壓電流速斷保護    3.1.3  限時電流速斷保護    3.1.4  定時限過電流保護    3.1.5  反時限過流保護  3.2  單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡相間短路的距離保護    3.2.1  阻抗繼電器    3.2.2  阻抗繼電器接線方式    3.2.3  距離保護基本原理、整定計算及組成元件  3.3  雙側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路保護    3.3.1  相問功率方向繼電器及雙側(cè)電源網(wǎng)絡電流保護特點    3.3.2  帶方向的阻抗繼電器    3.3.3  雙側(cè)電源復雜電網(wǎng)相間距離保護整定計算特點  3.4  中性點直接接地電網(wǎng)中接地短路保護    3.4.1  零序電壓過濾器    3.4.2  零序電流過濾器    3.4.3  零序電流速斷（零序I段）保護    3.4.4  零序電流限時速斷（零序Ⅱ段）保護    3.4.5  零序過電流（零序Ⅲ段）保護    3.4.6  方向性零序電流保護    3.4.7  對零序電流保護的評價      3.4.8  接地距離保護及其接線方式    3.4.9  自適應故障分量距離保護原理  3.5  中性點非直接接地電網(wǎng)單相接地保護    3.5.1  中性點不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點    3.5.2  中性點不接地電網(wǎng)中單相接地的保護    3.5.3  中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點第4章  輸電線快速縱聯(lián)保護  4.1 輸電線的高頻保護    4.1.1  高頻保護的基本概念    4.1.2  高頻通道的構(gòu)成原理    4.1.3  高頻通道的工作方式和高頻信號的作用    4.1.4  高頻閉鎖方向保護的基本原理    4.1.5  高頻閉鎖方向保護的電流啟動方式    4.1.6  高頻閉鎖負序方向保護    4.1.7  高頻距離保護  4.2  輸電線光纖縱聯(lián)差動保護    4.2.1  縱聯(lián)差動保護的基本原理    4.2.2  輸電線縱聯(lián)差動保護的動作特性      4.2.3  輸電線比例電流差動保護動作判據(jù)分析設(shè)計    4.2.4  白適應標積比率制動電流差動保護基本原理    4.2.5  光纖差動保護裝置  4.3  影響線路保護的主要因素及對策    4.3.1  短路點過渡電阻對距離保護的影響    4.3.2  電力系統(tǒng)振蕩對保護的影響    4.3.3  電壓互感器和電流互感器二次回路斷線對保護的影響第5章  自動重合閘  5.1  自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用  5.2  自動重合閘裝置的分類及基本要求  5.3  雙側(cè)電源送電線路重合閘方式的選擇原則  5.4  重合閘動作時限的選擇原則  5.5  重合閘與繼電保護的配合  5.6  單相自動重合閘的特點  5.7  綜合重合閘簡介第6章  電力變壓器的繼電保護  6.1  概述  6.2  變壓器的縱聯(lián)差動保護    6.2.1  變壓器縱聯(lián)差動保護的原理    6.2.2  變壓器縱聯(lián)差動保護的特點    6.2.3  變壓器縱聯(lián)差動保護的整定計算原則    6.2.4  變壓器微機比率制動差動繼電器    6.3  變壓器的電流和電壓保護    6.3.1  變壓器的過電流保護    6.3.2  低電壓啟動的過電流保護    6.3.3  微機復合電壓啟動的方向過流保護  6.4  變壓器的接地保護    6.4.1  只有一臺升壓變壓器時零序電流保護的整定原則      6.4.2  變壓器中性點部分接地系統(tǒng)中分級絕緣變壓器的零序保護    6.4.3  自耦變壓器接地保護的特點第7章  發(fā)電機的繼電保護  7.1  概述  7.2  發(fā)電機定子相間短路和匝間短路保護    7.2.1  發(fā)電機縱聯(lián)差動保護整定計算的一般原則    7.2.2  發(fā)電機微機式比率制動特性縱差保護    7.2.3  發(fā)電機定子匝間短路保護  7.3  發(fā)電機的定子單相接地保護    7.3.1  發(fā)電機定子繞組單相接地的特點      7.3.2 利用零序電流構(gòu)成的定子接地保護    7.3.3  利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護（也可用于發(fā)電機變壓器組）      7.3.4  利用基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的l。0％定子接地保護    7.4  發(fā)電機的負序過電流和轉(zhuǎn)子接地保護    7.4.1  負序過電流的危害    7.4.2  負序定時限及反時限過電流保護      7.4.3  轉(zhuǎn)子接地保護  7.5  發(fā)電機的失磁保護    7.5.1  發(fā)電機的失磁運行及其產(chǎn)生的影響    7.5.2  發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗    7.5.3  發(fā)電機在其他運行方式下的機端測量阻抗    7.5.4  低勵失磁保護的構(gòu)成方式  7.6  發(fā)電機其他保護    7.6.1  逆功率保護    7.6.2  低頻累加保護    7.6.3  突加電壓保護    7.6.4  起停機保護  7.7  發(fā)電機-變壓器組的保護特點    7.7.1  發(fā)電機-變壓器組接線特點    7.7.2  發(fā)電機-變壓器組縱聯(lián)差動保護及發(fā)電機電壓側(cè)單相接地保護的特點    7.7.3 發(fā)變組的低阻抗保護    7.7.4  發(fā)變組過勵磁保護    7.7.5  發(fā)變組失步保護  第8章  母線保護和斷路器失靈保護  8.1  裝設(shè)母線保護的基本原則  8.2  母線差動保護及其實現(xiàn)    8.2.1  完全電流差動母線保護基本原理      8.2.2 雙母線同時運行時母差保護實現(xiàn)      8.2.3  集中式微機母線差動保護簡介  8.3  電流比相母線保護的基本原理    8.3.1  模擬式電流比相母線保護的基本原理    8.3.2  微機分布式母線保護基本原理    8.4  斷路器失靈保護    8.4.1  對斷路器失靈保護的要求    8.4.2  斷路器失靈保護的構(gòu)成及其接線  第9章  電動機與電容器保護的整定計算  9.1  電動機綜合保護    9.1.1  電動機綜合保護的配置    9.1.2  相電流速斷保護的整定計算    9.1.3  反時限負序過流保護    9.1.4  過熱保護    9.1.5  長啟動和正序電流保護  9.2  電力電容器保護    9.2.1  電容器的電流保護    9.2.2  電容器的電壓保護    9.2.3  零序電流、電壓保護參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章　微機繼電保護基礎(chǔ)　　微機繼電保護以微型計算機或具有強大數(shù)據(jù)處理功能的DSP微處理芯片為核心，用數(shù)字電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電路，用數(shù)字信號處理技術(shù)來完成各種模擬計算和邏輯功能。微機保護硬件原理、模擬信號的數(shù)字化及處理技術(shù)、電力系統(tǒng)的故障參數(shù)計算等均是微機繼電保護的重要基礎(chǔ)。　　2.1　微機繼電保護的硬件構(gòu)成原理　　微機繼電保護是以微型計算機為核心，配置相應的外圍接口，執(zhí)行元件的計算機控制系統(tǒng)。根據(jù)保護裝置微處理器的多少可分為單處理器系統(tǒng)和多處理器系統(tǒng)。其硬件構(gòu)成包括以下五個部分。　　1）微機系統(tǒng)　　微機系統(tǒng)的任務是對反映電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的電壓、電流等電氣量和非電氣量的實時數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，實現(xiàn)各種繼電保護功能。同時，在電力系統(tǒng)正常運行時，微機系統(tǒng)還實時進行工況檢測和自檢，以提高工作可靠性。微機系統(tǒng)種類較多，常用的主要有8位單片機、16位單片機、32位單片機和數(shù)字處理器（DSP）等微處理器芯片為核心的多CPU系統(tǒng)?！　?）模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)　　模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是把模擬量信號采集轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)字量的硬件電路設(shè)備，包括前置低通濾波器等?！　?）開關(guān)量輸入和輸出系統(tǒng)　　使用一些并行接口設(shè)備和光電隔離元件來完成各種繼電保護命令（如出口跳閘、信號報警）及外部節(jié)點輸入和人機對話任務的相關(guān)電路稱為開關(guān)量輸入和輸出系統(tǒng)。

圖書封面

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