醉染图书电力系统继电保护9787111496311

第2版前言
版前言
下标符号说明
章绪论1
1.1从“Relay”到“Protective Relay”1
1.2继电保护的概念及任务4
1.3对继电保护的基本要求6
1.3.1可靠6
1.3.2选择7
1.3.3速动
1.3.4灵敏9
1.3.5对保护“四”的小结9
1.3.6简单9
1.3.7经济10
1.3.8小结11
1.4继电保护运行评价11
1.4.1继电保护综合评价体系11
1.4.2继电保护动作记录与评价12
1.5保护对象与保护区域12
1.6继电保护知识13
1.6.1电气主接线图14
1.6.2等效阻抗及阻抗图14
1.6.3电力系统的基本参数14
1.6.4已有保护及所存在的问题14
1.6.5影响保护正确动作的因素14
1.6.6保护对象认知15
1.6.7故障分析知识15
1.6.8电气量极值15
1.6.9互感器相关信息15
1.6.10未来扩建15
1.7继电保护技术的发展16
本章小结19
习题与思考题19
第2章基础知识20
2.1电力系统故障分析20
2.1.1标幺值及电力系统元件参数
计算20
2.1.2对称分量法22
2.1.3各序阻抗网络的构成24
2.1.4横向短路的简便计算方法27
2.2互感器30
2.2.1电流互感器30
2.2.2电压互感器38
2.３继电器44
..1继电保护常用术语44
..2继电器的分类45
..继电保护常用电气文字符号46
..4电磁型继电器简介49
本章小结50
习题与思考题50
第3章35kV及以下电压等级线路保护53
3.1配电线路相间短路电流、电压保护53
3.1.1时电流速断保护54
3.1.2电流速断保护57
3.1.3定时限过电流保护59
3.1.4反时限电流保护61
3.1.5电流保护接线方式63
3.1.6电流电压联锁速断保护65
3.1.7阶段式电流保护66
3.1.8评价与小结68
3.2方向电流保护69
3.2.1工作原理69
3.2.2功率方向元件70
3..0°接线方式72
3.2.4应用实例76
3.2.5评价与小结78
3.3单相接地保护78
3.3.1传统的保护方式78
3.3.2保护遇到的难题79
3.3.3配电网新型接地保护示例80
3.3.4评价与小结81
本章小结81
习题与思考题82
第4章110kV输电线路保护84
4.1零序电气量的取得及电气量分析84
4.1.1电气量取得84
4.1.2电气量分析84
4.2阶段式零序电流保护87
4.2.1零序电流速断保护87
4.2.2零序电流速断保护89
4..零序过电流保护89
4.3零序功率方向元件90
4.3.1传统的零序功率方向继电器90
4.3.2微机型零序功率方向元件91
4.4零序电流保护应用实例91
4.5距离保护基本原理93
4.6阻抗元件95
4.6.1阻抗继电器基本原理与分类95
4.6.2单相式圆特阻抗继电器96
4.6.3直线特阻抗继电器97
4.6.4传统阻抗继电器的实现99
4.6.5阻抗继电器的工作电流99
4.6.6方向阻抗继电器的死区问题100
4.6.7阻抗继电器的接线方式100
4.6.8实用方向阻抗元件102
4.7距离保护整定104
4.7.1增电流与汲出电流104
4.7.2阶段式距离保护整定105
4.8影响距离保护正确动作的因素及
对策107
4.8.1振荡闭锁107
4.8.2电压回路断线闭锁109
4.8.3过渡电阻110
本章小结112
习题与思考题113
第5章220kV及以上电压等级输电线路保护115
5.1纵联保护概述115
5.1.1全线速动保护与双端测量原理115
5.1.2纵联保护分类117
5.1.3纵联保护通道117
5.2分相电流差动纵联保护121
5.2.1导引线保护121
5.2.2光纤分相电流差动保护122
5.3方向比较式纵联保护124
5.3.1纵联方向保护工作原理124
5.3.2纵联方向保护基本原则125
5.4工频变化量原理在高压线路保护中的应用127
5.4.1电压电流分析127
5.4.2方向元件原理129
5.4.3阻抗继电器原理130
5.5保护配置的说明132
5.6电网保护配置总结133
5.6.1主保护与后备保护133
5.6.2电网保护的配置134
本章小结134
习题与思考题135
第6章输电线路自动重合闸136
6.1重合闸的作用、分类及基本要求136
6.2110kV及以下电压等级线路三相自动重合闸137
6.2.1检无压、检同步重合闸基本原理137
6.2.2检无压、检同步重合闸动作逻辑139
6..同步检定原理141
6.2.4参数整定142
6.3220kV及以上电压等级线路综合自动重合闸144
6.3.1功能逻辑144
6.3.2参数整定148
6.4重合闸相关问题148
6.4.1自动重合闸与继电保护的配合148
6.4.2分相跳闸逻辑150
6.4.3非全相运行对零序方向电流保护的影响152
6.4.4非全相运行对距离保护的影响154
6.4.5非全相运行对线路纵联保护的影响154
6.4.6自适应重合闸概述155
本章小结155
习题与思考题156
第7章变压器保护157
7.1变压器继电保护配置157
7.1.1变压器的故障及不正常工作状态157
7.1.2主保护配置158
7.1.3后备保护配置158
7.2瓦斯保护159
7.2.1瓦斯保护简介159
7.2.2气体继电器的工作原理159
7.3纵联差动保护基本原理简介160
7.4励磁涌流分析与对策162
7.4.1励磁电流与励磁涌流162
7.4.2相应对策164
7.5差动保护的相位补偿与数值补偿165
7.5.1外转角166
7.5.2内转角168
7.5.3数值补偿方法170
7.6比率制动171
7.6.1不平衡电流分析171
7.6.2比率制动特173
7.6.3比率制动特的改进175
7.7差动保护整定177
7.7.1比率制动特关参数整定177
7.7.2参数整定178
7.8变压器相间短路的后备保护及过负荷保护178
7.8.1过电流保护179
7.8.2复合电压起动过电流保护180
7.8.3负序过电流保护182
7.8.4过负荷保护183
7.8.5阻抗保护183
7.8.6跳闸方案与方向元件的配置184
7.9变压器接地短路的后备保护184
7.9.1中点直接接地变压器的零序电流保护185
7.9.2中点非直接接地变压器的零序电流电压保护186
本章小结187
习题与思考题189
第8章发电机保护190
8.1发电机的故障和不正常工作状态及其保护配置190
8.1.1故障与不正常工作状态190
8.1.2保护配置190
8.1.3保护的动作行为192
8.2发电机的纵差保护193
8.2.1保护构成原理193
8.2.2发电机变压器组差动保护配置194
8..比率制动式纵联差动保护194
8.2.4标积制动式纵联差动保护196
8.2.5逻辑框图196
8.3发机定绕组匝间短路保护197
8.3.1概述197
8.3.2单元件横差式匝间短路保护198
8.3.3裂相横差保护式匝间短路保护199
8.3.4反应转子回路二次谐波电流的匝间短路保护200
8.3.5纵向零序电压式匝间短路保护201
8.4发机定绕组的单相接地保护202
8.4.1定子绕组单相接地的特点202
8.4.2基波零序电压式定子接地保护203
8.4.3双频式100％保护区定子接地保护204
8.4.4附加电源的定子接地保护205
8.5发电机过电流与过负荷保护206
8.5.1相间短路后备保护特点206
8.5.2对称过电流（过负荷）保护206
8.5.3负序过电流（过负荷）保护208
8.6励磁回路接地保护209
8.6.1概述209
8.6.2定期检测装置与励磁回路一点接地保护210
8.6.3励磁回路两点接地保护210
8.7同步发电机失磁保护211
8.7.1概述211
8.7.2失磁过程中的阻抗变化211
8.7.3失磁保护的主要判据及整定213
本章小结214
习题与思考题215
第9章母线保护217
9.1母线保护配置原则217
9.1.1母线故障范围217
9.1.2母线故障后保护动作行为217
9.1.3利用线路保护切除母线故障217
9.1.4专用母线保护217
9.2母线保护原理218
9.3双母线保护特点与配置220
9.3.1双母线保护选择220
9.3.2选择故障母线方法220
9.4断路器失灵保护简介221
本章小结222
习题与思考题2
0章继电保护装置与实现224
10.1微机保护硬件组成224
10.210～35kV线路保护测控装置应用案例226
10.2.1典型保护测控一体化装置简介226
10.2.2典型保护测控一体化装置测试227
10..保护装置的组屏方式229
10.2.4装置应用于10kV馈线整定案例0
10.3110kV线路保护测控装置应用案例
10.3.1典型110kV输电线路保护装置简介
10.3.2典型110kV输电线路距离保护测试4
10.3.3110kV线路保护相关二次部分简介
10.3.4装置应用于110kV线路的整定案例240
10.4220kV线路保护实例244
10.4.1典型220kV输电线路保护装置简介244
10.4.2典型220kV输电线路主保护测试244
10.4.3典型220kV输电线路一次接线简介245
10.4.4主要相关二次设备联系246
10.4.5套保护柜246
10.4.6第二套保护柜249
10.4.7测控柜250
10.4.8户内设备251
10.4.9220kV线路保护相关二次部分简介252
10.4.10装置应用于220kV线路的整定案例256
10.5110kV变压器保护实例258
10.5.1典型110kV变压器保护装置简介259
10.5.2典型110kV变压器差动保护测试261
10.5.3变压器保护相关二次部分简介263
10.5.4装置应用于110kV主变压器的整定案例266
本章小结268
习题与思考题270
参考文献272

第2版前言《电力系统继电保护》教材版出版已近四年，教材使用过程中收到读者的许多意见与建议。广大读者对于本教材突出应用型特色，强调对知识的理解、实践及在工程上的应用等优点加以肯定的同时，也提出了突出培养定位、加强教材应用、完善教材结构、扩展教材内容等有益的意见与建议。
    目前，从事电力系统继电保护专业以传统类型为主体的同质人才已近饱和。而能够对电力系统继电保护事故及异常问题等进行，处理解决实际工程问题的人员较为紧缺。因此，在原有的应用型教学的基础上，应更加重视学生对于电力系统继电保护方面的高水平应用能力的培养，适应电力行业的经济转型、产业升级、企业技术创新的新型需求。
    根据这个思路，对于原教材的编写思路进行了一些改进。首先是调整培养定位、改革教材内容，定位于基础扎实、工作适应强、有发展潜力的工程型电力人才培养模式。对原教材中的新型继电保护内容加以更新，加入新技术应用，保护系统设计、实用案例分析、新型装置原理介绍等新技术应用内容。其次是融合教学资源、扩展教材功能。遵循继电保护技术发展的历史，强调叙述的系统、逻辑和严密，与大学电工理论基础、电机学、学、电力系统分析等课程教材相衔接，系统地、由浅入深地介绍和论述了电力系统继电保护的基本理论和应用基础。再次是强化不错应用、促进项目教学。在保障电力系统继电保护的基本理论和应用基础教学的基础上，在教材中增加继电保护测试技术、继电保护常见问题处理、继电保护工程设计等不错工程应用类及技术创新类项目教学的任务及指导内容。
    本版教材共分为十章，相对于版，删除原变电站自动化一章、电网微机保护及应用案例一章。对章绪论进行了扩充，将原第2章改为基础知识，将原第3章内容分为第3、4、5章。第6章为新增内容，主要介绍自动重合闸。将原第5章重新编写，改为第7章变压器保护，第8章为发电机保护，第9章为母线保护。原第7章与第4章内容改编为0章继电保护装置与实现。
    总体方案按总授课学时为64学时，课外128学时设计，在教材内容上充实了继电保护的基础知识及相关内容。并与故障分析知识、电气设备相关知识进行合理的衔接，突出专业基础知识在继电保护中的应用。重点对元件保护知识加以合理的整合与扩充，在元件保护原理、接线与整定内容中增加相应工程应用案例。
    韩笑编写、2、7、8章，隆贤林编写第3、4、5章，宋丽群编写第6章，编写9、0章。韩笑任主编并负责全书统稿。
    限于水平与精力，书中肯定会存在诸多疏漏，敬请各位读者不吝赐教。
    编者版前言在开放和互联的信息模式基础上，建设坚强智能电网，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理已成为当前及近阶段的首要任务。社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。电力系统继电保护课程作为支撑电气工程学科专业的主干课程，具有特殊的重要地位。学习过电力系统继电保护课程，掌握相应的继电保护工程技术应用能力的生或专业技术人员受到了电力系统和电力设备的运行和控制部门、电气控制设备的制造和使用部门的广泛欢迎。
    继电保护伴随着电力系统而生，继电保护原理及继电保护装置的应用，是电力系统实用技术的重要环节。继电保护技术的应用繁杂广泛，随着现代科技的飞展，继电保护在更新自身技术的基础上与现代的微机、通信技术相结合，使继电保护系统日趋。无论是继电保护装置还是继电保护系统，都蕴含着严谨而又富有创的哲理，同时也折出现代技术发展的光茫。可以说继电保护是一门艺术，而掌握继电保护知识也绝非易事。
    本着坚持 “基本理论适度、注重工程应用”的基本原则，在理论教学环节及实践教学环节中引入新型教育教学理念，根据新理念重新组织教学内容并编写本规划教材。在编写过程中特别注意了以实用继电保护为出发点，不搞理论研究，避免复杂的整定计算，避免繁琐的推导过程，多讲基本原理及用法，多讲实用问题。同时紧紧围绕“二次系统”、“继电保护系统”进行组织，对实用的保护装置加以介绍；始终以继电保护的哲理为“魂”，在介绍保护原理、整定、接线、案例分析的同时，强化读者对继电保护核心、基础理念的理解，强化对继电保护原理所体现出的哲理的理解。教材的组织并未脱离继电保护的发展历史，对于传统的电磁型继电器、整流型继电保护装置都保留有部分内容，并借此讲述继电保护的基本原理。
    全书共七章，依次为：绪论、互感器及变换器、电网保护原理、电网微机保护及应用实例、元件保护原理、变电站自动化、继电保护装置实验与测试。
    本书由南京工程学院韩笑编写、7章；宋丽群编写第2章；编写第3章；隆贤林编写4、5章；北京林业大学李胜编写第6章。韩笑任主编并负责全书统稿。
    本书由上海电力学院高亮教授主审，他在百忙之中对书稿进行了仔细审阅，并提出了许多宝贵意见，在此表示诚挚的感谢！
    参与本书编写工作的还有昆山供电公司的戈祥麟、朱正风。本书编写过程中，参阅了国内外许多公司的有关技术资料，并得到广大从事继保工作同仁的支持。在此一并向他们表示感谢！
    电力系统继电保护书中错误疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正，联系地址：南京市江宁科学园弘景大道1#，南京工程学院电力工程学院（211167）。Email：hxslqc@jlonlinecom。
    编者下标符号说明下标符号说明下标英语含义下标应用举例1Positive Sequence正序z1线路单位长度正序阻抗2Negative Sequence负序I2负序电流0Zero Sequence零序I0零序电流actaction起动Iact起动电流aperaperiodic非周期的Kaper非周期分量系数BBase基准SB标准（基准）容量brabranch分支Kbra分支系数CCapacitor电容XC电容电抗ddifference差动Id差动电流FFault故障I·F故障电流GGenerator发电机ING发电机额定电流ggrounding接地Rg接地电阻LLine线路ZL线路阻抗LInductance（Lenz）电感XL电感电抗（X用于和线路阻抗相区分）LoLoad负荷ILo负荷电流LoLoad负荷ZLo负荷阻抗mmeasuring测量U·m、I·m（输入保护装置的）测量电压、电流maxmaximum优选的IFmax优选故障电流minminimum的IFmin故障电流MsMotor start电动机自起动KMs电动机自起动系数NNominal额定的UN额定电压nneutral中点Rn中点接地电阻oporaio动作Iop、Zop 动作电流、动作阻抗PPolarization极化UP极化电压relreliable可靠的Krel可靠系数resreset制动Kres制动系数rereset返回Ire返回电流(续)下标英语含义下标应用举例SSystem系统XSmin系统阻抗sensensitive灵敏Ksen灵敏系数setsetting整定Zset整定阻抗sssame style同型Kss同型系数TTransformer变压器INT变压器额定电流unbunbalance不平衡Iunb不平衡电流