電力系統繼電保護技術

《電力系統繼電保護技術》為全國電力職業教育規劃教材。

《電力系統繼電保護技術》為陝西省省級精品課程配套教材，針對高職高專院校電力類各專業的教學要求而編寫。全書分為=三篇，共十五章。第一篇為電力系統繼電保護原理，包括概述、相間短路的階段式電流保護、相間短路的方向電流保護、電網的接地保護、電網的距離保護、電網的縱聯保護、線路保護的整定計算；第二篇為電力系統主設備繼電保護原理，包括變壓器保護、發電機保護、母線保護；第三篇為電力系統繼電保護裝置，包括繼電保護裝置的基礎元件、微機保護裝置、微機保護裝置軟件構成、線路保護典型保護裝置、發電機變壓器組的典型保護裝置。

《電力系統繼電保護技術》可作為高職高專院校電力類各專業教材，也可作為電力行業培訓教材，還可供從事繼電保護工作的技術人員參考。 ^[1] 

常用符號説明

第一篇 電力系統繼電保護原理

第一章 概述

思考題

第二章 相間短路的階段式電流保護

第一節 無時限電流速斷保護

第二節 限時電流速斷保護

第三節 定時限過電流保護

第四節 電流保護的接線方式

第五節 階段式電流保護的配合

第六節 電流電壓連鎖速斷保護

小結

思考題

第三章 相間短路的方向電流保護

第一節 方向電流保護的工作原理

第二節 功率方向元件

第三節 功率方向元件的接線方式

第四節 功率方向元件的加裝

小結

思考題

第四章 電網的接地保護

第一節 中性點直接接地系統單相接地時的特點

第二節 中性點直接接地系統的零序電流保護

第三節 中性點非直接接地系統單相接地短路時的特點

第四節 中性點不接地系統的接地保護

小結

思考題

第五章 電網的距離保護

第一節 距離保護的基本原理

第二節 阻抗測量元件的特性

第三節 阻抗測量元件的接線方式

第四節 工頻變化量距離保護

第五節 影響距離保護正確動作的因素

小結

思考題

第六章 電網的縱聯保護

第一節 縱聯保護的原理分類

第二節 縱聯保護通道

第三節 縱聯電流差動保護

第四節 縱聯方向保護

小結

思考題

第七章 線路保護的整定計算

第一節 繼電保護整定計算基礎

第二節 零序電流保護的整定計算

第三節 線路距離保護整定計算

小結

思考題

……

第二篇 電力系統主設備繼電保護原理

第三篇 電力系統繼電保護裝置

參考文獻

《電力系統繼電保護技術(高職高專十二五電力技術類專業規劃教材)》 (許建安、文梅任主編)闡述了繼電保護的基本原理，利用故障分量的繼電保護基本原理，序分量的獲取方法及作用，微機保護原理，利用故障分量突變量的保護原理等內容。主要內容包括：緒論，繼電保護的基本元件，輸電線路的電流、電壓保護，輸電線路的距離保護，輸電線路的全線快速保護，電力變壓器的繼電保護，發電機保護，母線保護，輸電線路的自動重合閘及中低壓線路保護等。書中內容反映了繼電保護的新技術與成果，文字符號和圖形符號均採用最新國家標準。

《電力系統繼電保護技術(高職高專十二五電力技術類專業規劃教材)》可作為高職高專院校電力技術類專業的教材，也可供相關專業工程技術人員參考。

前言

第1章緒論1

1?1電力系統繼電保護的作用1

1?1?1電力系統故障和異常運行1

1?1?2繼電保護的任務1

1?2繼電保護的基本原理和保護裝置的

組成2

1?2?1繼電保護的基本原理2

1?2?2繼電保護裝置的組成3

1?3對繼電保護的基本要求3

1?3?1可靠性4

1?3?2選擇性4

1?3?3靈敏性5

1?3?4速動性5

1?4繼電器5

1?5電力系統繼電保護的發展7

小結8

習題8

第2章繼電保護的基本元件10

2?1電流互感器10

2?1?1電流互感器銘牌的標註方法10

2?1?2電流互感器的工作原理11

2?1?3電流互感器的極性13

2?1?4電流互感器的10%誤差曲線14

2?2測量變換器15

2?2?1測量變換器的作用15

2?2?2測量變換器的分類16

2?2?3各種測量變換器的工作特性16

2?3對稱分量濾過器17

2?3?1概述17

2?3?2零序電流濾過器17

2?3?3零序電壓濾過器18

2?3?4負序電壓濾過器18

2?3?5負序電流濾過器19

2?4電磁式繼電器20

2?4?1基本結構20

2?4?2基本工作原理20

2?4?3電磁式電流繼電器21

2?4?4電磁式電壓繼電器21

2?4?5時間繼電器22

2?4?6信號繼電器22

2?4?7中間繼電器23

2?5微機繼電保護的硬件構成原理23

2?5?1微機繼電保護的硬件組成23

2?5?2數據採集系統24

2?5?3微型計算機主系統29

2?5?4開關量輸入/輸出電路30

2?6微機保護的軟件系統配置31

2?6?1主程序31

2?6?2採樣中斷服務程序33

2?6?3故障處理程序33

2?6?4微機保護的特徵量算法34

小結39

習題40

第3章輸電線路的電流、電壓保護41

3?1單側電源輸電線路相間短路的電流、

電壓保護41

3?1?1無時限電流速斷保護41

3?1?2限時電流速斷保護44

3?1?3定時限過電流保護46

3?1?4電流保護的接線方式47

3?1?5線路相間短路的三段式電流

保護50

3?1?6階段式電流、電壓聯鎖速斷

保護53

3?2雙側電源輸電線路相間短路的

方向電流保護53

3?2?1方向電流保護問題的提出53

3?2?2方向電流保護的工作原理55

3?2?3功率方向繼電器的工作原理55

3?2?4功率方向繼電器的接線57

3?2?5非故障相電流的影響與按相

起動57

3?2?6方向電流保護的整定計算58

3?3輸電線路的接地故障保護61

3?3?1中性點不接地電網發生單相接地

故障時的特點61

3?3?2中性點經消弧線圈接地電網發生

單相接地故障時的特點63

3?3?3中性點非直接接地系統的接地

保護64

3?4中性點直接接地系統中的接地保護65

3?4?1中性點直接接地系統接地故障時

零序分量的特點65

3?4?2階段式零序電流保護66

3?4?3三段式零序電流保護的接線

原理70

3?4?4方向性零序電流保護70

3?4?5對中性點直接接地系統零序電流

保護的評價72

小結72

習題73

第4章輸電線路的距離保護76

4?1距離保護概述76

4?1?1距離保護的基本原理76

4?1?2距離保護的時限特性78

4?1?3距離保護的構成78

4?2阻抗繼電器79

4?2?1圓特性阻抗繼電器80

4?2?2多邊形阻抗繼電器82

4?3阻抗繼電器的接線方式84

4?3?1對阻抗繼電器接線的要求84

4?3?2反映相間故障的阻抗繼電器的0°

接線方式84

4?3?3反映接地短路故障的阻抗繼電

器接線86

4?4反映突變量的阻抗繼電器87

4?5選相原理91

4?5?1相電流差工頻變化量選相91

4?5?2對稱分量選相93

4?5?3用Clarke分量的故障判別95

4?6距離保護起動元件96

4?6?1起動元件的作用96

4?6?2對起動元件的要求96

4?6?3負序、零序電流起動元件97

4?6?4序分量濾過器算法97

4?7距離保護的振盪閉鎖102

4?7?1系統振盪時電氣量的變化特點102

4?7?2系統振盪時測量阻抗的特性

分析105

4?7?3短路故障和振盪的區分107

4?7?4振盪過程中對稱短路故障的

識別108

4?7?5振盪閉鎖裝置110

4?8斷線閉鎖裝置111

4?8?1斷線失電壓時阻抗繼電器的

動作行為111

4?8?2斷線閉鎖元件112

4?9影響距離保護正確工作的因素114

4?9?1保護安裝處和故障點間分支

線的影響114

4?9?2過渡電阻對距離保護的影響116

4?10相間距離保護的整定計算原則118

4?10?1相間距離保護Ⅰ段的整定118

4?10?2相間距離保護Ⅱ段的整定118

4?10?3相間距離保護Ⅲ段的整定119

4?11工頻故障分量距離保護120

4?11?1工頻故障分量保護原理120

4?11?2工作原理和動作方程122

4?11?3保護區內、外短路故障的

分析123

4?12WXB—11型線路保護裝置124

4?12?1WXB—11型裝置概述124

4?12?2距離保護軟件原理126

4?12?3距離保護故障處理程序原理130

4?12?4WXB—11型裝置的使用説明137

小結139

習題140

第5章輸電線路的全線快速保護143

5?1輸電線路縱聯保護的原理及分類143

5?1?1輸電線路縱聯保護的基本

原理143

5?1?2輸電線路縱聯保護的分類144

5?2線路的縱聯差動保護144

5?2?1線路的導引線保護144

5?2?2自適應縱聯差動保護147

5?2?3利用故障分量的電流差動

保護149

5?3平行線路差動保護151

5?3?1平行線路內部故障的特點152

5?3?2橫聯差動方向保護152

5?3?3電流平衡保護154

5?4輸電線路的高頻保護154

5?4?1電力線載波高頻保護155

5?4?2微波保護157

5?4?3高頻閉鎖方向保護158

5?4?4相差高頻保護159

5?5光纖縱聯差動保護160

5?5?1架空地線複合光纜161

5?5?2光纖保護的組成及原理162

5?5?3光纖差動保護裝置實例163

小結164

習題164

第6章電力變壓器的繼電保護166

6?1電力變壓器的故障類型及其保護

措施166

6?2電力變壓器的瓦斯保護167

6?2?1氣體繼電器的構成和動作

原理167

6?2?2瓦斯保護的接線168

6?3電力變壓器的電流速斷保護168

6?4電力變壓器的縱差保護169

6?4?1電力變壓器縱差保護的基本

原理169

6?4?2電力變壓器縱差保護中的不平

衡電流170

6?5電力變壓器的微機保護177

6?5?1常規比率制動特性177

6?5?2兩折線式比率制動特性178

6?5?3三折線式比率制動特性179

6?5?4變壓器微機縱差保護的整定

計算180

6?6電力變壓器相間短路的後備保護183

6?6?1過電流保護183

6?6?2複合電壓起動的過電流保護184

6?6?3負序電流和單相低電壓起動的過

電流保護186

6?6?4三繞組變壓器後備保護的配置

原則186

6?6?5變壓器的過負荷保護187

6?7電力變壓器的接地保護187

6?7?1變壓器接地保護的零序方向

元件188

6?7?2變壓器零序保護的配置188

6?7?3變壓器零序接地保護的邏輯

框圖190

6?7?4零序過電流保護的整定190

6?8電力變壓器的微機保護舉例191

6?8?1工程概述191

6?8?2主變壓器保護的解決方案191

6?8?3主變壓器保護的接線原理194

小結198

習題199

第7章發電機保護200

7?1發電機的故障和不正常工作狀態及

其保護200

7?2發電機的縱差保護202

7?2?1微機比率制動式發電機縱差保護的

原理及動作邏輯203

7?2?2發電機縱差保護的整定計算205

7?2?3發電機標積制動原理的差動

保護205

7?3發電機的匝間短路保護206

7?3?1發電機的橫聯差動保護207

7?3?2反映零序電壓的匝間短路保護208

7?3?3反映轉子迴路2次諧波電流的匝間

短路保護209

7?4發電機定子繞組單相接地保護209

7?4?1反映基波零序電壓的接地

保護210

7?4?2反映基波零序電壓和3次諧波

電壓構成的發電機定子100%

接地保護211

7?5發電機勵磁迴路接地保護212

7?5?1發電機勵磁迴路一點接地保護212

7?5?2發電機勵磁迴路兩點接地保護213

7?6發電機的失磁保護214

7?6?1發電機的失磁及原因214

7?6?2發電機失磁後機端測量阻抗的

變化規律215

7?6?3失磁保護的構成217

7?7發電機負序電流保護218

7?7?1發電機負序電流的形成、特徵及

危害218

7?7?2發電機承受負序電流的能力218

7?7?3發電機負序電流保護的原理219

7?8發電機?變壓器組反時限過勵磁

保護221

小結222

習題223

第8章母線保護224

8?1裝設母線保護的基本原則224

8?1?1母線的短路故障224

8?1?2母線故障的保護方式224

8?2母線差動保護的基本原理225

8?2?1動作電流與制動電流225

8?2?2複式比率制動式母線差動保護的

動作判據227

8?3典型微機母線保護228

8?3?1BP—2A微機母線保護的配置229

8?3?2微機母線差動保護的TA電流比

設置229

8?4BP—2A微機母線保護程序邏輯229

8?4?1起動元件程序邏輯229

8?4?2母線複式比率差動保護程序

邏輯230

8?4?3母聯失靈或母線保護死區故

障的保護231

8?4?4母線充電保護邏輯232

8?4?5TA和TV斷線閉鎖與報警232

8?4?6BP—2A微機母線差動保護的程序

流程232

8?5基於故障分量綜合阻抗的母線

保護原理234

8?5?1基於故障分量綜合阻抗母線保護的

工作原理234

8?5?2基於故障分量綜合阻抗的母線

保護判據235

8?5?3基於故障分量綜合阻抗母線保

護的性能分析235

小結235

習題236

第9章輸電線路的自動重合閘237

9?1自動重合閘的基本要求及選擇

原則237

9?1?1自動重合閘的作用237

9?1?2自動重合閘的基本要求238

9?1?3自動重合閘的分類239

9?1?4自動重合閘方式的選擇原則239

9?2單側電源線路的三相一次自動

重合閘240

9?2?1電磁型單側電源供電線路的三相

一次重合閘裝置241

9?2?2軟件實現的自動重合閘245

9?2?3自動重合閘的閉鎖247

9?2?4自動重合閘裝置參數的整定247

9?3雙側電源供電線路的自動重合閘248

9?3?1三相快速自動重合閘249

9?3?2三相非同期自動重合閘249

9?3?3無電壓檢定和同期檢定的三相

自動重合閘250

9?3?4解列自動重合閘253

9?4自動重合閘與繼電保護的配合254

9?4?1重合閘前加速保護254

9?4?2重合閘後加速保護255

9?5輸電線路的綜合自動重合閘256

9?5?1綜合重合閘的重合閘方式256

9?5?2綜合重合閘的特殊問題257

9?5?3綜合重合閘的起動方式259

9?6重合器與分段器260

9?6?1自動重合器的功能與特點260

9?6?2自動分段器的功能與特點260

9?6?3重合器與分段器的配合261

小結262

習題263

第10章中低壓線路保護264

10?1中低壓線路微機保護裝置264

10?1?1主要功能264

10?1?2保護裝置的控制字及定值

整定268

10?1?3保護裝置的外部接線端子圖270

10?1?4裝置跳線説明270

10?1?5端子説明270

10?2RCS—9615線路距離保護測控

裝置272

10?2?1主要結構原理272

10?2?2主要功能277

10?2?3硬件配置及邏輯框圖278

10?2?4裝置定值整定282

10?2?5硬件及邏輯框圖中各符號的

意義284

參考文獻285