《電力系統(tǒng)繼電保護(第2版)/普通高等教育電氣工程與自動化(應用型)“十二五”規(guī)劃教材》共十章。第1章對電力系統(tǒng)繼電保護作一般概述,給出了繼電保護的定義、任務、評價方法、保護對象,說明了電力系統(tǒng)對于繼電保護的基本要求。第2章為基礎知識,主要對電力系統(tǒng)故障分析與繼電保護的聯(lián)系、互感器與繼電保護的關系、繼電器基礎知識等進行了說明。第3章為35kV及以下電壓等級的線路保護,主要對階段式電流保護、反時限過電流保護、方向電流保護等進行了說明。第4章為110kV輸電線路保護,主要內容為零序方向電流保護與距離保護。第5章為220kV及以上電壓等級輸電線路保護,主要內容為縱聯(lián)保護。第6章為輸電線路自動重合閘,主要內容為三相一次重合閘及綜合重合閘。第7章為變壓器保護,主要內容為變壓器主保護與后備保護的介紹。第8章為發(fā)電機保護,介紹了縱差動保護、匝間短路保護、定子接地保護、失磁保護等發(fā)電機專用保護的原理。第9章為母線保護,主要內容為母線差動保護與失靈保護。第10章為繼電保護裝置與實現(xiàn),重點介紹典型繼電保護的工程應用案例及相應的整定及測試方面的知識。
第2版前言《電力系統(tǒng)繼電保護》教材第1版出版已近四年,教材使用過程中收到讀者的許多意見與建議。廣大讀者對于本教材突出應用型特色,強調對知識的理解、實踐及在工程上的應用等優(yōu)點加以肯定的同時,也提出了突出培養(yǎng)定位、加強教材應用性、完善教材結構、擴展教材內容等有益的意見與建議。
目前,從事電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)以傳統(tǒng)類型為主體的同質性本科人才已近飽和。而能夠對電力系統(tǒng)繼電保護事故及異常問題等進行,處理解決實際工程問題的人員較為緊缺。因此,在原有的應用型本科教學的基礎上,應更加重視本科學生對于電力系統(tǒng)繼電保護方面的高水平應用能力的培養(yǎng),適應電力行業(yè)的經濟轉型、產業(yè)升級、企業(yè)技術創(chuàng)新的新型需求。
根據這個思路,對于原教材的編寫思路進行了一些改進。首先是調整培養(yǎng)定位、改革教材內容,定位于基礎扎實、工作適應性強、有發(fā)展?jié)摿Φ墓こ绦碗娏θ瞬排囵B(yǎng)模式。對原教材中的新型繼電保護內容加以更新,加入新技術應用,保護系統(tǒng)設計、實用案例分析、新型裝置原理介紹等新技術應用內容。其次是融合教學資源、擴展教材功能。遵循繼電保護技術發(fā)展的歷史,強調敘述的系統(tǒng)性、邏輯性和嚴密性,與大學本科電工理論基礎、電機學、電子學、電力系統(tǒng)分析等課程教材相銜接,系統(tǒng)地、由淺入深地介紹和論述了電力系統(tǒng)繼電保護的基本理論和應用基礎。再次是強化高級應用、促進項目教學。在保障電力系統(tǒng)繼電保護的基本理論和應用基礎教學的基礎上,在教材中增加繼電保護測試技術、繼電保護常見問題處理、繼電保護工程設計等高級工程應用類及技術創(chuàng)新類項目教學的任務及指導內容。
本版教材共分為十章,相對于第1版,刪除原變電站自動化一章、電網微機保護及應用案例一章。對第1章緒論進行了擴充,將原第2章改為基礎知識,將原第3章內容分為第3、4、5章。第6章為新增內容,主要介紹自動重合閘。將原第5章重新編寫,改為第7章變壓器保護,第8章為發(fā)電機保護,第9章為母線保護。原第7章與第4章內容改編為第10章繼電保護裝置與實現(xiàn)。
總體方案按總授課學時為64學時,課外128學時設計,在教材內容上充實了繼電保護的基礎知識及相關內容。并與故障分析知識、電氣設備相關知識進行合理的銜接,突出專業(yè)基礎知識在繼電保護中的應用。重點對元件保護知識加以合理的整合與擴充,在元件保護原理、接線與整定內容中增加相應工程應用案例。
韓笑編寫第1、2、7、8章,隆賢林編寫第3、4、5章,宋麗群編寫第6章,李斌編寫第9、10章。韓笑任主編并負責全書統(tǒng)稿。
限于水平與精力,書中肯定會存在諸多疏漏,敬請各位讀者不吝賜教。
編者第1版前言在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上,建設堅強智能電網,實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理已成為當前及近階段的首要任務。社會對電氣工程及其自動化科技工作者的需求量呈上升態(tài)勢。電力系統(tǒng)繼電保護課程作為支撐電氣工程學科專業(yè)的主干課程,具有特殊的重要地位。學習過電力系統(tǒng)繼電保護課程,掌握相應的繼電保護工程技術應用能力的畢業(yè)生或專業(yè)技術人員受到了電力系統(tǒng)和電力設備的運行和控制部門、電氣控制設備的制造和使用部門的廣泛歡迎。
繼電保護伴隨著電力系統(tǒng)而生,繼電保護原理及繼電保護裝置的應用,是電力系統(tǒng)實用技術的重要環(huán)節(jié)。繼電保護技術的應用繁雜廣泛,隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,繼電保護在更新自身技術的基礎上與現(xiàn)代的微機、通信技術相結合,使繼電保護系統(tǒng)日趨先進。無論是繼電保護裝置還是繼電保護系統(tǒng),都蘊含著嚴謹而又富有創(chuàng)新的科學哲理,同時也折射出現(xiàn)代技術發(fā)展的光茫?梢哉f繼電保護是一門藝術,而掌握繼電保護知識也絕非易事。
本著堅持 “基本理論適度、注重工程應用”的基本原則,在理論教學環(huán)節(jié)及實踐教學環(huán)節(jié)中引入新型教育教學理念,根據新理念重新組織教學內容并編寫本規(guī)劃教材。在編寫過程中特別注意了以實用繼電保護為出發(fā)點,不搞理論研究,避免復雜的整定計算,避免繁瑣的推導過程,多講最基本原理及用法,多講實用問題。同時緊緊圍繞“二次系統(tǒng)”、“繼電保護系統(tǒng)”進行組織,對實用的保護裝置加以介紹;始終以繼電保護的哲理為“魂”,在介紹保護原理、整定、接線、案例分析的同時,強化讀者對繼電保護核心、基礎理念的理解,強化對繼電保護原理所體現(xiàn)出的哲理的理解。教材的組織并未脫離繼電保護的發(fā)展歷史,對于傳統(tǒng)的電磁型繼電器、整流型繼電保護裝置都保留有部分內容,并借此講述繼電保護的最基本原理。
全書共七章,依次為:緒論、互感器及變換器、電網保護原理、電網微機保護及應用實例、元件保護原理、變電站自動化、繼電保護裝置實驗與測試。
本書由南京工程學院韓笑編寫第1、7章;宋麗群編寫第2章;李斌編寫第3章;隆賢林編寫4、5章;北京林業(yè)大學李勝編寫第6章。韓笑任主編并負責全書統(tǒng)稿。
本書由上海電力學院高亮教授主審,他在百忙之中對書稿進行了仔細審閱,并提出了許多寶貴意見,在此表示誠摯的感謝!
參與本書編寫工作的還有昆山供電公司的戈祥麟、朱正風。本書編寫過程中,參閱了國內外許多公司的有關技術資料,并得到廣大從事繼保工作同仁的支持。在此一并向他們表示感謝!
第2版前言
第1版前言
下標符號說明
第1章 緒論
1.1 從“Relay”到“Protective,Relay”
1.2 繼電保護的概念及任務
1.3 對繼電保護的基本要求
1.3.1 可靠性
1.3.2 選擇性
1.3.3 速動性
1.3.4 靈敏性
1.3.5 對保護“四性”的小結
1.3.6 簡單性
1.3.7 經濟性
1.3.8 小結
1.4 繼電保護運行評價
1.4.1 繼電保護綜合評價體系
1.4.2 繼電保護動作記錄與評價
1.5 保護對象與保護區(qū)域
1.6 繼電保護必備知識
1.6.1 電氣主接線圖
1.6.2 等效阻抗及阻抗圖
1.6.3 電力系統(tǒng)的基本參數
1.6.4 已有保護及所存在的問題
1.6.5 影響保護正確動作的因素
1.6.6 保護對象認知
1.6.7 故障分析知識
1.6.8 電氣量極值
1.6.9 互感器相關信息
1.6.10 未來擴建
1.7 繼電保護技術的發(fā)展
本章小結
習題與思考題
第2章 基礎知識
2.1 電力系統(tǒng)故障分析
2.1.1 標幺值及電力系統(tǒng)元件參數計算
2.1.2 對稱分量法
2.1.3 各序阻抗網絡的構成
2.1.4 橫向短路的簡便計算方法
2.2 互感器
2.2.1 電流互感器
2.2.2 電壓互感器
2.3繼電器
2.3.1 繼電保護常用術語
2.3.2 繼電器的分類
2.3.3 繼電保護常用電氣文字符號
2.3.4 電磁型繼電器簡介
本章小結
習題與思考題
第3章 35kV及以下電壓等級線路保護
3.1 配電線路相間短路電流、電壓保護
3.1.1 無時限電流速斷保護
3.1.2 限時電流速斷保護
3.1.3 定時限過電流保護
3.1.4 反時限電流保護
3.1.5 電流保護接線方式
3.1.6 電流電壓聯(lián)鎖速斷保護
3.1.7 階段式電流保護
3.1.8 評價與小結
3.2 方向電流保護
3.2.1 工作原理
3.2.2 功率方向元件
3.2.3 90°接線方式
3.2.4 應用實例
3.2.5 評價與小結
3.3 單相接地保護
3.3.1 傳統(tǒng)的保護方式
3.3.2 保護遇到的難題
3.3.3 配電網新型接地保護示例
3.3.4 評價與小結
本章小結
習題與思考題
第4章 110kV輸電線路保護
4.1 零序電氣量的取得及電氣量分析
4.1.1 電氣量取得
4.1.2 電氣量分析
4.2 階段式零序電流保護
4.2.1 零序電流速斷保護
4.2.2 零序電流限時速斷保護
4.2.3 零序過電流保護
4.3 零序功率方向元件
4.3.1 傳統(tǒng)的零序功率方向繼電器
4.3.2 微機型零序功率方向元件
4.4 零序電流保護應用實例
4.5 距離保護基本原理
4.6 阻抗元件
4.6.1 阻抗繼電器基本原理與分類
4.6.2 單相式圓特性阻抗繼電器
4.6.3 直線特性阻抗繼電器
4.6.4 傳統(tǒng)阻抗繼電器的實現(xiàn)
4.6.5 阻抗繼電器的精確工作電流
4.6.6 方向阻抗繼電器的死區(qū)問題
4.6.7 阻抗繼電器的接線方式
4.6.8 實用方向阻抗元件
4.7 距離保護整定
4.7.1 助增電流與汲出電流
4.7.2 階段式距離保護整定
4.8 影響距離保護正確動作的因素及對策
4.8.1 振蕩閉鎖
4.8.2 電壓回路斷線閉鎖
4.8.3 過渡電阻
本章小結
習題與思考題
第5章 220kV及以上電壓等級輸電線路保護
5.1 縱聯(lián)保護概述
5.1.1 全線速動保護與雙端測量原理
5.1.2 縱聯(lián)保護分類
5.1.3 縱聯(lián)保護通道
5.2 分相電流差動縱聯(lián)保護
5.2.1 導引線保護
5.2.2 光纖分相電流差動保護
5.3 方向比較式縱聯(lián)保護
5.3.1 縱聯(lián)方向保護工作原理
5.3.2 縱聯(lián)方向保護基本原則
5.4 工頻變化量原理在高壓線路保護中的應用
5.4.1 電壓電流分析
5.4.2 方向元件原理
5.4.3 阻抗繼電器原理
5.5 保護配置的說明
5.6 電網保護配置總結
5.6.1 主保護與后備保護
5.6.2 電網保護的配置
本章小結
習題與思考題
第6章 輸電線路自動重合閘
6.1 重合閘的作用、分類及基本要求
6.2 110kV及以下電壓等級線路三相自動重合閘
6.2.1 檢無壓、檢同步重合閘基本原理
6.2.2 檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯
6.2.3 同步檢定原理
6.2.4 參數整定
6.3 220kV及以上電壓等級線路綜合自動重合閘
6.3.1 功能邏輯
6.3.2 參數整定
6.4 重合閘相關問題
6.4.1 自動重合閘與繼電保護的配合
6.4.2 分相跳閘邏輯
6.4.3 非全相運行對零序方向電流保護的影響
6.4.4 非全相運行對距離保護的影響
6.4.5 非全相運行對線路縱聯(lián)保護的影響
6.4.6 自適應重合閘概述
本章小結
習題與思考題
第7章 變壓器保護
7.1 變壓器繼電保護配置
7.1.1 變壓器的故障及不正常工作狀態(tài)
7.1.2 主保護配置
7.1.3 后備保護配置
7.2 瓦斯保護
7.2.1 瓦斯保護簡介
7.2.2 氣體繼電器的工作原理
7.3 縱聯(lián)差動保護基本原理簡介
7.4 勵磁涌流分析與對策
7.4.1 勵磁電流與勵磁涌流
7.4.2 相應對策
7.5 差動保護的相位補償與數值補償
7.5.1 外轉角
7.5.2 內轉角
7.5.3 數值補償方法
7.6 比率制動
7.6.1 其他不平衡電流分析
7.6.2 比率制動特性
7.6.3 比率制動特性的改進
7.7 差動保護整定
7.7.1 比率制動特性相關參數整定
7.7.2 其他參數整定
7.8 變壓器相間短路的后備保護及過負荷保護
7.8.1 過電流保護
7.8.2 復合電壓起動過電流保護
7.8.3 負序過電流保護
7.8.4 過負荷保護
7.8.5 阻抗保護
7.8.6 跳閘方案與方向元件的配置
7.9 變壓器接地短路的后備保護
7.9.1 中性點直接接地變壓器的零序電流保護
7.9.2 中性點非直接接地變壓器的零序電流電壓保護
本章小結
習題與思考題
第8章 發(fā)電機保護
8.1 發(fā)電機的故障和不正常工作狀態(tài)及其保護配置
8.1.1 故障與不正常工作狀態(tài)
8.1.2 保護配置
8.1.3 保護的動作行為
8.2 發(fā)電機的縱差保護
8.2.1 保護構成原理
8.2.2 發(fā)電機變壓器組差動保護配置
8.2.3 比率制動式縱聯(lián)差動保護
8.2.4 標積制動式縱聯(lián)差動保護
8.2.5 邏輯框圖
8.3 發(fā)電機定子繞組匝間短路保護
8.3.1 概述
8.3.2 單元件橫差式匝間短路保護
8.3.3 裂相橫差保護式匝間短路保護
8.3.4 反應轉子回路二次諧波電流的匝間短路保護
8.3.5 縱向零序電壓式匝間短路保護
8.4 發(fā)電機定子繞組的單相接地保護
8.4.1 定子繞組單相接地的特點
8.4.2 基波零序電壓式定子接地保護
8.4.3 雙頻式100%保護區(qū)定子接地保護
8.4.4 附加電源的定子接地保護
8.5 發(fā)電機過電流與過負荷保護
8.5.1 相間短路后備保護特點
8.5.2 對稱過電流(過負荷)保護
8.5.3 負序過電流(過負荷)保護
8.6 勵磁回路接地保護
8.6.1 概述
8.6.2 定期檢測裝置與勵磁回路一點接地保護
8.6.3 勵磁回路兩點接地保護
8.7 同步發(fā)電機失磁保護
8.7.1 概述
8.7.2 失磁過程中的阻抗變化
8.7.3 失磁保護的主要判據及整定
本章小結
習題與思考題
第9章 母線保護
9.1 母線保護配置原則
9.1.1 母線故障范圍
9.1.2 母線故障后保護動作行為
9.1.3 利用線路保護切除母線故障
9.1.4 專用母線保護
9.2 母線保護原理
9.3 雙母線保護特點與配置
9.3.1 雙母線保護選擇性
9.3.2 選擇故障母線方法
9.4 斷路器失靈保護簡介
本章小結
習題與思考題
第10章 繼電保護裝置與實現(xiàn)
10.1 微機保護硬件組成
10.2 10~35kV線路保護測控裝置應用案例
10.2.1 典型保護測控一體化裝置簡介
10.2.2 典型保護測控一體化裝置測試
10.2.3 保護裝置的組屏方式
10.2.4 裝置應用于10kV饋線整定案例
10.3 110kV線路保護測控裝置應用案例
10.3.1 典型110kV輸電線路保護裝置簡介
10.3.2 典型110kV輸電線路距離保護測試
10.3.3 110kV線路保護相關二次部分簡介
10.3.4 裝置應用于110kV線路的整定案例
10.4 220kV線路保護實例
10.4.1 典型220kV輸電線路保護裝置簡介
10.4.2 典型220kV輸電線路主保護測試
10.4.3 典型220kV輸電線路一次接線簡介
10.4.4 主要相關二次設備聯(lián)系
10.4.5 第一套保護柜
10.4.6 第二套保護柜
10.4.7 測控柜
10.4.8 其他戶內設備
10.4.9 220kV線路保護相關二次部分簡介
10.4.1 0裝置應用于220kV線路的整定案例
10.5 110kV變壓器保護實例
10.5.1 典型110kV變壓器保護裝置簡介
10.5.2 典型110kV變壓器差動保護測試
10.5.3 變壓器保護相關二次部分簡介
10.5.4 裝置應用于110kV主變壓器的整定案例
本章小結
習題與思考題
參考文獻