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第1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 可靠性6

1.3.2 选择性7

1.3.3 速动性8

1.3.4 灵敏性9

1.3.5 对保护“四性”的小结9

1.3.6 简单性9

1.3.7 经济性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 继电保护必备知识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

2.3.1 继电保护常用术语44

2.3.2 继电器的分类45

2.3.3 继电保护常用电气文字符号46

2.3.4 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 无时限电流速断保护54

3.1.2 限时电流速断保护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

3.2.3 90°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 零序电流限时速断保护89

4.2.3 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 单相式圆特性阻抗继电器96

4.6.3 直线特性阻抗继电器97

4.6.4 传统阻抗继电器的实现99

4.6.5 阻抗继电器的精确工作电流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 助增电流与汲出电流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

6.2 110kV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

6.2.3 同步检定原理141

6.2.4 参数整定142

6.3 220kV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 其他不平衡电流分析171

7.6.2 比率制动特性173

7.6.3 比率制动特性的改进175

7.7 差动保护整定177

7.7.1 比率制动特性相关参数整定177

7.7.2 其他参数整定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 中性点直接接地变压器的零序电流保护185

7.9.2 中性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

8.2.3 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 发电机定子绕组匝间短路保护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 发电机定子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 双母线保护选择性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223

第10章 继电保护装置与实现224

10.1 微机保护硬件组成224

10.2 10～35kV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

10.2.3 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230

10.3 110kV线路保护测控装置应用案例233

10.3.1 典型110kV输电线路保护装置简介233

10.3.2 典型110kV输电线路距离保护测试234

10.3.3 110kV线路保护相关二次部分简介239

10.3.4 装置应用于110kV线路的整定案例240

10.4 220kV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 第一套保护柜246

10.4.6 第二套保护柜249

10.4.7 测控柜250

10.4.8 其他户内设备251

10.4.9 220kV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

10.5 110kV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