配电网保护

书籍目录

译者序

原书第3版序

原书第2版序

原书第1版序和感谢

第1章 绪论 1

1.1 概况 1

1.2 电力系统基础知识 1

1.3 保护要求 3

1.4 保护范围 4

1.5 主保护和后备保护 5

1.5.1 主保护 5

1.5.2 后备保护 5

1.6 方向保护 6

1.7 习题 7

第2章 短路电流的计算 9

2.1 短路电流计算模型 9

2.1.1 系统阻抗影响 9

2.1.2 旋转电机的影响 11

2.1.3 故障种类 12

2.1.4 故障电流计算 13

2.2 计算短路电流的方法 15

2.2.1 各序网络的构建和重要性 18

2.2.2 使用对称分量法进行不对称故障计算 20

2.2.3 电力系统等效阻抗 20

2.3 保护系统的电流和电压信号 21

2.4 用计算机进行故障计算 22

第3章 继电器的类别和功能 24

3.1 分类 24

3.1.1 按结构分类 24

3.1.2 按输入信号分类 24

3.1.3 按功能分类 24

3.1.4 电气设备的国际分类 25

3.2 电磁继电器 26

3.2.1 吸引继电器 26

3.2.2 带移动线圈的继电器 27

3.2.3 感应继电器 27

3.3 保护继电器的发展 31

3.4 数字保护 31

3.4.1 概述 31

3.4.2 数字继电器的特点 31

3.4.3 数字继电器的典型结构 32

3.4.4 数字继电器的标准功能 33

3.5 继电器供电 34

第4章 电流互感器和电压互感器 35

4.1 电压互感器 35

4.1.1 等效电路 35

4.1.2 误差 35

4.1.3 负载 36

4.1.4 电压互感器的选择 37

4.1.5 电容式电压互感器 37

4.2 电流互感器 39

4.2.1 等效电路 39

4.2.2 误差 40

4.2.3 交流饱和 41

4.2.4 负载 41

4.2.5 电流互感器的选择 44

4.2.6 ANSI标准定义的准确级 45

4.2.7 直流饱和 46

4.2.8 使用电流互感器的注意事项 47

第5章 过电流保护 49

5.1 简述 49

5.2 过电流继电器种类 49

5.2.1 固定电流值继电器 49

5.2.2 定时限/定电流继电器或定时限继电器 51

5.2.3 反时限继电器 52

5.3 过电流继电器整定 52

5.3.1 速断单元整定 52

5.3.2 保护变电站间连接线路的速断单元覆盖范围 53

5.3.3 延时过电流继电器参数整定 54

5.4 继电器配合的限制条件 58

5.4.1 最小短路电流水平 58

5.4.2 发热限制 59

5.4.3 启动电流值 61

5.5 与Dy联结变压器的配合 69

5.5.1 三相短路故障 70

5.5.2 相间短路故障 70

5.5.3 单相接地故障 71

5.6 与熔断器的配合 78

5.7 与负序单元的配合 78

5.8 带电压控制的过电流继电器 79

5.9 用软件技术设置过电流继电器 80

5.10 数字继电器中数字逻辑的使用 81

5.10.1 简述 81

5.10.2 数字逻辑基础 81

5.10.3 逻辑关系图 82

5.11 群组整定变化的适应性保护 84

5.12 习题 85

第6章 熔断器、重合闸和分段器 89

6.1 设备 89

6.1.1 重合闸 89

6.1.2 分段器 92

6.1.3 熔断器 92

6.2 配电系统的时间/电流设备的配合原则 94

6.2.1 熔断器-熔断器的配合 95

6.2.2 重合闸-熔断器的配合 95

6.2.3 重合闸-重合闸的配合 98

6.2.4 重合闸-继电器的配合 98

6.2.5 重合闸-分段器的配合 99

6.2.6 重合闸-分段器-熔断器的配合 99

第7章 方向过电流继电器 102

7.1 结构 102

7.2 动作原则 103

7.3 继电器的连接 103

7.3.1 30°连接（0°AMT） 103

7.3.2 60°连接（0°AMT） 104

7.3.3 90°连接（30°AMT） 105

7.3.4 90°连接（45°AMT） 105

7.4 接地故障方向继电器 106

7.5 速断单元的配合 111

7.6 方向过电流延时继电器的整定 114

7.6.1 启动电流整定 114

7.6.2 时间刻度整定 114

7.7 习题 119

第8章 差动保护 121

8.1 概述 121

8.2 差动保护的分类 123

8.3 变压器差动保护 123

8.3.1 基本因素 124

8.3.2 CT的选择和连接 125

8.3.3 接地故障时差动继电器保护的绕组的百分比 130

8.3.4 确定斜率 131

8.3.5 电力变压器中的故障电流分布 132

8.4 发电机和旋转电机的差动保护 134

8.5 线路差动保护 137

8.6 母线差动保护 138

8.6.1 多个制动线圈的差动保护系统 138

8.6.2 高阻抗差动系统 138

8.7 习题 140

第9章 距离保护 142

9.1 概述 142

9.2 距离继电器的种类 142

9.2.1 阻抗继电器 144

9.2.2 方向继电器 146

9.2.3 感抗继电器 147

9.2.4 姆欧继电器 148

9.2.5 完全极化的姆欧继电器 149

9.2.6 透镜特性的继电器 150

9.2.7 多边形特性的继电器 150

9.2.8 混合特性继电器 150

9.3 整定距离继电器的保护范围和动作时间 151

9.4 距离继电器馈入电流的影响 154

9.5 距离保护中的弧阻影响 158

9.6 剩余补偿 159

9.7 距离继电器测得的阻抗 159

9.7.1 相单元 159

9.7.2 接地故障单元 160

9.8 电力系统振荡 160

9.9 距离继电器的有效保护范围 163

9.10 最大负载检查 164

9.10.1 姆欧继电器 164

9.10.2 多边形特性的继电器 165

9.11 画出继电器整定值 165

9.12 联锁脱扣 174

9.12.1 欠范围直接脱扣 174

9.12.2 允许的欠范围联锁脱扣 174

9.12.3 允许的超范围联锁脱扣 175

9.13 在串联补偿线路中的距离继电器 175

9.14 在T形回路中距离保护的考虑因素 177

9.14.1 两个端口有馈入电流的T形回路 177

9.14.2 所有三个端口都有馈入电流的T形回路 179

9.15 采用距离继电器发现发电机励磁故障 179

9.16 习题 181

第10章 工业系统的保护 184

10.1 保护设备 184

10.1.1 过电流继电器 184

10.1.2 普通断路器和塑壳断路器的直接动作器件 184

10.1.3 热继电器、接触器和熔断器组合使用 184

10.2 电机相关过电流保护的整定原则 185

10.2.1 热继电器 185

10.2.2 低压断路器 186

第11章 工业负载切除系统 194

11.1 失电后的系统运行 194

11.2 自动减载系统的设计 195

11.2.1 简单发电机模型 195

11.2.2 建立减载系统的参数 195

11.3 整定频率继电器的原则 196

11.3.1 动作时间 196

11.3.2 确定频率波动 197

11.4 计算和整定某工厂的频率继电器的案例 197

11.4.1 过载计算 197

11.4.2 需要切除的负载 197

11.4.3 频率水平 197

11.4.4 负载切除阶段 197

11.4.5 确定频率继电器整定值 199

11.4.6 动作的验证 201

第12章 保护方案和变电站设计图 204

12.1 保护方案 204

12.1.1 发电机保护 204

12.1.2 电动机保护 205

12.1.3 变压器保护 209

12.1.4 线路保护 212

12.2 变电站设计图 213

12.2.1 单线图 214

12.2.2 变电站布置图 214

12.2.3 交流连接图 215

12.2.4 直流连接图 215

12.2.5 接线图 216

12.2.6 逻辑图 216

12.2.7 电缆列表 216

第13章 电力系统自动化的通信网络 218

13.1 IEC 61850概述 219

13.2 IEC 61850的内容和特点 220

13.3 系统配置语言 224

13.4 IEC 61850设备测试的问题 225

13.5 GOOSE信息的配置和验证 227

13.5.1 系统配置 229

13.5.2 系统验证试验 229

13.6 变电站IT网络 229

13.7 过程总线 230

第14章 保护系统的安装、测试和维护 231

14.1 保护设备的安装 231

14.2 测试保护方案 232

14.2.1 工厂测试 233

14.2.2 安装前测试 233

14.2.3 周期性维护 237

14.3 安装数字保护 238

14.3.1 设置参数 238

14.3.2 运行测试 239

附录 习题答案 242

参考文献 277

作者简介

本书内容广泛，详细介绍了配电网络保护的理论和主要方法，并结合当前配电网络的最新发展趋势，对数字继电器、电力系统自动化的通信网络等进行了讨论。本书共14章，覆盖了电力系统配电网的各个部分：第1～3章介绍了继电保护的基本原理；第4～9章详细探讨了配电网中各种继保的整定方法和配合；第10、11章着重介绍了工业系统的保护；第12章主要讨论了变电站的保护方案；第13章则介绍了最新的电力系统通信协议标准IEC61850；14章主要介绍了系统的保护的安装、测试和维护。本书可供国内供电企业、科研部门从事配电网络保护设计的工程技术人员和科研人员使用，也可作为高等院校相关专业大学生、研究生、老师的参考用书。

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