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第1章　绪论1

1.1 电力系统继电保护的作用1

1.2　继电保护装置的构成及对它的基本要求2

1.3　电力系统自动控制的内容及控制方式4

1.3.1　电力系统自动控制的主要内容4

1.3.2　电力系统的分层控制方式6

思考题和习题8

第2章　电网的电流保护9

2.1 电流继电器和辅助继电器9

2.1.1　电流继电器9

2.1.2　辅助继电器11

2.2　单侧电源网络相间短路的电流保护13

2.2.1　电流速断保护13

2.2.2　限时电流速断保护16

2.2.3　定时限过电流保护17

2.2.4　电流保护的接线方式20

2.3　多侧电源网络相间短路的方向性电流保护21

2.3.1　多侧电源网络相间短路采用电流保护存在的问题21

2.3.2　方向性电流保护的工作原理21

2.3.3　功率方向继电器22

2.3.4　相间短路功率方向继电器的接线方式26

2.3.5　双侧电源网络中电流保护整定的特点27

2.4　中性点直接接地电网的接地保护29

2.4.1　中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点29

2.4.2　零序分量过滤器30

2.4.3　三段式零序电流保护32

2.4.4　方向性零序电流保护34

2.5 中性点非直接接地电网的单相接地保护35

2.5.1　中性点不接地电网中单相接地故障的特点和保护方式35

2.5.2　中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点与保护方式38

思考题和习题41

第3章　电网的距离保护42

3.1　距离保护的作用原理42

3.2　阻抗继电器42

3.2.1　构成阻抗继电器的基本原则42

3.2.2　不同特性阻抗继电器动作方程的推导43

3.2.3　阻抗继电器的实现方法50

3.2.4　阻抗继电器的精确工作电流52

3.2.5　方向性继电器的“死区”及消除方法53

3.3　阻抗继电器的接线方式55

3.3.1　对接线方式的基本要求55

3.3.2　相间短路阻抗继电器的0°接线方式55

3.3.3　接地短路阻抗继电器的零序电流补偿接线方式56

3.4　距离保护的构成和整定计算原则57

3.4.1　距离保护的构成57

3.4.2　距离保护的整定计算原则58

3.5　影响距离保护工作的因素60

3.5.1　短路点过渡电阻对距离保护的影响61

3.5.2　电力系统振荡对距离保护的影响62

思考题和习题68

第4章　数字式保护及控制装置基础70

4.1　数字式保护及控制装置的特点70

4.2　数字式保护及控制装置的硬件原理70

4.3　数字式保护及控制装置的软件流程75

4.4　数字式保护及控制装置的算法78

思考题和习题83

第5章 自动并列装置及自动重合闸84

5.1 自动并列的意义和方式84

5.2　准同期并列条件的分析85

5.2.1　准同期并列的条件85

5.2.2　准同期并列条件的分析及整定86

5.3 自动准同期装置的基本原理90

5.3.1 自动准同期装置的功能90

5.3.2　自动准同期装置的构成90

5.3.3　准同期并列合闸信号90

5.3.4　恒定越前时间并列装置的控制逻辑92

5.4　数字式自动准同期并列装置93

5.4.1　数字式自动准同期并列装置的软件流程93

5.4.2　电压差的检测及控制94

5.4.3　频率差的检测及控制96

5.4.4　越前时间的整定和合闸脉冲的形成98

5.5 自动重合闸的作用及对其基本要求102

5.6　三相自动重合闸103

5.6.1　单侧电源线路的三相一次自动重合闸103

5.6.2　双侧电源线路的三相一次自动重合闸105

5.6.3　重合闸与继电保护的配合107

5.7　单相自动重合闸和综合重合闸108

5.7.1　单相自动重合闸109

5.7.2　综合重合闸简介111

思考题和习题112

第6章　输电线路纵联保护113

6.1　纵联保护的基本原理和分类113

6.2　纵联保护通道的构成原理及传送信号的分类113

6.2.1　电力线载波通道113

6.2.2　微波通道114

6.2.3　光纤通道115

6.2.4　导引线通道116

6.2.5　电力线载波纵联保护传送信号的分类116

6.3　纵联方向比较保护116

6.3.1　高频闭锁负序方向保护116

6.3.2　高频闭锁距离保护118

6.4　纵联差动保护119

6.4.1　纵联电流差动保护119

6.4.2　纵联相差保护123

思考题和习题128

第7章　电力变压器保护及母线保护129

7.1　电力变压器的保护方式129

7.2　变压器的纵联差动保护129

7.2.1　变压器纵联差动保护的基本原理和构成原则129

7.2.2　变压器纵联差动保护的特点130

7.2.3　变压器纵联差动保护的整定计算原则134

7.2.4　具有比率制动特性的差动继电器135

7.3　变压器相间短路的后备保护137

7.3.1　过电流保护137

7.3.2　低电压启动的过电流保护137

7.3.3　复合电压启动的过电流保护138

7.3.4　负序过电流保护139

7.4　变压器的接地保护139

7.5　变压器的过励磁保护142

7.6　母线保护和断路器失灵保护简介143

7.6.1　母线保护简介143

7.6.2　断路器失灵保护简介144

思考题和习题145

第8章　发电机励磁自动控制及保护146

8.1　同步发电机自动励磁控制系统146

8.1.1　励磁控制系统的任务146

8.1.2　励磁控制系统的方式150

8.1.3　对励磁控制系统的基本要求154

8.2　励磁系统中的整流电路155

8.2.1　三相桥式不可控整流电路155

8.2.2　三相桥式全控整流电路156

8.3 自动励磁调节装置原理及工作特性160

8.3.1　励磁调节器的工作原理与特性160

8.3.2　并联运行机组间的无功功率分配166

8.4　数字式自动励磁调节器的工作原理168

8.4.1　数字式自动励磁调节器的软件流程168

8.4.2　电气量测量和调节算法169

8.4.3　数字移相脉冲171

8.4.4　自动励磁限制控制172

8.5　发电机的保护方式174

8.6　发电机的纵联差动保护176

8.6.1　发电机纵联差动保护的原理接线和整定原则176

8.6.2　发电机的不完全纵联差动保护177

8.6.3　具有标积制动特性的发电机纵联差动保护177

8.7　发电机定子绕组的匝间短路保护178

8.7.1　横联差动电流保护178

8.7.2　反应转子回路二次谐波电流的匝间短路保护179

8.7.3　反应纵向零序电压的匝间短路保护181

8.8　发电机的单相接地保护182

8.8.1　发电机定子绕组单相接地的特点182

8.8.2　利用零序电流构成的定子接地保护183

8.8.3　利用零序电压构成的定子接地保护184

8.8.4　100％定子接地保护简介184

8.9　发电机的负序过电流保护185

8.9.1　负序过电流保护的作用185

8.9.2　反时限负序过电流保护185

8.10　发电机的励磁回路接地保护186

8.10.1　外加电压方式的一点接地保护187

8.10.2　直流电桥式的一点接地保护187

8.10.3　励磁回路两点接地保护188

8.11 同步发电机的失磁保护188

8.11.1　发电机失磁运行及其产生的影响188

8.11.2　发电机失磁保护的阻抗判据189

8.11.3　失磁保护的辅助判据190

思考题和习题190

第9章　电力系统频率及有功功率的自动调节192

9.1　概述192

9.1.1　频率及有功功率调节的意义192

9.1.2　电力系统频率及有功功率的分层控制192

9.2　电力系统的自动调频方法193

9.2.1　概述193

9.2.2　单区域系统的自动调频方法195

9.2.3　联合电力系统的自动调频方法199

9.3　电力系统频率调节系统的动态特性201

9.3.1　调节系统的传递函数201

9.3.2　频率调节系统的动态特性206

9.4　电力系统有功功率经济分配控制209

9.4.1　发电设备的经济特性210

9.4.2　等微增率准则210

9.4.3　考虑网络损耗的负荷经济分配212

9.5　电力系统自动发电控制213

9.5.1 自动发电控制的控制过程213

9.5.2　AGC的控制模式和软件流程213

思考题和习题215

第10章　其他安全自动控制装置简介216

10.1　自动低频减载216

10.1.1　频率变化的动态特性216

10.1.2 自动低频减载装置的工作原理218

10.2　备用电源自动投入及厂用电快速切除221

10.2.1　概述221

10.2.2　对备用电源自动投入装置的基本要求222

10.2.3　典型备用电源自动投入装置及参数整定223

10.2.4　厂用电快速切除225

10.3　其他安全自动控制装置228

思考题和习题229

参考文献231