繼電保護原理與應(yīng)用（原書第4版）

第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
作者簡介
第1章緒論1
1.1引言1
1.2典型繼電器和繼電保護系統(tǒng)4
1.3典型的電力斷路器7
1.4術(shù)語和設(shè)備編號8
1.5典型的繼電器和斷路器接線13
1.6保護系統(tǒng)的基本目標15
1.6.1可靠性16
1.6.2選擇性17
1.6.3速動性17
1.6.4簡單性18
1.6.5經(jīng)濟性18
1.6.6小結(jié)19
1.7保護系統(tǒng)的影響因素19
1.7.1經(jīng)濟性19
1.7.2主觀性因素19
1.7.3切斷和輸入裝置的位置20
1.7.4故障指示器20
1.8繼電器的分類20
1.8.1保護繼電器20
1.8.2調(diào)節(jié)繼電器21
1.8.3重合閘、同期檢查和同步繼電器21
1.8.4監(jiān)測繼電器21
1.8.5輔助繼電器21
1.8.6其他繼電器的分類21
1.9保護繼電器的性能22
1.9.1正確動作22
1.9.2誤動作22
1.9.3無結(jié)論23
1.9.4跟蹤繼電器性能23
1.10繼電保護原理23
1.11有關(guān)應(yīng)用的信息25
1.11.1系統(tǒng)配置25
1.11.2電力設(shè)備的阻抗和接線、系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)相序25
1.11.3現(xiàn)有的保護和問題26
1.11.4操作程序和實踐26
1.11.5保護系統(tǒng)設(shè)備的重要性26
1.11.6系統(tǒng)故障分析26
1.11.7最大負載和系統(tǒng)振蕩極限26
1.11.8電流和電壓互感器的位置、接線和比例26
1.11.9未來的擴展27
1.12電力行業(yè)內(nèi)的結(jié)構(gòu)變化27
1.13可靠性和保護標準28
1.13.1監(jiān)管機構(gòu)29
參考文獻30
第2章基本單位：標幺值和百分值33
2.1引言33
2.2標幺值和百分值的定義33
2.3標幺值和百分值的優(yōu)勢34
2.4電路參數(shù)之間的基本關(guān)系34
2.5基準值36
2.6阻抗標幺值和百分值之間的關(guān)系36
2.7變壓器單元的阻抗標幺值和百分值38
2.8發(fā)電機的阻抗標幺值和百分值39
2.9架空線的阻抗標幺值和百分值40
2.10標幺值（百分值）向不同基準值的轉(zhuǎn)換41
2.10.1示例：采用式（2.34）進行基準值轉(zhuǎn)換42
2.10.2示例：采用式（2.33）進行基準值轉(zhuǎn)換42
參考文獻43
第3章相量和極性44
3.1引言44
3.2相量44
3.2.1相量表示44
3.2.2正弦量相量圖45
3.2.3組合相量46
3.2.4相量圖需附電路圖46
3.2.5電流、電壓命名法46
3.2.6相量圖48
3.3三相對稱電力系統(tǒng)的電路圖和相量圖48
3.4相量旋轉(zhuǎn)和相位旋轉(zhuǎn)50
3.5極性50
3.5.1變壓器極性50
3.5.2繼電器極性52
3.6極性應(yīng)用于相故障方向判別54
3.7接地故障的方向判別：極化電壓56
3.8接地故障的方向判別：極化電流58
3.9其他類型的方向判別接線方式59
3.10方向繼電器的應(yīng)用60
3.11本章小結(jié)61
第4章對稱分量法62
4.1引言62
4.2正序分量63
4.3簡化表示法63
4.4負序分量63
4.5零序分量64
4.6通用公式64
4.7序阻抗65
4.8正序電源66
4.9序網(wǎng)絡(luò)68
4.9.1正序網(wǎng)絡(luò)68
4.9.2負序網(wǎng)絡(luò)70
4.9.3零序網(wǎng)絡(luò)71
4.9.4序網(wǎng)絡(luò)的簡化73
4.10橫向故障的序網(wǎng)連接74
4.10.1故障阻抗74
4.10.2變電站和桿塔的接地電阻75
4.10.3三相短路的序網(wǎng)連接75
4.10.4單相接地短路的序網(wǎng)連接75
4.10.5兩相短路的序網(wǎng)連接77
4.10.6兩相接地短路的序網(wǎng)連接77
4.10.7橫向故障中其他元件的序網(wǎng)連接78
4.11算例分析：圖4.16所示典型系統(tǒng)的故障計算79
4.11.1母線G處三相短路81
4.11.2母線G處單相接地短路81
4.12算例分析：自耦變壓器的故障計算82
4.13算例分析：斷相故障86
4.14算例分析：單相斷相且一側(cè)接地88
4.15縱向故障同時有其他故障89
4.16本章綜述90
4.16.1橫向故障的電壓與電流相量90
4.16.2故障時系統(tǒng)中的電壓分布91
4.16.3環(huán)網(wǎng)中單相接地時非故障相中的不平衡電流93
4.16.4不同故障條件下的電壓、電流相量95
4.17本章小結(jié)97
參考文獻98
附錄4.1短路容量與等效阻抗99
附錄4.2變壓器（組）等效阻抗與序網(wǎng)連接101
附錄4.3Y△聯(lián)結(jié)變壓器序分量的相移107
附錄4.4架空線的阻抗110
附錄4.5變壓器的零序阻抗123
第5章繼電保護的輸入源126
5.1引言126
5.2電流互感器和電壓互感器的等效電路128
5.3CT在保護系統(tǒng)中的應(yīng)用129
5.4CT在交流對稱分量上的性能130
5.4.1經(jīng)典分析方法130
5.4.2CT特性曲線分析方法131
5.4.3ANSI/IEEE標準準確度等級131
5.4.4IEC的準確度等級標準134
5.5故障時的二次側(cè)負荷134
5.6CT的選取和相故障時性能評估136
5.6.1單相設(shè)備的CT電流比136
5.6.2相過電流繼電器抽頭的選擇136
5.6.3確定二次側(cè)連接的總負荷136
5.6.4采用ANSI/IEEE標準確定CT的性能137
5.7接地繼電器的性能評估139
5.8未通電CT對性能的影響140
5.9通量和電流互感器141
5.10直流分量對CT性能的影響142
5.11總結(jié)：CT性能評估143
5.11.1由CT特性和二次側(cè)負荷引起的對稱交流電流輸入飽和143
5.11.2由一次側(cè)交流電流引起的直流補償電流導(dǎo)致的飽和144
5.12CT的剩磁和暫態(tài)過程145
5.13CT二次回路中的輔助電流互感器146
5.14保護應(yīng)用中的電壓互感器147
5.15光學(xué)傳感器148
參考文獻149
第6章保護的基本原理和基本設(shè)計原則150
6.1引言150
6.2差動原理150
6.3過電流、距離保護和保護的基本問題152
6.3.1時間方案153
6.3.2通信方案154
6.4后備保護：遠后備保護和近后備保護154
6.5基本設(shè)計原則155
6.5.1限時過電流保護155
6.5.2電流電壓速斷繼電器157
6.5.3方向傳感功率繼電器158
6.5.4極性元件158
6.5.5相間距離繼電器159
6.5.6RX圖160
6.5.7姆歐特征160
6.5.8單相姆歐元件163
6.5.9多相姆歐元件164
6.5.10其他姆歐元件165
6.5.11電抗元件167
6.6接地距離繼電器167
6.7固態(tài)微處理器繼電器168
6.8本章小結(jié)170
參考文獻170
第7章系統(tǒng)接地原理171
7.1引言171
7.2不接地系統(tǒng)171
7.3暫態(tài)過電壓174
7.4不接地系統(tǒng)的單相接地故障檢測方法175
7.4.1三相電壓互感器175
7.4.2單相電壓互感器177
7.5高阻抗接地系統(tǒng)178
7.5.1諧振接地（經(jīng)消弧線圈接地）178
7.5.2高阻接地179
7.5.3典型中性點高阻抗接地方式算例181
7.5.4通過三個配電變壓器的典型高阻抗接地算例184
7.6煤礦或者其他危險類型應(yīng)用的系統(tǒng)接地方式186
7.7低阻抗接地方式187
7.7.1典型小電阻接地系統(tǒng)的中性點電抗算例189
7.7.2典型小電阻接地系統(tǒng)的中性點電阻算例189
7.8直接（有效）接地方式190
7.8.1直接接地算例191
7.8.2直接接地系統(tǒng)中的接地故障檢測192
7.9三相系統(tǒng)的鐵磁諧振192
7.9.1配電系統(tǒng)鐵磁諧振的小結(jié)195
7.9.2高壓系統(tǒng)的鐵磁諧振195
7.10接地安全196
7.11總結(jié)和建議198
參考文獻199
第8章發(fā)電機保護/分布式發(fā)電的聯(lián)絡(luò)線保護200
8.1引言200
8.1.1發(fā)電機保護的歷史200
8.1.2大型發(fā)電機組201
8.1.3分布式發(fā)電機202
8.1.4潛在問題203
8.2發(fā)電機的連接方式和典型保護概述204
8.3發(fā)電機定子相間故障保護205
8.3.1小型發(fā)電機的差動保護(87)206
8.3.2發(fā)電機的多CT差動保護（87）206
8.3.3發(fā)電機的高阻抗電壓型差動保護208
8.3.4直連發(fā)電機差動保護示例209
8.3.5小型發(fā)電機的相間保護（未配置差動保護）210
8.3.6單元發(fā)電機的相間電流差動保護（87）210
8.4發(fā)電機變壓器組相間差動保護（87TG）212
8.5相間后備保護(51V)或(21)213
8.5.1電壓控制型或電壓制動型復(fù)壓過電流后備保護（51V）213
8.5.2相間距離后備保護（21）214
8.6負序電流后備保護214
8.7定子接地故障保護215
8.7.1接地故障保護（中性點低阻抗接地的中小型單臺發(fā)電機）215
8.7.2多臺中小型Y/△聯(lián)結(jié)發(fā)電機的接地故障保護216
8.7.3不接地發(fā)電機的接地故障保護217
8.7.4直接接地極小型發(fā)電機的接地故障保護217
8.7.5中性點高阻接地的單元接線發(fā)電機的接地故障保護（類型1b）218
繼電保護原理與應(yīng)用（原書第4版）目錄ⅩⅦⅩⅧ8.7.6高阻抗接地發(fā)電機的100%定子接地保護219
8.7.7高壓側(cè)接地故障通過耦合在中性點高阻抗接地系統(tǒng)中產(chǎn)生零序電壓V0220
8.7.8多臺直連高阻抗接地發(fā)電機的接地故障保護221
8.8擴大單元接線發(fā)電機變壓器組的接地和保護222
8.9勵磁繞組接地保護（64）223
8.10發(fā)電機停機保護223
8.11低勵磁或失磁保護（40）224
8.11.1距離繼電器（21）型失磁保護224
8.11.2無功功率型失磁保護227
8.12系統(tǒng)擾動和危險狀態(tài)下的發(fā)電機保護227
8.12.1失去原動機：發(fā)電機的電動機運行（32）227
8.12.2過勵磁：伏特/赫茲保護（24）228
8.12.3誤上電：非同步連接（67）228
8.12.4斷路器閃絡(luò)（61三相不一致保護）229
8.12.5熱過載保護（49）229
8.12.6頻率異常保護229
8.12.7過電壓保護230
8.12.8失去同步：失步保護231
8.12.9次同步振蕩231
8.13電壓互感器斷線故障232
8.14發(fā)電機的斷路器失靈保護233
8.15勵磁系統(tǒng)保護和限制器233
8.15.1勵磁系統(tǒng)接地233
8.15.2過勵磁234
8.15.3欠勵磁234
8.15.4應(yīng)用注意事項235
8.16同步調(diào)相機保護235
8.17發(fā)電機跳閘系統(tǒng)235
8.18廠站輔助系統(tǒng)236
8.19分布式電源的聯(lián)絡(luò)線保護236
8.19.1電能質(zhì)量保護238
8.19.2電力系統(tǒng)故障保護241
8.19.3分布式發(fā)電設(shè)備故障的系統(tǒng)保護243
8.19.4其他聯(lián)絡(luò)線保護注意事項243
8.19.5感應(yīng)發(fā)電機/靜態(tài)逆變器/風力發(fā)電場243
8.19.6分布式發(fā)電的實際問題246
8.20保護總結(jié)248
參考文獻249
第9章變壓器、電抗器和并聯(lián)電容器保護251
9.1變壓器保護251
9.2影響差動保護的因素253
9.3虛假差動電流253
9.3.1勵磁涌流253
9.3.2過勵磁255
9.3.3電流互感器飽和256
9.4變壓器差動保護特性256
9.5變壓器差動繼電器的應(yīng)用和接線257
9.6示例：Y△聯(lián)結(jié)的雙繞組變壓器組的差動保護接線258
9.6.1第一步：相位修正258
9.6.2第二步：CT電流比和抽頭選擇260
9.7有載分接變壓器261
9.8示例：多繞組變壓器組的差動接線262
9.9應(yīng)用輔助繞組實現(xiàn)電流平衡265
9.10差動回路中的并聯(lián)CT265
9.11變壓器差動保護的特殊連接266
9.12三相變壓器組中單相變壓器的差動保護268
9.13變壓器接地（零序）差動保護269
9.14遠方跳閘系統(tǒng)的設(shè)備270
9.14.1故障開關(guān)270
9.14.2通信通道270
9.14.3有限故障隔離裝置271
9.15變壓器非電量保護271
9.15.1氣體檢測271
9.15.2壓力突變271
9.16接地變壓器保護272
9.17帶方向繼電器的變壓器接地差動保護273
9.18調(diào)壓變壓器保護279
9.19變壓器過電流保護279
9.20變壓器過載穿越故障耐受標準279
9.21示例：變壓器過電流保護281
9.21.1工廠或類似的用戶由一臺2500kVA，12kV∶480V電壓比，阻抗為5.75%
的變壓器供電282
9.21.2設(shè)有7500kVA容量，115∶12kV電壓比，7.8%阻抗變壓器的配電網(wǎng)285
9.21.3設(shè)有12