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图书介绍


电力系统继电保护原理及应用/21世纪高等学校规划教材

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杨晓敏,王艳丽,王双文 编



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发表于2022-07-07

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出版社: 中国电力出版社
ISBN:9787508344713
版次:1
商品编码:10100189
包装:平装
开本:16开
出版时间:2006-08-01
用纸:胶版纸
页数:230
字数:343000
正文语种:中文

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具体描述

编辑推荐

  本书以几种典型的微机型保护装置为例,从结构、功能配置、定值清单及其整定、装置出口回路及端子接线等方面,对微机型保护装置作了较详细的介绍,使读者在掌握继电保护基本原理的基础上,更有助于全面了解继电保护装置,并尽快掌握其使用方法。

内容简介

  《电力系统继电保护原理及应用/21世纪高等学校规划教材》为21世纪高等学校规划教材。
  全书分为正文和附录两郎分。正文部分共分十二章,内容包括电力系统继电保护的基础知识,输配电线路相间短路的电流保护,输配电线路的接地保护,中低压线路保护测控装置举例,输电线路的距离保护,输电线路的差动保护,高压线路保护装置举例,电力变压器保护,发电机保护,发电机变压器组保护装置举例,母线保护,以及电动机和电力电容器保护。附录部分介绍了继电保护装置中常用的继电器和微机型继电保护装置的硬件结构及原理,供需要者选用。
  本书可作为高职高专发电厂及电力系统、电气工程及其自动化、供用电技术等专业教材以及电力职工培训教材,也可作为电气工程类专业本科生及电力工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

前言
第一章 电力系统继电保护的基础知识
第一节 电力系统继电保护的目的和任务
第二节 对电力系统继电保护的基本要求
第三节 继电保护的基本原理及分类
第四节 继电保护的技术实现
第五节 继电保护发展的回顾与展望
第二章 输配电线路相间短路的电流保护
第一节 电流保护及电流元件的基本概念
第二节 反映线路相间短路的电流保护
第三节 反映线路相间短路的方向电流保护
第三章 输配电线路的接地保护
第一节 中性点直接接地系统的故障分析
第二节 中性点直接接地系统中线路的接地保护
第三节 中性点非直接接地系统的故障分析
第四节 中性点非直接接地系统中线路的接地保护
第五节 小电流接地系统的接地选线装置
第四章 中低压线路保护测控装置举例
第一节 CSL一216E型线路保护测控装置的功能
第二节 CSL一216E型线路保护测控装置的硬件结构及外邗接线
第三节 CSL一216E型线路保护测控装置的出口回路
第五章 输电线路的距离保护
第一节 距离保护的基本原理
第二节 阻抗元件
第三节 影响距离保护正确工作的因素及防止措施
第四节 距离保护的整定计算
第五节 微机型距离保护
第六章 输电线路的差动保护
第一节 输电线路的纵联差动保护
第二节 输电线路的高频保护
第三节 输电线路的光纤纵差保护
第四节 平行线路横联方向差动保护
第七章 高压线路保护装置举例
第一节 CSC一103A型线路保护装置的适用范围和特点
第二节 CSC一103A型线路保护装置的功能
第三节 CSC一103A型线路保护装置的结构
第四节 CSC一103A型线路保扩装置的整定值及整定说明
第八章 电力变压器保护
第一节 概述
第二节 变压器的瓦斯保护
第三节 变压器的纵联差动保护
第四节 变压器电流速断保护
第五节 变压器相间短路的后备呆护
第六节 变压器的接地保护
第七节 变压器的其他保护
第九章 发电机保护
第一节 概述
第二节 发电机相问短路的纵联差动保护
第三节 发电机定子绕组的匝间短路保护
第四节 发电机定子绕组的单相接地保护
第五节 发电机转子回路接地保护
第六节 发电机的失磁保护
第七节 发电机的过负荷保护
第十章 发电机一变压器组保护装置举例
第一节 发电机一变压器组保护装置的配置
第二节 发电机一变压器组保护配置举例
第十一章 母线保护
第一节 母线的故障及其保护
第二节 母线保护的基本原理
第三节 微机型母线保护
第十二章 电动机和电力电容器保护
第一节 电动机的故障、不正常工作状态及其保护方式
第二节 异步电动机的保护
第三节 同步电动机的保护
第四节 微机型电动机保护装置
第五节 电力电容器的保护
附录A 继电保护装置中常用的继电器
A-1 电磁型继电器
A-2 整流型功率方向继电器
A-3 DCD一2型差动继电器
附录B 微机型继电保护装置的硬件结构及原理
B-1 微机型继电保护装置硬件基本结构
B-2 交流插件
B-3 模数转换插件
B-4 计算机插件
B-5 继电器插件
B-6 电源插件
参考文献

精彩书摘

  第五节 继电保护发展的回顾与展望
  电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,同时也随着电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展,继电保护技术不断创新,从最早、最简单的电流保护(熔断器)到目前的微机型继电保护装置,继电保护技术的发展经历了一次次的飞跃。20世纪5。年代以前的继电保护装置都是由电磁型、感应型或者电动型继电器组成的机电式保护装置;60年代出现了整流型继电保护装置;70年代出现了晶体管式继电保护装置;随着大规模集成电路的发展,80年代末集成电路保护已形成完整系列,取代了晶体管保护装置,成了静态继电保护装置的主要形式。20世纪90年代开始,我国的继电保护技术进入了微机保护的时代,微机保护装置成为继电保护装置的主要形式,是当今电力系统变电站及调度综合自动化的重要组成部分。
  继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
  1.计算机化
  随着电力工业的不断发展,继电保护装置除了具有继电保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力。与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
  2.网络化
  计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。多年来,继电保护的作用也只限于切除故障元件、缩小事故影响范围,这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。随着电力系统发展的要求及通信技术在继电保护领域应用的深入,继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统运行状态和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络连接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。实现保护装置的计算机联网将使保护装置能够得到更多的系统故障信息,提高对电力系统故障性质、故障位置判断和故障测距的准确性。总之,微机保护装置网络化可大大提高继电保护的性能及可靠性,是微机保护发展的必然趋势。
  3.智能化
  近年来,人工智能技术如神经网络、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂非线性问题,应用神经网络可迎刃而解。例如,在输电线两侧系统电动势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一个非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。显然,智能化也是微机保护发展的必然趋势。
  4.保护、控制、测量、数据通信一体化
  在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,继电保护装置实际上就是高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息,也可将自身所获得的被保护元件的任何信息传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且在正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信等功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
  为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在变电站的被保护设备旁边,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆;若用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用。TA和OTV的情况下,保护装置应放在距。TA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到保护、控制、测量、数据通信一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断,另一方面用作测量,通过网络送到主控室。主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。可见,保护、控制、测量、数据通信一体化是微机保护发展的必然趋势。
  第二章 输配电线路相间短路的电流保护
  第一节 电流保护及电流元件的基本概念
  一、电流保护
  电力系统正常运行时,发电机、变压器、输配电线路(简称线路)等一次电气设备中流过的是负荷电流;电力系统中发生短路故障时,流过故障设备的电流会增大为短路电流;即使电气设备没有发生短路故障,但如果设备在运行过程中所带的负荷过重,电流也会增大。利用这个特点,可以通过测量电流的大小来反映一次电气设备的故障或异常运行情况。这种通过反映电流增大动作,从而将故障设备从电力系统中切除或发出告警信息的保护称为电流保护。在发电机、变压器、线路、电动机、电容器等电气设备上,一般都配置有电流保护。
  由于被保护电气设备的不同、故障类型的不同、对保护的要求不同等原因,电流保护又有不同的分类方法。例如,根据被保护电气设备的不同可分为发电机的电流保护、变压器的电流保护、线路的电流保护等;根据所反映故障类型的不同可分为反映相间短路故障的电流保护、反映接地故障的零序电流保护、反映不对称故障的负序电流保护、反映电气设备过负荷的过负荷电流保护等;根据对保护的要求不同可分为要求保护能快速动作的电流速断保护、要求保护的动作时限不随电流大小变化的定时限过电流保护、要求保护的动作时限随电流增大而缩短的反时限过电流保护等。
  二、电流元件
  1.电流元件的作用
  在各种电流保护中,一般均采用电流元件来反映电流的大小,当流过保护装置的电流大到一定程度时,电流元件就会驱动电流保护动作,这时也称电流元件动作了。在由各种继电器构成的机电型电流保护装置中,采用电流继电器作为电流元件。在微机型电流保护装置中,电流元件是将输入的电流量,经过保护装置的电平转换、模/数转换、运算处理后,按照设定的规则进行判断的一段计算程序。电流元件的硬件与其他保护功能元件兼容,没有明显独立的结构。电流元件不仅在电流保护中被作为测量元件,还可以在其他保护中作为启动保护装置的启动元件。
  2.动作电流、返回电流及返回系数
  一般把能使电流元件动作的最小电流称为该电流元件的动作电流。也就是说,只有当流过保护装置的电流大于等于电流元件的动作电流时,该电流元件才可以动作。电流元件动作以后,如果流过该保护装置的电流减小了,那么当电流减小到一定程度后,电流元件会自动返回。一般把能使电流元件返回的最大电流称为该电流元件的返回电流。当电流保护的电流元件返回后,该电流保护也将复归。电流元件的返回电流应小于动作电流,一般把电流元件返回电流与动作电流的比值。
  ……

前言/序言

  变电站综合自动化技术、微机型继电保护装置已经在电力系统中广泛采用。因此,本书在较为全面、系统地阐述继电保护基本原理的基础上,参照新型继电保护装置的产品说明书,将微机型继电保护的原理及新技术融汇、贯穿在各个章节中;本书增添了保护屏、保护装置机箱、保护装置内部插件及外部结构、继电器等的图片,从而使初学者对继电保护装置有一个直观的认识。本书以几种典型的微机型保护装置为例,从结构、功能配置、定值清单及其整定、装置出口回路及端子接线等方面,对微机型保护装置作了较详细的介绍,使读者在掌握继电保护基本原理的基础上,更有助于全面了解继电保护装置,并尽快掌握其使用方法。考虑到高职高专的培养对象及目标,作为高职高专教材,本书尽量避免了烦琐的理论推导。
  全书分为正文和附录两部分。正文部分共分十二章。第一章电力系统继电保护的基础知识,第二章输配电线路相间短路的电流保护,第三章输配电线路的接地保护,第四章中低压线路保护测控装置举例,第五章输电线路的距离保护,第六章输电线路的差动保护,第七章高压线路保护装置举例,第八章电力变压器保护,第九章发电机保护,第十章发电机变压器组保护装置举例,第十一章母线保护,第十二章电动机和电力电容器保护。
  附录部分分为附录A和附录B。其中:附录A介绍了几种继电保护装置中常用的继电器;附录B介绍了微机型继电保护装置的硬件结构及原理。考虑到一些发电厂的老机组和部分变电站,仍采用有机电型保护装置;各种微机型继电保护装置的硬件结构及原理,与变电站综合自动化系统中各保护测控单元基本相同或已融为一体,这部分内容也可放在“变电站综合自动化”课程中讲授。因此,将这两部分内容放在附录中,供需要者选用。
  本书的特点是内容较为全面,叙述力求简明扼要、通俗易懂,图文并茂且实用性强,可作为高职高专发电厂及电力系统、电气工程及其自动化、供用电技术等专业教材以及电力职工培训教材,也可作为电气工程类专业本科生及电力工程技术人员的参考书。
  参加本书编写的有郑州电力高等专科学校杨晓敏(第二、四、六、十章和附录B)、王艳丽(第一、五、八、九章)、王双文(第三、十二章和附录A),河南省电力公司郑州供电公司杨光(第七章),大唐信阳华豫发电有限责任公司王杰(第十一章)。由杨晓敏担任主编、统稿。本书由华北电力大学张举教授担任主审,在审阅过程中提出了许多宝贵的意见和建议。在此,对张举教授的赐教致以诚挚的谢意。
  在本书编写过程中得到了河南省电力勘测设计院周春晓、常吉叶教授级高工,郑州电力高等专科学校朱晓山副教授,河南省电力公司郑州供电公司李川高级技师,河南省电力公司濮阳供电公司丁伟红技师以及北京四方继保自动化有限公司的大力支持,在此向他们表示衷心的感谢;对于本书末所附参考文献的作者,表示衷心的感谢;对于有关厂家产品说明书的作者同样表示衷心的感谢。
  由于编者水平有限,时间仓促,书中难免存在缺点、错误,敬请读者提出宝贵意见。
  编者
  2006年4月于郑州
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