繼電保護原理與應用（原書第4版）


	《繼電保護原理與應用（原書第4版）》的內容十分豐富，涵蓋了從故障分析的基本方法，到電力系統發電機、變壓器、母線、輸電線路、電抗器等多種元件的保護技術，以及微機保護、變電站自動化、繼電保護性能提升等繼電保護專業的多個方面。全書沒有繁瑣冗長的數學推導和理論計算，而是採用平實的敘述、豐富的實例與圖表，為讀者構建了一個完整而清晰的繼電保護專業技術體系。《繼電保護原理與應用（原書第4版）》非常適合繼電保護專業的工程師和技術人員在工作中參考使用，也可作為大學水準課程的實踐教材使用。



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	目錄第4版前言第3版前言第2版前言版前言作者簡介第1章緒論1 1.1引言1 1. 2典型繼電器和繼電保護系統4 1.3典型的電力斷路器7 1.4術語和設備編號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經濟性18 1.6.6小結19 1.7保護系統的影響因素19 1.7.1經濟性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調節繼電器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無結論2 3 1.9.4跟蹤繼電器性能2 3 1.10繼電保護原理2 3 1.11有關應用的資訊25 1.11.1系統組態25 1.11. 2電力設備的阻抗和接線、系統頻率、系統電壓和系統相序25 1.11.3現有的保護和問題26 1.11.4操作程式和實踐26 1.11.5保護系統設備的重要性26 1.11.6系統故障分析26 1.11.7最大負載和系統振盪極限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電力行業內的結構變化27 1.13可靠性和保護標準28 1.13.1監管機構29 參考文獻30 第2章基本單位：標麼值和百分值33 2.1引言33 2. 2標麼值和百分值的定義33 2.3標麼值和百分值的優勢34 2.4電路參數之間的基本關係34 2.5基準值36 2.6阻抗標麼值和百分值之間的關係36 2.7變壓器單元的阻抗標麼值和百分值38 2.8發電機的阻抗標麼值和百分值39 2.9架空線的阻抗標麼值和百分值40 2.10標麼值（百分值）向不同基準值的轉換41 2.10.1示例：採用式（2.34）進行基準值轉換42 2.10. 2示例：採用式（2.33）進行基準值轉換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的電路圖和相量圖48 3.4相量旋轉和相位旋轉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極性應用於相故障方向判別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方向繼電器的應用60 3.11本章小結61 第4章對稱分量法62 4.1引言62 4. 2正序分量63 4.3簡化標記法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序網路68 4.9.1正序網路68 4.9. 2負序網路70 4.9.3零序網路71 4.9.4序網路的簡化73 4.10橫向故障的序網連接74 4.10.1故障阻抗74 4.10. 2變電站和杆塔的接地電阻75 4.10.3三相短路的序網連接75 4.10.4單相接地短路的序網連接75 4.10.5兩相短路的序網連接77 4.10.6兩相接地短路的序網連接77 4.10.7橫向故障中其他元件的序網連接78 4.11算例分析：圖4.16所示典型系統的故障計算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故障時系統中的電壓分佈91 4.16.3環網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）等效阻抗與序網連接101 附錄4.3Y△聯結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在保護系統中的應用129 5.4CT在交流對稱分量上的性能130 5.4.1經典分析方法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故障時的二次側負荷134 5.6CT的選取和相故障時性能評估136 5.6.1單相設備的CT電流比136 5.6. 2相過電流繼電器抽頭的選擇136 5.6.3確定二次側連接的總負荷136 5.6.4採用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：CT性能評估143 5.11.1由CT特性和二次側負荷引起的對稱交流電流輸入飽和143 5.11. 2由一次側交流電流引起的直流補償電流導致的飽和144 5.12CT的剩磁和暫態過程145 5.13CT二次回路中的輔助電流互感器146 5.14保護應用中的電壓互感器147 5.15光學感測器148 參考文獻149 第6章保護的基本原理和基本設計原則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後備保護：遠後備保護和近後備保護154 6.5基本設計原則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姆歐特徵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固態微處理器繼電器168 6.8本章小結170 參考文獻170 第7章系統接地原理171 7.1引言171 7.不接地系統171 7.3暫態過電壓174 7.4不接地系統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178 7.5.1諧振接地（經消弧線圈接地）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用的系統接地方式186 7.7低阻抗接地方式187 7.7.1典型小電阻接地系統的中性點電抗算例189 7.7. 2典型小電阻接地系統的中性點電阻算例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直接接地系統中的接地故障檢測192 7.9三相系統的鐵磁諧振192 7.9.1配電系統鐵磁諧振的小結195 7.9. 2高壓系統的鐵磁諧振195 7.10接地安全196 7.11總結和建議198 參考文獻199 第8章發電機保護/分散式發電的聯絡線保護200 8.1引言200 8.1.1發電機保護的歷史200 8.1. 2大型發電機組201 8.1.3分散式發電機202 8.1.4潛在問題203 8. 2發電機的連接方式和典型保護概述204 8.3發電機定子相間故障保護205 8.3.1小型發電機的差動保護(87) 206 8.3. 2發電機的多CT差動保護（87）206 8.3.3發電機的高阻抗電壓型差動保護208 8.3.4直連發電機差動保護示例209 8.3.5小型發電機的相間保護（未配置差動保護）210 8.3.6單元發電機的相間電流差動保護（87）210 8.4發電機變壓器組相間差動保護（87TG）212 8.5相間後備保護(51V)或(21) 213 8.5.1電壓控制型或電壓制動型複壓過電流後備保護（51V）213 8.5. 2相間距離後備保護（21）214 8.6負序電流後備保護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台發電機）215 8.7. 2多台中小型Y/△聯結發電機的接地故障保護216 8.7.3不接地發電機的接地故障保護217 8.7.4直接接地極小型發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電機的接地故障保護（類型1b）218 繼電保護原理與應用（原書第4版）目錄ⅩⅦⅩⅧ8.7.6高阻抗接地發電機的100%定子接地保護219 8.7.7高壓側接地故障通過耦合在中性點高阻抗接地系統中產生零序電壓V0220 8.7.8多台直連高阻抗接地發電機的接地故障保護221 8.8擴大單元接線發電機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系統擾動和危險狀態下的發電機保護227 8.12.1失去原動機：發電機的電動機運行（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（61三相不一致保護）229 8. 12.5熱超載保護（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次同步振盪231 8.13電壓互感器斷線故障232 8.14發電機的斷路器失靈保護233 8.15勵磁系統保護和限制器233 8.15.1勵磁系統接地233 8.15. 2過勵磁234 8.15.3欠勵磁234 8.15.4應用注意事項235 8.16同步調相機保護235 8.17發電機跳閘系統235 8.18廠站輔助系統236 8.19分散式電源的聯絡線保護236 8.19.1電能品質保護238 8.19. 2電力系統故障保護241 8.19.3分散式發電設備故障的系統保護243 8.19.4其他聯絡線保護注意事項243 8.19.5感應發電機/靜態逆變器/風力發電場243 8.19.6分散式發電的實際問題246 8. 20保護總結248 參考文獻249 第9章變壓器、電抗器和並聯電容器保護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勵磁湧流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用和接線257 9.6示例：Y△聯結的雙繞組變壓器組的差動保護接線258 9.6.122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應用輔助繞組實現電流平衡265 9.10差動回路中的並聯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遠方跳閘系統的設備270 9.14.1故障開關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調壓變壓器保護279 9.19變壓器過電流保護279 9. 20變壓器超載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台2500kVA，12kV∶480V電壓比，阻抗為5.75% 的變壓器供電282 9. 21. 2設有7500kVA容量，115∶12kV電壓比，7.8%阻抗變壓器的配電網285 9. 21.3設有12