電力系統(tǒng)保護與控制

前言

　　繼電保護和自動控制是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的發(fā)展，繼電保護和自動控制技術進入了數(shù)字化、網(wǎng)絡化階段。同時，隨著高等院校教學計劃的修訂，許多院校原有的“電力系統(tǒng)繼電保護原理”課程和“電力系統(tǒng)自動裝置原理”課程合二為一，成為“電力系統(tǒng)保護與控制”課程。為了順應電力系統(tǒng)繼電保護和自動控制技術的發(fā)展和高等院校課程改革的需要，編者編寫了本書。　　在編寫過程中，吸取了天津大學賀家李、宋從矩合編的《電力系統(tǒng)繼電保護原理》前三版教材的教學經(jīng)驗，立足基本原理和基本概念，力求反映當前電力系統(tǒng)的現(xiàn)場實際應用情況，體現(xiàn)原理和技術的現(xiàn)代化，突出漸進性和可讀性?！　⊥ㄟ^本書的學習，學生將獲得電力系統(tǒng)保護與控制的基本理論知識、基本分析方法和基本實驗技能，學會用辯證統(tǒng)一的思想分析、解決問題，為畢業(yè)后繼續(xù)深造或從事與電氣工程相關的工作打下堅實的基礎。

內(nèi)容概要

　　《電力系統(tǒng)保護與控制》系統(tǒng)闡述了電九系統(tǒng)繼電保護及自動控制的原理和裝置。內(nèi)容包括：電力系統(tǒng)的電流保護，距離保護，縱聯(lián)保護，發(fā)電機和變壓器的保護，自動并列和重合閘裝置，勵磁自動控制和自動調(diào)頻等裝置的作用、原理、構成和分析方法。在對每種裝置的闡述中，重點介紹微機型的構成方法?！峨娏ο到y(tǒng)保護與控制》配有課件，可供教師免費使用?！　　峨娏ο到y(tǒng)保護與控制》可作為高等院校電氣工程及其自動化、電氣工程等專業(yè)的本科生教材及相關專業(yè)研究生的教學參考書，還可供從事電力系統(tǒng)繼電保護和自動控制的工程技術人員參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用1.2 繼電保護裝置的構成及對它的基本要求1.3 電力系統(tǒng)自動控制的內(nèi)容及控制方式1.3.1 電力系統(tǒng)自動控制的主要內(nèi)容1.3.2 電力系統(tǒng)的分層控制方式思考題和習題第2章 電網(wǎng)的電流保護2.1 電流繼電器和輔助繼電器2.1.1 電流繼電器2.1.2 輔助繼電器2.2 單側(cè)電源網(wǎng)絡相問短路的電流保護2.2.1 電流速斷保護2.2.2 限時電流速斷保護2.2.3 定時限過電流保護2.2.4 電流保護的接線方式2.3 多側(cè)電源網(wǎng)絡相問短路的方向性電流保護2.3.1 多側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路采用電流保護存在的問題2.3.2 方向性電流保護的工作原理2.3.3 功率方向繼電器2.3.4 相間短路功率方向繼電器的接線方式2.3.5 雙側(cè)電源網(wǎng)絡中電流保護整定的特點2.4 中性點直接接地電網(wǎng)的接地保護2.4.1 中性點直接接地電網(wǎng)接地短路時零序分量的特點2.4.2 零序分量過濾器2.4.3 三段式零序電流保護2.4.4 方向性零序電流保護2.5 中性點非直接接地電網(wǎng)的單相接地保護2.5.1 中性點不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點和保護方式2.5.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點與保護方式思考題和習題第3章 電網(wǎng)的距離保護3.1 距離保護的作用原理3.2 阻抗繼電器3.2.1 構成阻抗繼電器的基本原則3.2.2 不同特性阻抗繼電器動作方程的推導3.2.3 阻抗繼電器的實現(xiàn)方法3.2.4 阻抗繼電器的精確工作電流3.2.5 方向性繼電器的“死區(qū)”及消除方法3.3 阻抗繼電器的接線方式3.3.1 對接線方式的基本要求3.3.2 相間短路阻抗繼電器的O。接線方式3.3.3 接地短路阻抗繼電器的零序電流補償接線方式3.4 距離保護的構成和整定計算原則3.4.1 距離保護的構成3.4.2 距離保護的整定計算原則3.5 影響距離保護工作的因素3.5.1 短路點過渡電阻對距離保護的影響3.5.2 電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響思考題和習題第4章 數(shù)字式保護及控制裝置基礎4.1 數(shù)字式保護及控制裝置的特點4.2 數(shù)字式保護及控制裝置的硬件原理4.3 數(shù)字式保護及控制裝置的軟件流程4.4 數(shù)字式保護及控制裝置的算法思考題和習題第5章 自動并列裝置及自動重合閘5.1 自動并列的意義和方式5.2 準同期并列條件的分析5.2.1 準同期并列的條件5.2.2 準同期并列條件的分析及整定5.3 自動準同期裝置的基本原理5.3.1 自動準同期裝置的功能5.3.2 自動準同期裝置的構成5.3.3 準同期并列合閘信號5.3.4 恒定越前時間并列裝置的控制邏輯5.4 數(shù)字式自動準同期并列裝置5.4.1 數(shù)字式自動準同期并列裝置的軟件流程5.4.2 電壓差的檢測及控制5.4.3 頻率差的檢測及控制5.4.4 越前時間的整定和合閘脈沖的形成5.5 自動重合閘的作用及對其基本要求5.6 三相自動重合閘5.6.1 單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘5.6. 2雙側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘5.6.3 重合閘與繼電保護的配合5.7 單相自動重合閘和綜合重合閘5.7.1 單相自動重合閘5.7.2 綜合重合閘簡介思考題和習題第6章 輸電線路縱聯(lián)保護6.1 縱聯(lián)保護的基本原理和分類6.2 縱聯(lián)保護通道的構成原理及傳送信號的分類6.2.1 電力線載波通道6.2.2 微波通道6.2.3 光纖通道6.2.4 導引線通道6.2.5 電力線載波縱聯(lián)保護傳送信號的分類6.3 縱聯(lián)方向比較保護6.3.1 高頻閉鎖負序方向保護6.3.2 高頻閉鎖距離保護6.4 縱聯(lián)差動保護6.4.1 縱聯(lián)電流差動保護6.4.2 縱聯(lián)相差保護思考題和習題第7章 電力變壓器保護及母線保護7.1 電力變壓器的保護方式7.2 變壓器的縱聯(lián)差動保護7.2.1 變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理和構成原則7.2.2 變壓器縱聯(lián)差動保護的特點7.2.3 變壓器縱聯(lián)差動保護的整定計算原則7.2.4 具有比率制動特性的差動繼電器7.3 變壓器相問短路的后備保護7.3.1 過電流保護7.3.2 低電壓啟動的過電流保護7.3.3 復合電壓啟動的過電流保護7.3.4 負序過電流保護7.4 變壓器的接地保護7.5 變壓器的過勵磁保護7.6 母線保護和斷路器失靈保護簡介7.6.1 母線保護簡介7.6.2 斷路器失靈保護簡介思考題和習題第8章 發(fā)電機勵磁自動控制及保護8.1 同步發(fā)電機自動勵磁控制系統(tǒng)8.1.1 勵磁控制系統(tǒng)的任務8.1.2 勵磁控制系統(tǒng)的方式8.1.3 對勵磁控制系統(tǒng)的基本要求8.2 勵磁系統(tǒng)中的整流電路8.2.1 三相橋式不可控整流電路8.2.2 三相橋式全控整流電路8.3 自動勵磁調(diào)節(jié)裝置原理及工作特性8.3.1 勵磁調(diào)節(jié)器的工作原理與特性8.3.2 并聯(lián)運行機組間的無功功率分配8.4 數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器的工作原理8.4.1 數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器的軟件流程8.4.2 電氣量測量和調(diào)節(jié)算法8.4.3 數(shù)字移相脈沖8.4.4 自動勵磁限制控制8.5 發(fā)電機的保護方式8.6 發(fā)電機的縱聯(lián)差動保護8.6.1 發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的原理接線和整定原則8.6.2 發(fā)電機的不完全縱聯(lián)差動保護8.6.3 具有標積制動特性的發(fā)電機縱聯(lián)差動保護8.7 發(fā)電機定子繞組的匝間短路保護8.7.1 橫聯(lián)差動電流保護8.7.2 反應轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流的匝問短路保護8.7.3 反應縱向零序電壓的匝間短路保護8.8 發(fā)電機的單相接地保護8.8.1 發(fā)電機定子繞組單相接地的特點8.8.2 利用零序電流構成的定子接地保護8.8.3 利用零序電壓構成的定子接地保護8.8.4 100％定子接地保護簡介8.9 發(fā)電機的負序過電流保護8.9.1 負序過電流保護的作用8.9.2 反時限負序過電流保護8.10 發(fā)電機的勵磁回路接地保護8.10.1 外加電壓方式的一點接地保護8.10.2 直流電橋式的一點接地保護8.10.3 勵磁回路兩點接地保護8.11 同步發(fā)電機的失磁保護8.11.1 發(fā)電機失磁運行及其產(chǎn)生的影響8.11.2 發(fā)電機失磁保護的阻抗判據(jù)8.11.3 失磁保護的輔助判據(jù)思考題和習題第9章 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)9.1 概述9.1.1 頻率及有功功率調(diào)節(jié)的意義9.1.2 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的分層控制9.2 電力系統(tǒng)的自動調(diào)頻方法9.2.1 概述9.2.2 單區(qū)域系統(tǒng)的自動調(diào)頻方法9.2.3 聯(lián)合電力系統(tǒng)的自動調(diào)頻方法9.3 電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性9.3.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)9.3.2 頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性9.4 電力系統(tǒng)有功功率經(jīng)濟分配控制9.4.1 發(fā)電設備的經(jīng)濟特性9.4.2 等微增率準則9.4.3 考慮網(wǎng)絡損耗的負荷經(jīng)濟分配9.5 電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制9.5.1 自動發(fā)電控制的控制過程9.5.2 AGC的控制模式和軟件流程思考題和習題第10章 其他安全自動控制裝置簡介10.1 自動低頻減載10.1.1 頻率變化的動態(tài)特性10.1.2 自動低頻減載裝置的工作原理10.2 備用電源自動投入及廠用電快速切除10.2.1 概述10.2.2 對備用電源自動投入裝置的基本要求10.2.3 典型備用電源自動投入裝置及參數(shù)整定10.2.4 廠用電快速切除10.3 其他安全自動控制裝置思考題和習題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，對保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行和電能質(zhì)量的要求在不斷提高，繼電保護和安全自動裝置作為電力系統(tǒng)的衛(wèi)士，成為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分?！　‰娏ο到y(tǒng)在正常運行的過程中，可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)。發(fā)生故障的原因主要有：雷擊、鳥獸跨越電器設備、電氣設備維修不當或操作錯誤、電氣設備絕緣強度下降等。最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路，發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下的后果：　?。?）通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，會損壞故障元件；　?。?）短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命；　?。?）電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；　?。?）破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解?！　‰娏ο到y(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運行狀態(tài)。例如，過負荷就是一種最常見的不正常運行狀態(tài)。由于過負荷，元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣材料的老化和損壞，進一步可能發(fā)展成故障。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機突然甩負荷而產(chǎn)生的過電壓、電力系統(tǒng)振蕩等，都屬于不正常運行狀態(tài)。　　故障和不正常運行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故，就是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設備的損壞。為了提高供電可靠性，防止造成上述嚴重后果，一是要對電氣設備進行正確的設計、制造、安裝、維護和檢修，力求減少發(fā)生故障的可能性；二是對異常運行狀態(tài)必須及時發(fā)現(xiàn)，并采取措施予以消除；三是一旦發(fā)生故障，必須迅速并有選擇性地切除故障元件?！　±^電保護裝置是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常遠行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置?！　　?/pre>




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