繼電保護原理

內容概要

《繼電保護原理(電氣工程及其自動化專業(yè)第3版普通高等教育十二五規(guī)劃教材)》由劉學軍、段慧達、辛濤編著，本書為普通高等教育“十二五
”規(guī)劃教材。
《繼電保護原理(電氣工程及其自動化專業(yè)第3版普通高等教育十二五規(guī)劃教材)》共14章，主要內容包括：繼電保護的基礎知識，保護用互感器及變換器，電網(wǎng)相問短路的電壓、電流保護和電流方向保護，電網(wǎng)的接地保護、距離保護、差動保護及高頻保護，線路自動重合閘；電力變壓器保護，母線保護，發(fā)電機保護，電動機和電力電容器保護，以及微機保護原理等。
本書主要作為電氣工程及其自動化專業(yè)的本科教材，也可作為高職高專相關專業(yè)的教材或電力工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

前言
第一版前言
第二版前言
第一章 概述
　第一節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護的任務和作用
　第二節(jié) 對繼電保護的基本要求
　第三節(jié) 繼電保護的工作原理、構成及分類
　第四節(jié) 繼電保護發(fā)展簡史
　思考題與習題
第二章 互感器及變換器
　第一節(jié) 電流互感器
　第二節(jié) 電壓互感器
　第三節(jié) 變換器
　第四節(jié) 對稱分量濾過器
　第五節(jié) 綜合變流器
　思考題與習題
第三章 電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護
　第一節(jié) 電流保護常用的繼電器
　第二節(jié) 無時限電流速斷保護
　第三節(jié) 帶時限電流速斷保護
　第四節(jié) 定時限過電流保護
　第五節(jié) 電壓、電流聯(lián)鎖速斷保護
　第六節(jié) 三段式電流保護裝置
　第七節(jié) 反時限過電流保護
　第八節(jié) 電流、電壓保護的評價和應用
　思考題與習題
第四章 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護
　第一節(jié) 方向電流保護的工作原理
　第二節(jié) 功率方向繼電器
　第三節(jié) 相間短路保護中功率方向繼電器的接線方式
　第四節(jié) 功率方向繼電器按相啟動
　第五節(jié) 方向過電流保護的整定計算
　第六節(jié) 電網(wǎng)相間短路方向電流保護的評價及應用
　思考題與習題
第五章 電力系統(tǒng)的接地保護
　第一節(jié) 中性點直接接地系統(tǒng)接地短路時的零序電壓、零序電流和零序功率
　第二節(jié) 中性點直接接地系統(tǒng)的零序電流保護
　第三節(jié) 中性點直接接地系統(tǒng)的零序方向電流保護
　第四節(jié) 中性點非直接接地系統(tǒng)的接地保護
　第五節(jié) 對電力系統(tǒng)接地保護的評價和應用
　思考題與習題
第六章 電網(wǎng)的距離保護
　第一節(jié) 距離保護的基本原理
　第二節(jié) 單相式阻抗繼電器的動作特性及構成原理
　第三節(jié) 阻抗繼電器的接線方式
　第四節(jié) 方向阻抗繼電器
　第五節(jié) 距離保護的振蕩閉鎖裝置
　第六節(jié) 距離保護電壓回路的斷線閉鎖
　第七節(jié) 影響距離保護正確動作的因素
　第八節(jié) 距離保護的整定計算
　第九節(jié) 多項補償式阻抗繼電器
　第十節(jié) 自適應距離保護的基本原理
　第十一節(jié) 對距離保護的評價及應用范圍
　思考題與習題
第七章 電網(wǎng)的差動保護
　第一節(jié) 縱聯(lián)差動保護
　第二節(jié) 平行線路橫聯(lián)方向差動保護
　第三節(jié) 平行線路的電流平衡保護
　思考題與習題
第八章 電網(wǎng)高頻保護
　第一節(jié) 高頻保護的工作原理及分類
　第二節(jié) 高頻通道
　第三節(jié) 方向高頻保護
　第四節(jié) 高頻閉鎖距離保護
　第五節(jié) 電流相差高頻保護
　第六節(jié) 微波保護
　思考題與習題
第九章 輸電線路的自動重合閘
　第一節(jié) 自動重合閘的作用及其基本要求
　第二節(jié) 單側電源線路三相一次自動重合閘
　第三節(jié) 雙側電源線路的三相一次自動重合閘
　第四節(jié) 單相自動重合閘與綜合自動重合閘
　思考題與習題
第十章 電力變壓器保護
　第一節(jié) 電力變壓器的故障、異常工作狀態(tài)及其保護方式
　第二節(jié) 變壓器的差動保護
　第三節(jié) 變壓器氣體保護
　第四節(jié) 變壓器的電流速斷保護
　第五節(jié) 變壓器相間短路的后備保護及過負荷保護
　第六節(jié) 變壓器的零序保護
　第七節(jié) 變壓器的過勵磁保護
　思考題與習題
第十一章 同步發(fā)電機的繼電保護
　第一節(jié) 發(fā)電機故障、不正常運行狀態(tài)及其保護方式
　第二節(jié) 發(fā)電機的縱差保護
　第三節(jié) 發(fā)電機定子繞組匝問短路保護
　第四節(jié) 發(fā)電機定子繞組單相接地保護
　第五節(jié) 發(fā)電機勵磁回路接地保護
　第六節(jié) 發(fā)電機的失磁保護
　第七節(jié) 發(fā)電機相間短路后備保護及過負荷保護
　第八節(jié) 發(fā)電機的其他保護
　第九節(jié) 發(fā)電機一變壓器組保護
　思考題與習題
第十二章 母線保護
　第一節(jié) 母線故障及保護方式
　第二節(jié) 母線電流差動保護
　第三節(jié) 母線的電壓差動保護
　第四節(jié) 具有比率制動特性的母線電流差動保護
　第五節(jié) 雙母線同時運行時的母線差動保護
　第六節(jié) 斷路器失靈保護
　思考題與習題
第十三章 電動機保護和電力電容器保護
　第一節(jié) 電動機的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護方式
　第二節(jié) 廠用電動機的保護
　第三節(jié) 同步電動機的保護
　第四節(jié) 電力電容器的保護
　思考題與習題
第十四章 微機繼電保護原理
　第一節(jié) 概述
　第二節(jié) 微機繼電保護裝置硬件的構成原理
　第三節(jié) 數(shù)字濾波器
　第四節(jié) 微機繼電保護算法
　第五節(jié) 微機保護的軟件
　第六節(jié) 提高微機繼電保護裝置可靠性的措施
　思考題與習題
附錄
　附錄A 常用設備文字符號
　附錄B 常用電氣圖形符號
　附錄C 常用繼電器技術數(shù)據(jù)
　附錄D 各類保護的最小靈敏系數(shù)Ks·min
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   本章講述了自動重合閘的作用及基本要求，重點介紹了單側電源、雙側電源的三相一次自動重合閘的工作原理和接線及整定計算，并講述了重合閘裝置與保護裝置的配合，提高系統(tǒng)供電的可靠性。最后簡要介紹了單相自動重合閘與綜合自動重合閘的工作原理。 第一節(jié) 自動重合閘的作用及其基本要求 一、自動重合閘的作用 運行經(jīng)驗表明，在電力系統(tǒng)的故障中，輸電線路（尤其是架空線路）的故障占絕大部分，而且絕大多數(shù)是暫時性的，例如雷擊過電壓引起的絕緣子閃爍，大風引起的短時碰線，通過鳥類身體放電及樹枝等物掉落在導線上引起的短路等，這些故障，當被繼電保護裝置迅速切除后，故障點的電弧即行熄滅，絕緣強度重新恢復，這時如果把斷開的線路重新投入，往往可恢復正常供電。因此稱這類故障是暫時性故障。此外，線路上也可能發(fā)生永久性故障，例如，線路倒桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在故障被繼電保護切除后，如重新投入，線路會再次被保護裝置切除。 對于暫時性故障，線路被斷開后再進行一次重合閘以恢復供電，顯然提高了供電的可靠性。當然，重新合上斷路器的工作也可由運行人員手動操作進行，但在手動操作時，停電時間較長，用戶的電動機多數(shù)可能停轉，這樣重新合閘所取得的效果并不明顯，對于高壓和超高壓線路可能會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此，在電力系統(tǒng)中廣泛采用自動重合閘裝置（簡稱AAR）來代替人工手動合閘。當斷路器跳閘后，它能自動將斷路器重新合閘。 自動重合閘裝置本身不能判斷故障的性質是暫時性的還是永久性的，因此，在重合之后，可能成功（恢復供電），也可能不成功。根據(jù)運行資料統(tǒng)計表明，輸電線自動重合閘成功率在60％～90％之間。 自動重合閘的作用可歸納為如下幾點。 （1）在線路上發(fā)生暫時陛故障時，迅速恢復供電，從而提高了供電的可靠性。 （2）對于有雙側電源的高壓輸電線路，可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。 （3）在電力網(wǎng)設計過程中，裝設自動重合閘裝置的，可暫緩架設雙回線路以節(jié)約投資。 （4）對于斷路器本身由于機構不良，或繼電保護誤動作而引起的誤跳閘，自動重合閘能起到糾正作用。 由于自動重合閘本身的投資低，工作可靠，采用自動重合閘后可避免因暫時性故障停電所造成的損失，因此，規(guī)程規(guī)定，在1kV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線的混合線路上，只要裝設斷路器，一般都應裝設自動重合閘裝置。在用高壓熔斷器保護的線路上，可采用自動重合熔斷器。但是，采用自動重合閘后，當重合到永久性故障時，系統(tǒng)再次受到短路電流的沖擊，可能引起電力系統(tǒng)振蕩。同時斷路器在短時間內連續(xù)兩次切斷短路電流，這就惡化了斷路器的工作條件。對于油斷路器，其實際切斷容量將比額定切斷容量有所降低。因而在短路電流較大的電力系統(tǒng)中，裝設油斷路器的線路不允許使用自動重合閘裝置。 二、自動重合閘的類型 自動重合閘裝置按其功能可分為以下三種類型。 1.三相重合閘 所謂三相重合閘是指不論在輸、配電線上發(fā)生單相短路還是相問短路時，繼電保護裝置均將線路三相斷路器同時跳開，然后啟動自動重合閘再同時重新合三相斷路器的方式。若暫時l生故障，則重合閘成功；否則保護再次動作，跳開三相斷路器。這時，是否再重合要視情況而定。目前，一般只允許重合閘動作一次，稱為三相一次自動重合閘裝置。在特殊情況下，如無人值班的變電所的無遙控單回線，無備用電源的單回線重要負荷供電線，斷路器遮斷容量允許時，可采用三相二次重合閘裝置。 2.單相重合閘 在110kV及以上的大接地電流系統(tǒng)中，由于架空線路的線間距離較大，故相問故障機會很少，而單相接地短路的機會卻比較多，占總故障的90％左右。因此，在輸電線路上，當不允許采用快速非同期三相重合閘，而采用檢查同期重合閘，在因恢復供電時間太長，滿足不了系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求時，可以采用單相重合閘方式工作。 單相重合閘，是指線路發(fā)生單相接地故障時，保護動作只斷開故障相的斷路器，然后進行單相重合。如故障是暫時性的，則重合成功，如果是永久性故障，而系統(tǒng)又不允許非全相長期運行，則重合后，保護動作使三相斷路器跳閘，不再進行重合。 當采用單相重合閘時，如果發(fā)生相間短路，則一般都跳三相斷路器，且并不進行三相重合；如果因任何其他原因斷開三相斷路器，則也不再進行重合。 3.綜合重合閘 綜合重合閘是將單相重合閘和三相重合閘綜合在一起，當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式工作；當發(fā)生相間短路時，采用三相重合閘方式工作。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘裝置。 綜合重合閘裝置經(jīng)過轉換開關的切換，一般都具有單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘和直跳（線路上發(fā)生任何類型的故障時，保護可通過重合閘裝置的出口，斷開三相，不再重合閘）等四種運行方式。在110kV及以上的高壓電力系統(tǒng)中，綜合重合閘已得到廣泛應用。 三、對自動重合閘裝置的基本要求 1.動作迅速 自動重合閘裝置在滿足故障點去游離（介質強度恢復）所需的時間和斷路器消弧室及斷路器的傳動機構準備好再次動作所需時間條件下，自動重合閘裝置的動作時間應盡可能短。因為從斷路器斷開到自動重合閘發(fā)出合閘脈沖時間越短，用戶的停電時間也可以相應縮短，從而可減輕故障對用戶和系統(tǒng)帶來的不良影響。重合閘動作的時間，一般采用0.5～1s。 2.在下列情況下，自動重合閘裝置不應動作 （1）手動跳閘時不應重合。當運行人員手動操作或遙控操作使斷路器跳閘時，不應自動重合。 （2）手動合閘于故障線路時，繼電保護動作使斷路器跳閘后，不應重合。因為在手動合閘前，線路上沒有電壓，如合閘到已存在有故障線路上，則線路故障多屬于永久性故障。

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《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材?電氣工程及其自動化專業(yè):繼電保護原理(第3版)》配有《繼電保護原理學習指導（第2版）》（ISBN 978—7—5123—1635—5）供讀者參考使用。《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材?電氣工程及其自動化專業(yè):繼電保護原理(第3版)》主要作為電氣工程及其自動化專業(yè)的本科教材，也可作為高職高專相關專業(yè)的教材或電力工程技術人員的參考用書。

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