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叢書名：21世紀(jì)電力系統(tǒng)及其自動化規(guī)劃教材
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- 作者：于群, 曹娜編著
- 出版時間：2015/8/1
- ISBN：9787111501299
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM77
- 頁碼：211
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書將電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與MATLAB/Simulink仿真有機地結(jié)合起來，在講解繼電保護(hù)原理的同時，用MATLAB/Simulink的仿真實例來驗證所講保護(hù)的動作原理及故障特征，以幫助讀者能夠更為方便、直觀地掌握較為抽象的繼電保護(hù)原理及配合關(guān)系，較快地進(jìn)入電力系統(tǒng)繼電保護(hù)這一領(lǐng)域。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門理論性和實踐性很強的專業(yè)核心課程。該門課程以電路、電機學(xué)和電力系統(tǒng)分析為基礎(chǔ)，還與電力電子、通信、計算機等新理論和新技術(shù)有著密切的聯(lián)系，而且繼電保護(hù)涉及電力系統(tǒng)的每個主設(shè)備及二次設(shè)備，這就要求學(xué)生對這些設(shè)備的原理、性能及故障狀態(tài)有深刻的理解。正因為如此，對于初學(xué)者來說，往往感到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理難以入門。
在多年的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理教學(xué)實踐中，筆者深深地感到，要想學(xué)好這門課程，不僅要學(xué)會對電力系統(tǒng)的故障情況和繼電保護(hù)裝置動作行為進(jìn)行分析，而且還要掌握對保護(hù)裝置進(jìn)行實驗室試驗的技能以及對故障特征和保護(hù)原理進(jìn)行仿真的方法。在筆者編寫《MAT-LAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》時，就萌發(fā)了結(jié)合MATLAB/Simulink仿真來講授繼電保護(hù)原理的想法，在教學(xué)中進(jìn)行了實施，并從2013年開始著手編寫這本教材。
本書以電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理為主線，從最簡單的繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識入門，逐步引入到線路、主設(shè)備保護(hù)的主要原理。針對每一種保護(hù)，利用Simulink建立相應(yīng)的電力系統(tǒng)的模型，對故障特征和保護(hù)原理進(jìn)行分析和仿真，并為讀者提供仿真源程序，以幫助初學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的讀者能夠更為方便、直觀地掌握較為抽象的繼電保護(hù)原理及配合關(guān)系，較快地進(jìn)入電力系統(tǒng)繼電保護(hù)這一領(lǐng)域。需要說明的是，作為一本繼電保護(hù)的入門教材，本書沒有介紹如多相補償式距離繼電器、工頻故障分量式距離繼電器以及特高壓長線路保護(hù)等更為復(fù)雜的保護(hù)原理。
前言
第1章緒論 1
1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù) 1
1.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理及
組成 2
1.2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理 2
1.2.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成 4
1.3對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 5
1.4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展簡史 6
1.5 電力系統(tǒng)仿真及MATLAB簡介 8
第2章電流互感器與電壓互感器 10
2.1 電流互感器 10
2.1.1 電流互感器簡介 10
2.1.2電流互感器的常用額定參數(shù) 10
2.1.3電流互感器的常用接線方式 l2
2.2電壓互感器 12
2.2.1 電壓互感器簡介 12
2.2.2電壓互感器的常用額定參數(shù) 13
2.2.3電壓互感器常用的接線方式 14
2.3電流、電壓互感器仿真示例 15
2.3.1 電流互感器兩相星形接線的建模
與仿真 15
2.3.2考慮電流互感器飽和特性時的建
模與仿真 -22
2.3.3 電容式電壓互感器的建模與暫態(tài)
特性仿真 24
第3章電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù)
與仿真 27
3.1繼電特性及運行方式 27
3.1.1繼電器的繼電特性 27
3.1.2繼電保護(hù)的運行方式 28
3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的相間電流、電壓保護(hù) 29
3.2.1電流速斷保護(hù)（電流保護(hù)I段） 30
3.2.2限時電流速斷保護(hù)（電流保護(hù)
Ⅱ段） 31
3.2.3定時限過電流保護(hù)（電流保護(hù)
疆段） 33
3.2.4三段式電流保護(hù)裝置 35
3.2.5電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù) 35
3.2.6反時限過電流保護(hù) 37
3.2.7電流保護(hù)的性能分析 39
3.3單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間電流保護(hù)的建模
與仿真 39
3.3.1三段式電流保護(hù)的建模與仿真 39
3.3.2電動機自起動對過電流保護(hù)的
影響仿真 46
3.4電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)原理 50
3.4.1方向電流保護(hù)的作用原理 50
3.4.2功率方向元件的工作原理 51
3.4.3 相間短路功率判別元件的接線
方式 54
3.4.4雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)整定
的特點 55
3.4.5對方向性電流保護(hù)的評價 58
3.5 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)的建模
與仿真 58
3.5.1功率方向元件的建模與仿真 58
3.5.2分支電路對限時電流速斷保護(hù)
的影響仿真 62
第4章電網(wǎng)接地故障的電流電壓保護(hù)
與仿真．， 66
4.1 電力系統(tǒng)中性點運行方式與接地
故障概述 66
4.1.1 電力系統(tǒng)中性點運行方式的
分類 66
4.1.2不同中性點運行方式下的
接地故障 67
4.2大電流接地系統(tǒng)的接地短路保護(hù) 68
4.2.1 中性點直接接地電網(wǎng)發(fā)生接地
短路時的故障特征 69
4.2.2零序分量的獲取 70
4.2.3 中性點直接接地電網(wǎng)的接地
保護(hù) 73
4.2.4對零序電流保護(hù)的評價 77
4.3小電流接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù) 78
4.3.1 中性點不接地電網(wǎng)單相接地時
的故障特征 78
4.3.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相
接地的故障特征 81
4.3.3小電流接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視及
單相接地故障選線方法 84
4.4電網(wǎng)接地故障的建模與仿真 85
4.4.1 中性點直接接地電網(wǎng)接地故障的
建模與仿真 85
4.4.2中性點不接地電網(wǎng)接地故障的建
模與仿真 91
4.4.3 中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)接地
故障的建模與仿真 97
第5章 電網(wǎng)的距離保護(hù)與仿真 101
5.1距離保護(hù)的作用原理 101
5.1.1距離保護(hù)的基本概念 101
5.1.2距離保護(hù)的時限特性 102
5.1.3距離保護(hù)的組成 102
5.2阻抗繼電器 一103
5.2.1阻抗繼電器的分類 103
5.2.2圓特性阻抗繼電器 104
5.2.3直線與四邊形特性的阻抗繼
電器 一109
5.2.4阻抗繼電器的精確工作電流 110
5.3阻抗繼電器的接線方式 111
5.3.1故障時的母線電壓 111
5.3.2 0。接線方式分析 111
5.3.3帶零序補償?shù)慕泳�方式分析 113
5.4距離保護(hù)的整定計算 113
5.4.1各段保護(hù)具體的整定原則 113
5.4.2采用四邊形特性的阻抗繼電器
的整定計算方法 115
5.5距離保護(hù)的振蕩閉鎖 115
5.5.1 電力系統(tǒng)振蕩時電流、電壓的
變化規(guī)律 116
5.5.2 電力系統(tǒng)振蕩時測量阻抗的變化
規(guī)律 117
5.5.3 電力系統(tǒng)振蕩對距離測量元件
特性的影響 119
5.5.4振蕩閉鎖措施 119
5.5.5振蕩過程中再故障的判斷 122
5.6過渡電阻對距離保護(hù)的影響 122
5.6.1過渡電阻的特點一 一123
5.6.2單側(cè)電源線路上過渡電阻的
影響 “123
5.6.3雙側(cè)電源線路上過渡電阻的
影響 一123
5.6.4防止過渡電阻影響的措施 124
5.7距離保護(hù)的電壓回路斷線閉鎖 125
5.7.1 母線電壓回路斷線閉鎖的措施 125
5.7.2線路電壓回路斷線閉鎖的措施 l25
5.8距離保護(hù)的建模與仿真 126
5.8.1 阻抗繼電器的建模與仿真 126
5.8.2雙側(cè)電源線路上過渡電阻對
測量阻抗的影響仿真 131
5.8.3電力系統(tǒng)振蕩的仿真 133
第6章輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)與仿真 137
6.1 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理和構(gòu)成
方式 137
6.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述 137
6.1.2輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理 137
6.1.3差動保護(hù)特性分析 139
6.1.4輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的一般構(gòu)成
方式 140
6.2輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的通信通道 140
6.3光纖分相電流差動保護(hù) 144
6.3.1 光纖分相電流差動保護(hù)的基本
原理 l44
6.3.2取樣同步問題 146
6.3.3 光纖分相電流差動保護(hù)原理
框圖 l46
6.4方向比較式縱聯(lián)保護(hù) l47
6.4.1 閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù) 147
6.4.2閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù) 149
6.5縱聯(lián)保護(hù)的建模與仿真 150
第7章 自動重合閘與仿真 一155
7.1 自動重合閘的作用及基本要求 155
7.1.1 自動重合閘的作用 155
7.1.2對自動重合閘的基本要求 156
7.1.3 自動重合閘的分類 156
7.2三相一次自動重合閘 156
7.2.1單側(cè)電源線路的三相一次自動
重合閘 156
7.2.2雙側(cè)電源線路的三相一次自動重
合閘 -157
7.2.3 自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 159
7.3單相自動重合閘 160
7.3.1單相自動重合閘的故障
選相元件 160
7.3.2單相自動重合閘時的潛供電流
和恢復(fù)過電壓 161
7.4綜合重合閘簡介 162
7.5 自動重合閘中的故障選相仿真 163
第8章 電力變壓器的繼電保護(hù)與
仿真 168
8.1 變壓器的故障、不正常運行狀態(tài)及
保護(hù)配置 168
8.1.1變壓器的故障、不正常運行
狀態(tài) 168
8.1.2變壓器的保護(hù)配置 168
8.2變壓器的氣體保護(hù) 169
8.3變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù) 170
8.3.1 構(gòu)成變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的
基本原則 17l
8.3.2不平衡電流產(chǎn)生的原因及消除
方法 171
8.3.3具有比率制動特性的縱聯(lián)差動
保護(hù) 174
8.3.4變壓器差動速斷保護(hù) 175
8.4變壓器相間短路的后備保護(hù) 175
8.4.1變壓器的過電流保護(hù) 175
8.4.2低電壓起動的過電流保護(hù) 176
8.4.3復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) 177
8.5變壓器保護(hù)的建模與仿真 178
8.5.1變壓器仿真模型的構(gòu)建 l78
8.5.2變壓器空載合閘時勵磁涌流
的仿真 180
8.5.3變壓器比率制動特性縱聯(lián)差動
保護(hù)的仿真 183
8.5.4變壓器繞組內(nèi)部故障的簡單
仿真 l84
第9章發(fā)電機的繼電保護(hù)與仿真 188
9.1 發(fā)電機的故障、不正常運行狀態(tài)及
保護(hù)配置 188
9.1.1發(fā)電機的故障、不正常運行
狀態(tài) l88
9.1.2發(fā)電機的保護(hù)配置 188
9.2發(fā)電機的差動保護(hù) 190
9.2.1 比率制動特性縱聯(lián)差動保護(hù) 190
9.2.2發(fā)電機的不完全縱聯(lián)差動保護(hù) 191
9.2.3發(fā)電機的橫聯(lián)差動保護(hù) 192
9.3發(fā)電機的單相接地保護(hù) 193
9.3.1反映基波零序電壓和電流的
定子繞組接地保護(hù) 194
9.3.2三次諧波式定子接地保護(hù) 195
9.3.3 100%定子繞組單相接地保護(hù) 196
9.4發(fā)電機勵磁回路的接地保護(hù) 196
9.4.1 發(fā)電機勵磁回路一點接地保護(hù) 196
9.4.2發(fā)電機勵磁回路兩點接地保護(hù) 197
9.5發(fā)電機的負(fù)序電流保護(hù) 198
9.5.1 負(fù)序電流保護(hù)的基本原理 198
9.5.2負(fù)序電流保護(hù)原理框圖 198
9.6發(fā)電機保護(hù)的建模與仿真 199
9.6.1發(fā)電機縱聯(lián)差動保護(hù)的仿真 199
9.6.2基波零序分量的發(fā)電機定子
單相接地保護(hù)仿真 204
9.6.3三次諧波式發(fā)電機定子單相
接地保護(hù)仿真 208
參考文獻(xiàn) 212
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