電力系統(tǒng)繼電保護（原書第3版）

本書主要論述了電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理及其相關(guān)知識。根據(jù)繼電保護的發(fā)展歷程，本書對包括機電型、固態(tài)以及微機型在內(nèi)的各類基本繼電器的動作情況進行了詳細(xì)的說明。同時針對電力系統(tǒng)中的不同電氣設(shè)備，對相應(yīng)的繼電保護原理進行了闡述。除此之外，還特別闡明了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行對繼電保護提出的要求以及與此相關(guān)的保護原理。

全書共分13章：第1章為緒論；第2章介紹了各類基本繼電保護的動作原理；第3章介紹了電流互感器和電壓互感器；第4～6章分別介紹了輸電線路的電流保護、距離保護以及縱聯(lián)保護原理；第7章介紹了包括電動機和發(fā)電機在內(nèi)的各類旋轉(zhuǎn)電機的繼電保護；第8章介紹了電力變壓器的繼電保護；第9章介紹了母線、電抗器和電容器的繼電保護；第10～11章介紹了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及繼電保護的考慮，并對若干保障系統(tǒng)運行性能的繼電保護原理進行了闡述；第12章介紹了斷路器的操作方案與過程；第13章介紹了電力系統(tǒng)監(jiān)控的相關(guān)知識。

本書可作為高等院校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)及其自動化及繼電保護及自動遠(yuǎn)動技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生的教學(xué)用書，也可供從事繼電保護工作的相關(guān)科技人員參考。

電力系統(tǒng)繼電保護（原書第3版）1.2.1 電力系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)

從功能的角度講，電力系統(tǒng)是由分別屬于三個層次的相互連接的設(shè)備所構(gòu)成的。

電力系統(tǒng)的一次設(shè)備位于最底層，它用于發(fā)電、變換電壓和分配電能到負(fù)荷終端。其次是控制裝置所在的設(shè)備層，這類裝置用于保持電力系統(tǒng)運行在正常的電壓和頻率條件下，并產(chǎn)生足夠的電能以滿足負(fù)荷要求，同時保持電網(wǎng)的最優(yōu)運行與安全性。控制裝置有其自身的層次性，分別由本地和中央控制功能構(gòu)成。最后還有繼電保護裝置所在的設(shè)備層。保護功能的反應(yīng)時間一般比控制功能的要快。繼電保護裝置動作于跳閘和合閘斷路器，從而改變電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而控制功能則通過連續(xù)的動作措施來調(diào)整系統(tǒng)變量，如電網(wǎng)中的電壓、電流、潮流等。控制功能與保護功能的界限往往較為模糊，尤其是近年來隨著變電所中微機保護系統(tǒng)的出現(xiàn)，這個問題變得更加明顯。

為了清晰起見，我們可以將所有動作于電力開關(guān)和斷路器的功能定義到繼電保護的任務(wù)范疇，而將所有動作于只改變電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)（電壓、電流、潮流等），而不改變電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的功能定義到控制系統(tǒng)的范疇。

電力系統(tǒng)繼電保護（原書第3版）1.2.2 電力系統(tǒng)的中性點接地

電力變壓器和發(fā)電機的中性點可以有多種接地方式，這取決于電力系統(tǒng)中受接地方式影響部分的需要。由于接地方式影響到短路電流的大小，因此接地的問題對繼電保護的配置有直接的影響。在本節(jié)中，我們將論述現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的各種接地方式及其應(yīng)用原因。在本書其他章節(jié)中，接地方式對繼電保護系統(tǒng)設(shè)計的影響將在適當(dāng)?shù)牟糠纸o予說明。

顯然，真正的中性點不接地系統(tǒng)中沒有接地短路電流。這也是系統(tǒng)不接地運行的主要原因。由于電力系統(tǒng)中大多數(shù)故障是接地故障，因此，在不接地系統(tǒng)中，由于故障引起的供電中斷現(xiàn)象被大幅減少了。但是，隨著連接到電力系統(tǒng)的輸電線路的增加，饋線對地之間的電容耦合形成了一個對地通路，于是這個系統(tǒng)中的接地故障就會產(chǎn)生一個電容性的短路電流。對地耦合電容 為故障電流提供了回路，相間電容 在這個故障電路中不起任何作用。當(dāng)電容足夠大時，這個容性接地故障電流就會自保持并難以自行消失。這樣就有必要斷開斷路器以清除故障，而繼電保護的技術(shù)難點就在于如何檢測如此小幅值的故障電流。為了產(chǎn)生足夠大的短路電流，中性點經(jīng)電阻的接地方式常被采用。選擇經(jīng)電阻接地方式時需要考慮的問題之一就是通過持續(xù)接地短路電流的電阻的熱容量問題。2100433B

作者： (美)Stanley H.Horowitz Arun G.Phadke 著 李斌 譯

第1章 緒論 第2章 繼電保護的動作原理 第3章 電流互感器與電壓互感器 第4章 輸電線路的電流保護 第5章 輸電線路的距離保護 第6章 輸電線路的縱聯(lián)保護 第7章 旋轉(zhuǎn)電機的繼電保護 第8章 電力變壓器的繼電保護 第9章 母線、電抗器和電容器的繼電保護 第10章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和繼電保護的考慮 第11章 面向系統(tǒng)性能的繼電保護 第12章 斷路器操作方案與過程 第13章 電力系統(tǒng)的監(jiān)控 附錄

《質(zhì)量管理入門》（原書第3版）延續(xù)了經(jīng)典。它對于之前的版本增補了很多的內(nèi)容，雖歷經(jīng)20多年，其根本技法和理念卻沒有變化。

中詳述了以下內(nèi)容：

質(zhì)量管理的基本概念"para" label-module="para">

這是一本企業(yè)中高層管理者和一線技術(shù)人員都需要閱讀的質(zhì)量管理基礎(chǔ)讀物。

譯者序

原書第3版序

原書第2版序

原書第1版序和感謝

第1章 緒論 1

1.1 概況 1

1.2 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識 1

1.3 保護要求 3

1.4 保護范圍 4

1.5 主保護和后備保護 5

1.5.1 主保護 5

1.5.2 后備保護 5

1.6 方向保護 6

1.7 習(xí)題 7

第2章 短路電流的計算 9

2.1 短路電流計算模型 9

2.1.1 系統(tǒng)阻抗影響 9

2.1.2 旋轉(zhuǎn)電機的影響 11

2.1.3 故障種類 12

2.1.4 故障電流計算 13

2.2 計算短路電流的方法 15

2.2.1 各序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和重要性 18

2.2.2 使用對稱分量法進行不對稱故障計算 20

2.2.3 電力系統(tǒng)等效阻抗 20

2.3 保護系統(tǒng)的電流和電壓信號 21

2.4 用計算機進行故障計算 22

第3章 繼電器的類別和功能 24

3.1 分類 24

3.1.1 按結(jié)構(gòu)分類 24

3.1.2 按輸入信號分類 24

3.1.3 按功能分類 24

3.1.4 電氣設(shè)備的國際分類 25

3.2 電磁繼電器 26

3.2.1 吸引繼電器 26

3.2.2 帶移動線圈的繼電器 27

3.2.3 感應(yīng)繼電器 27

3.3 保護繼電器的發(fā)展 31

3.4 數(shù)字保護 31

3.4.1 概述 31

3.4.2 數(shù)字繼電器的特點 31

3.4.3 數(shù)字繼電器的典型結(jié)構(gòu) 32

3.4.4 數(shù)字繼電器的標(biāo)準(zhǔn)功能 33

3.5 繼電器供電 34

第4章 電流互感器和電壓互感器 35

4.1 電壓互感器 35

4.1.1 等效電路 35

4.1.2 誤差 35

4.1.3 負(fù)載 36

4.1.4 電壓互感器的選擇 37

4.1.5 電容式電壓互感器 37

4.2 電流互感器 39

4.2.1 等效電路 39

4.2.2 誤差 40

4.2.3 交流飽和 41

4.2.4 負(fù)載 41

4.2.5 電流互感器的選擇 44

4.2.6 ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的準(zhǔn)確級 45

4.2.7 直流飽和 46

4.2.8 使用電流互感器的注意事項 47

第5章 過電流保護 49

5.1 簡述 49

5.2 過電流繼電器種類 49

5.2.1 固定電流值繼電器 49

5.2.2 定時限/定電流繼電器或定時限繼電器 51

5.2.3 反時限繼電器 52

5.3 過電流繼電器整定 52

5.3.1 速斷單元整定 52

5.3.2 保護變電站間連接線路的速斷單元覆蓋范圍 53

5.3.3 延時過電流繼電器參數(shù)整定 54

5.4 繼電器配合的限制條件 58

5.4.1 最小短路電流水平 58

5.4.2 發(fā)熱限制 59

5.4.3 啟動電流值 61

5.5 與Dy聯(lián)結(jié)變壓器的配合 69

5.5.1 三相短路故障 70

5.5.2 相間短路故障 70

5.5.3 單相接地故障 71

5.6 與熔斷器的配合 78

5.7 與負(fù)序單元的配合 78

5.8 帶電壓控制的過電流繼電器 79

5.9 用軟件技術(shù)設(shè)置過電流繼電器 80

5.10 數(shù)字繼電器中數(shù)字邏輯的使用 81

5.10.1 簡述 81

5.10.2 數(shù)字邏輯基礎(chǔ) 81

5.10.3 邏輯關(guān)系圖 82

5.11 群組整定變化的適應(yīng)性保護 84

5.12 習(xí)題 85

第6章 熔斷器、重合閘和分段器 89

6.1 設(shè)備 89

6.1.1 重合閘 89

6.1.2 分段器 92

6.1.3 熔斷器 92

6.2 配電系統(tǒng)的時間/電流設(shè)備的配合原則 94

6.2.1 熔斷器-熔斷器的配合 95

6.2.2 重合閘-熔斷器的配合 95

6.2.3 重合閘-重合閘的配合 98

6.2.4 重合閘-繼電器的配合 98

6.2.5 重合閘-分段器的配合 99

6.2.6 重合閘-分段器-熔斷器的配合 99

第7章 方向過電流繼電器 102

7.1 結(jié)構(gòu) 102

7.2 動作原則 103

7.3 繼電器的連接 103

7.3.1 30°連接（0°AMT） 103

7.3.2 60°連接（0°AMT） 104

7.3.3 90°連接（30°AMT） 105

7.3.4 90°連接（45°AMT） 105

7.4 接地故障方向繼電器 106

7.5 速斷單元的配合 111

7.6 方向過電流延時繼電器的整定 114

7.6.1 啟動電流整定 114

7.6.2 時間刻度整定 114

7.7 習(xí)題 119

第8章 差動保護 121

8.1 概述 121

8.2 差動保護的分類 123

8.3 變壓器差動保護 123

8.3.1 基本因素 124

8.3.2 CT的選擇和連接 125

8.3.3 接地故障時差動繼電器保護的繞組的百分比 130

8.3.4 確定斜率 131

8.3.5 電力變壓器中的故障電流分布 132

8.4 發(fā)電機和旋轉(zhuǎn)電機的差動保護 134

8.5 線路差動保護 137

8.6 母線差動保護 138

8.6.1 多個制動線圈的差動保護系統(tǒng) 138

8.6.2 高阻抗差動系統(tǒng) 138

8.7 習(xí)題 140

第9章 距離保護 142

9.1 概述 142

9.2 距離繼電器的種類 142

9.2.1 阻抗繼電器 144

9.2.2 方向繼電器 146

9.2.3 感抗繼電器 147

9.2.4 姆歐繼電器 148

9.2.5 完全極化的姆歐繼電器 149

9.2.6 透鏡特性的繼電器 150

9.2.7 多邊形特性的繼電器 150

9.2.8 混合特性繼電器 150

9.3 整定距離繼電器的保護范圍和動作時間 151

9.4 距離繼電器饋入電流的影響 154

9.5 距離保護中的弧阻影響 158

9.6 剩余補償 159

9.7 距離繼電器測得的阻抗 159

9.7.1 相單元 159

9.7.2 接地故障單元 160

9.8 電力系統(tǒng)振蕩 160

9.9 距離繼電器的有效保護范圍 163

9.10 最大負(fù)載檢查 164

9.10.1 姆歐繼電器 164

9.10.2 多邊形特性的繼電器 165

9.11 畫出繼電器整定值 165

9.12 聯(lián)鎖脫扣 174

9.12.1 欠范圍直接脫扣 174

9.12.2 允許的欠范圍聯(lián)鎖脫扣 174

9.12.3 允許的超范圍聯(lián)鎖脫扣 175

9.13 在串聯(lián)補償線路中的距離繼電器 175

9.14 在T形回路中距離保護的考慮因素 177

9.14.1 兩個端口有饋入電流的T形回路 177

9.14.2 所有三個端口都有饋入電流的T形回路 179

9.15 采用距離繼電器發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵磁故障 179

9.16 習(xí)題 181

第10章 工業(yè)系統(tǒng)的保護 184

10.1 保護設(shè)備 184

10.1.1 過電流繼電器 184

10.1.2 普通斷路器和塑殼斷路器的直接動作器件 184

10.1.3 熱繼電器、接觸器和熔斷器組合使用 184

10.2 電機相關(guān)過電流保護的整定原則 185

10.2.1 熱繼電器 185

10.2.2 低壓斷路器 186

第11章 工業(yè)負(fù)載切除系統(tǒng) 194

11.1 失電后的系統(tǒng)運行 194

11.2 自動減載系統(tǒng)的設(shè)計 195

11.2.1 簡單發(fā)電機模型 195

11.2.2 建立減載系統(tǒng)的參數(shù) 195

11.3 整定頻率繼電器的原則 196

11.3.1 動作時間 196

11.3.2 確定頻率波動 197

11.4 計算和整定某工廠的頻率繼電器的案例 197

11.4.1 過載計算 197

11.4.2 需要切除的負(fù)載 197

11.4.3 頻率水平 197

11.4.4 負(fù)載切除階段 197

11.4.5 確定頻率繼電器整定值 199

11.4.6 動作的驗證 201

第12章 保護方案和變電站設(shè)計圖 204

12.1 保護方案 204

12.1.1 發(fā)電機保護 204

12.1.2 電動機保護 205

12.1.3 變壓器保護 209

12.1.4 線路保護 212

12.2 變電站設(shè)計圖 213

12.2.1 單線圖 214

12.2.2 變電站布置圖 214

12.2.3 交流連接圖 215

12.2.4 直流連接圖 215

12.2.5 接線圖 216

12.2.6 邏輯圖 216

12.2.7 電纜列表 216

第13章 電力系統(tǒng)自動化的通信網(wǎng)絡(luò) 218

13.1 IEC 61850概述 219

13.2 IEC 61850的內(nèi)容和特點 220

13.3 系統(tǒng)配置語言 224

13.4 IEC 61850設(shè)備測試的問題 225

13.5 GOOSE信息的配置和驗證 227

13.5.1 系統(tǒng)配置 229

13.5.2 系統(tǒng)驗證試驗 229

13.6 變電站IT網(wǎng)絡(luò) 229

13.7 過程總線 230

第14章 保護系統(tǒng)的安裝、測試和維護 231

14.1 保護設(shè)備的安裝 231

14.2 測試保護方案 232

14.2.1 工廠測試 233

14.2.2 安裝前測試 233

14.2.3 周期性維護 237

14.3 安裝數(shù)字保護 238

14.3.1 設(shè)置參數(shù) 238

14.3.2 運行測試 239

附錄 習(xí)題答案 242

參考文獻 277

作為有抱負(fù)的工程師，需要學(xué)習(xí)很多知識，包括本領(lǐng)域的專業(yè)知識以及工程的基礎(chǔ)知識。同時，要具備終身學(xué)習(xí)的能力來掌握領(lǐng)域的最新發(fā)展。在這個過程中，工程思維和工程相關(guān)的設(shè)計能力是工程師的核心能力。本書是一本適合所有工程專業(yè)背景的讀者的工程入門書，以工程思維和能力的培養(yǎng)為核心，介紹了工程師應(yīng)具備的各種能力，助力讀者走上工程師之路。

本書特色

以工程思維和工程設(shè)計為主線，從各工程學(xué)科及主要專業(yè)領(lǐng)域的介紹開始，逐步深入地介紹工程師的技能、工程和設(shè)計的概念、常用的工程工具、項目管理、用戶體驗、工程師的人際交往等內(nèi)容，幫助讀者盡快融入工程師的角色。

作為全美靜電協(xié)會前主席，本書作者有扎實的工程項目基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗，整個工程思維的脈絡(luò)在他的筆下被剖析得細(xì)致入微，各種類型的工程案例及分析使全書內(nèi)容飽滿、引人入勝，并引發(fā)讀者的思考。

突出強調(diào)工程中的關(guān)鍵理念、常用工作方法和良好的工作習(xí)慣，并通過一系列實例和練習(xí)培養(yǎng)提升讀者的工程素養(yǎng)，將工程思維的培養(yǎng)融入工作的方方面面。