配電網(wǎng)保護(hù)（原書(shū)第3版）

郭麗萍，博士，畢業(yè)于伯明翰大學(xué)。主要從事配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)設(shè)備方面的研究，先后發(fā)表論文40余篇，參與編寫(xiě)過(guò)多本項(xiàng)目說(shuō)明。

譯者序

原書(shū)第3版序

原書(shū)第2版序

原書(shū)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(shí) 1

1.3 保護(hù)要求 3

1.4 保護(hù)范圍 4

1.5 主保護(hù)和后備保護(hù) 5

1.5.1 主保護(hù) 5

1.5.2 后備保護(hù) 5

1.6 方向保護(hù) 6

1.7 習(xí)題 7

第2章 短路電流的計(jì)算 9

2.1 短路電流計(jì)算模型 9

2.1.1 系統(tǒng)阻抗影響 9

2.1.2 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響 11

2.1.3 故障種類 12

2.1.4 故障電流計(jì)算 13

2.2 計(jì)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(duì)稱分量法進(jìn)行不對(duì)稱故障計(jì)算 20

2.2.3 電力系統(tǒng)等效阻抗 20

2.3 保護(hù)系統(tǒng)的電流和電壓信號(hào) 21

2.4 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障計(jì)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(hào)分類 24

3.1.3 按功能分類 24

3.1.4 電氣設(shè)備的國(guó)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(dòng)線圈的繼電器 27

3.2.3 感應(yīng)繼電器 27

3.3 保護(hù)繼電器的發(fā)展 31

3.4 數(shù)字保護(hù) 31

3.4.1 概述 31

3.4.2 數(shù)字繼電器的特點(diǎn) 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(jí) 45

4.2.7 直流飽和 46

4.2.8 使用電流互感器的注意事項(xiàng) 47

第5章 過(guò)電流保護(hù) 49

5.1 簡(jiǎn)述 49

5.2 過(guò)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(shí)限/定電流繼電器或定時(shí)限繼電器 51

5.2.3 反時(shí)限繼電器 52

5.3 過(guò)電流繼電器整定 52

5.3.1 速斷單元整定 52

5.3.2 保護(hù)變電站間連接線路的速斷單元覆蓋范圍 53

5.3.3 延時(shí)過(guò)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(dòng)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(guò)電流繼電器 79

5.9 用軟件技術(shù)設(shè)置過(guò)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(jiǎn)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(hù) 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(shí)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(guò)電流繼電器 102

7.1 結(jié)構(gòu) 102

7.2 動(dòng)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(guò)電流延時(shí)繼電器的整定 114

7.6.1 啟動(dòng)電流整定 114

7.6.2 時(shí)間刻度整定 114

7.7 習(xí)題 119

第8章 差動(dòng)保護(hù) 121

8.1 概述 121

8.2 差動(dòng)保護(hù)的分類 123

8.3 變壓器差動(dòng)保護(hù) 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(shí)差動(dòng)繼電器保護(hù)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(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù) 134

8.5 線路差動(dòng)保護(hù) 137

8.6 母線差動(dòng)保護(hù) 138

8.6.1 多個(gè)制動(dòng)線圈的差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng) 138

8.6.2 高阻抗差動(dòng)系統(tǒng) 138

8.7 習(xí)題 140

第9章 距離保護(hù) 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(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)間 151

9.4 距離繼電器饋入電流的影響 154

9.5 距離保護(hù)中的弧阻影響 158

9.6 剩余補(bǔ)償 159

9.7 距離繼電器測(cè)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(hù)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(huà)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(bǔ)償線路中的距離繼電器 175

9.14 在T形回路中距離保護(hù)的考慮因素 177

9.14.1 兩個(gè)端口有饋入電流的T形回路 177

9.14.2 所有三個(gè)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(jī)勵(lì)磁故障 179

9.16 習(xí)題 181

第10章 工業(yè)系統(tǒng)的保護(hù) 184

10.1 保護(hù)設(shè)備 184

10.1.1 過(guò)電流繼電器 184

10.1.2 普通斷路器和塑殼斷路器的直接動(dòng)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(jī)相關(guān)過(guò)電流保護(hù)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(yùn)行 194

11.2 自動(dòng)減載系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 195

11.2.1 簡(jiǎn)單發(fā)電機(jī)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(dòng)作時(shí)間 196

11.3.2 確定頻率波動(dòng) 197

11.4 計(jì)算和整定某工廠的頻率繼電器的案例 197

11.4.1 過(guò)載計(jì)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(dòng)作的驗(yàn)證 201

第12章 保護(hù)方案和變電站設(shè)計(jì)圖 204

12.1 保護(hù)方案 204

12.1.1 發(fā)電機(jī)保護(hù) 204

12.1.2 電動(dòng)機(jī)保護(hù) 205

12.1.3 變壓器保護(hù) 209

12.1.4 線路保護(hù) 212

12.2 變電站設(shè)計(jì)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(dòng)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(diǎn) 220

13.3 系統(tǒng)配置語(yǔ)言 224

13.4 IEC 61850設(shè)備測(cè)試的問(wèn)題 225

13.5 GOOSE信息的配置和驗(yàn)證 227

13.5.1 系統(tǒng)配置 229

13.5.2 系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn) 229

13.6 變電站IT網(wǎng)絡(luò) 229

13.7 過(guò)程總線 230

第14章 保護(hù)系統(tǒng)的安裝、測(cè)試和維護(hù) 231

14.1 保護(hù)設(shè)備的安裝 231

14.2 測(cè)試保護(hù)方案 232

14.2.1 工廠測(cè)試 233

14.2.2 安裝前測(cè)試 233

14.2.3 周期性維護(hù) 237

14.3 安裝數(shù)字保護(hù) 238

14.3.1 設(shè)置參數(shù) 238

14.3.2 運(yùn)行測(cè)試 239

附錄 習(xí)題答案 242

參考文獻(xiàn) 277

本書(shū)內(nèi)容廣泛，詳細(xì)介紹了配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的理論和主要方法，并結(jié)合當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)的最新發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)數(shù)字繼電器、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的通信網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行了討論。本書(shū)共14章，覆蓋了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的各個(gè)部分：第1～3章介紹了繼電保護(hù)的基本原理；第4～9章詳細(xì)探討了配電網(wǎng)中各種繼保的整定方法和配合；第10、11章著重介紹了工業(yè)系統(tǒng)的保護(hù)；第12章主要討論了變電站的保護(hù)方案；第13章則介紹了最新的電力系統(tǒng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEC61850；14章主要介紹了系統(tǒng)的保護(hù)的安裝、測(cè)試和維護(hù)。本書(shū)可供國(guó)內(nèi)供電企業(yè)、科研部門(mén)從事配電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員和科研人員使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)大學(xué)生、研究生、老師的參考用書(shū)。

《質(zhì)量管理入門(mén)》（原書(shū)第3版）延續(xù)了經(jīng)典。它對(duì)于之前的版本增補(bǔ)了很多的內(nèi)容，雖歷經(jīng)20多年，其根本技法和理念卻沒(méi)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。

作為有抱負(fù)的工程師，需要學(xué)習(xí)很多知識(shí)，包括本領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)以及工程的基礎(chǔ)知識(shí)。同時(shí)，要具備終身學(xué)習(xí)的能力來(lái)掌握領(lǐng)域的最新發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，工程思維和工程相關(guān)的設(shè)計(jì)能力是工程師的核心能力。本書(shū)是一本適合所有工程專業(yè)背景的讀者的工程入門(mén)書(shū)，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(shū)特色

以工程思維和工程設(shè)計(jì)為主線，從各工程學(xué)科及主要專業(yè)領(lǐng)域的介紹開(kāi)始，逐步深入地介紹工程師的技能、工程和設(shè)計(jì)的概念、常用的工程工具、項(xiàng)目管理、用戶體驗(yàn)、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(huì)前主席，本書(shū)作者有扎實(shí)的工程項(xiàng)目基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)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(shū)內(nèi)容飽滿、引人入勝，并引發(fā)讀者的思考。

突出強(qiáng)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(guò)一系列實(shí)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。

譯者序

前言

第1章　工程是什么1

1.1　工程有許多領(lǐng)域1

1.1.1　航空工程2

1.1.2　農(nóng)業(yè)工程3

1.1.3　生物醫(yī)學(xué)工程3

1.1.4　化學(xué)工程4

1.1.5　土木工程4

1.1.6　計(jì)算機(jī)工程6

1.1.7　電氣工程6

1.1.8　環(huán)境工程7

1.1.9　工業(yè)工程7

1.1.10　材料工程8

1.1.11　機(jī)械工程8

1.1.12　機(jī)電工程9

1.1.13　造船工程9

1.1.14　核工程10

1.1.15　石油工程10

1.1.16　系統(tǒng)工程11

1.2　一些工程專業(yè)組織11

1.3　成為一個(gè)注冊(cè)專業(yè)工程師12

1.4　工程師：項(xiàng)目管理的核心13

1.5　工程：一組技能15

1.5.1　知識(shí)15

1.5.2　經(jīng)驗(yàn)16

1.5.3　直覺(jué)16

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)18

第2章　設(shè)計(jì)是什么19

2.1　“設(shè)計(jì)”一詞的使用19

2.2　分析、設(shè)計(jì)和復(fù)制之間的不同20

2.2.1　分析21

2.2.2　設(shè)計(jì)23

2.2.3　復(fù)制23

2.3　優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與糟糕的設(shè)計(jì)27

2.4　設(shè)計(jì)周期29

2.4.1　定義總體目標(biāo)29

2.4.2　收集信息31

2.4.3　確認(rèn)和評(píng)估可能的設(shè)計(jì)策略31

2.4.4　設(shè)計(jì)初試31

2.4.5　模型與分析32

2.4.6　構(gòu)建原型、記錄文檔和測(cè)試33

2.4.7　修改和再次修改34

2.4.8　徹底測(cè)試產(chǎn)品35

2.5　生成想法37

2.5.1　頭腦風(fēng)暴的基本規(guī)則38

2.5.2　正式的頭腦風(fēng)暴38

2.5.3　非正式的頭腦風(fēng)暴會(huì)議42

2.6　設(shè)計(jì)實(shí)例47

2.6.1　機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽47

2.6.2　面罩生產(chǎn)設(shè)備54

2.6.3　自動(dòng)移液器57

2.6.4　帆船自動(dòng)駕駛儀61

2.6.5　海洋能量采集機(jī)64

總結(jié)68

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)68

問(wèn)題68

第3章　項(xiàng)目管理與團(tuán)隊(duì)合作技能75

3.1　在團(tuán)隊(duì)中工作75

3.1.1　建立一個(gè)有效的團(tuán)隊(duì)76

3.1.2　組織結(jié)構(gòu)圖78

3.1.3　職位描述79

3.1.4　團(tuán)隊(duì)聯(lián)系人列表79

3.1.5　團(tuán)隊(duì)會(huì)議79

3.1.6　與組織中其他團(tuán)隊(duì)合作80

3.2　管理任務(wù)：保持項(xiàng)目正常進(jìn)行82

3.2.1　清單83

3.2.2　時(shí)間表83

3.2.3　甘特圖84

3.2.4　PERT圖84

3.3　文檔：項(xiàng)目成功的關(guān)鍵88

3.3.1　紙質(zhì)文檔與電子文檔88

3.3.2　工程師的日志（筆記本）89

3.3.3　日志格式90

3.3.4　使用你的工程日志90

3.3.5　技術(shù)報(bào)告91

3.3.6　軟件文檔與工程日志的作用92

3.3.7　日志的重要性：案例研究1…93

3.3.8　日志的重要性：案例研究2…94

3.4　法律問(wèn)題：知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專利和商業(yè)機(jī)密96

3.4.1　專利96

3.4.2　專利術(shù)語(yǔ)96

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)97

問(wèn)題97

第4章　工程工具101

4.1　估計(jì)101

4.2　數(shù)字處理107

4.2.1　國(guó)際單位制107

4.2.2　單位一致108

4.2.3　有效數(shù)字108

4.2.4　尺寸和公差109

4.3　圖的類型111

4.3.1　半對(duì)數(shù)圖111

4.3.2　雙對(duì)數(shù)圖113

4.3.3　極坐標(biāo)圖114

4.3.4　三維圖形114

4.4　原型設(shè)計(jì)117

4.5　逆向工程122

4.6　計(jì)算機(jī)分析123

4.7　規(guī)格說(shuō)明表134

4.8　因特網(wǎng)134

4.9　電子表格在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用…137

4.10　實(shí)體模型與計(jì)算機(jī)輔助制圖143

4.10.1　為什么要畫(huà)工程圖144

4.10.2　圖紙的類型144

4.11　系統(tǒng)仿真149

4.12　電子電路仿真151

4.13　圖形化編程153

4.14　微處理器：另一種形式的計(jì)算機(jī)154

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)155

問(wèn)題156第5章　人機(jī)界面164

5.1　人類如何與機(jī)器交互164

5.2　人體工程學(xué)165

5.3　認(rèn)知167

5.4　人機(jī)界面：案例研究168

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)178

問(wèn)題178

第6章　工程師與現(xiàn)實(shí)世界181

6.1　社會(huì)對(duì)工程師的看法181

6.2　工程師如何吸取教訓(xùn)183

6.3　失敗在工程設(shè)計(jì)中的影響：案例研究185

6.3.1　案例1：塔科馬海峽大橋185

6.3.2　案例2：哈特福德市民中心186

6.3.3　案例3：挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)186

6.3.4　案例4：堪薩斯市凱悅酒店187

6.3.5　案例5：三里島189

6.3.6　案例6：美國(guó)巡洋艦溫森斯號(hào)190

6.3.7　案例7：哈勃望遠(yuǎn)鏡191

6.3.8　案例8：哈維蘭彗星型客機(jī)192

6.3.9　案例9：坍塌的天花板193

6.3.10　案例10：花旗集團(tuán)中心…194

6.3.11　案例11：福特Pinto196

6.4　在設(shè)計(jì)中做好失敗的準(zhǔn)備196

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)197

推薦閱讀197

問(wèn)題197

第7章　學(xué)會(huì)表達(dá)、書(shū)寫(xiě)及演講199

7.1　良好溝通技巧的重要性199

7.2　準(zhǔn)備會(huì)談、演講和會(huì)議200

7.3　準(zhǔn)備正式演講201

7.4　撰寫(xiě)電子郵件、信件及備忘錄205

7.4.1　撰寫(xiě)電子郵件206

7.4.2　正式電子郵件的頭206

7.4.3　郵件內(nèi)容的第一句206

7.4.4　正文207

7.4.5　書(shū)寫(xiě)正式的備忘錄和信件209

7.5　撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告、提案和期刊文章212

7.5.1　技術(shù)報(bào)告212

7.5.2　期刊論文213

7.5.3　提案213

7.6　撰寫(xiě)說(shuō)明手冊(cè)213

7.6.1　簡(jiǎn)介213

7.6.2　安裝213

7.6.3　操作214

7.6.4　安全性214

7.6.5　故障排除214

7.6.6　附錄214

7.6.7　內(nèi)容的重復(fù)215

7.7　技術(shù)文檔撰寫(xiě)策略218

7.7.1　對(duì)撰寫(xiě)的文檔做好規(guī)劃218

7.7.2　選擇合適的地點(diǎn)撰寫(xiě)文檔…218

7.7.3　確定讀者218

7.7.4　做筆記218

7.7.5　創(chuàng)建主題標(biāo)題219

7.7.6　短暫休息219

7.7.7　寫(xiě)第一稿219

7.7.8　閱讀草稿219

7.7.9　修改草稿219

7.7.10　修改、修改、再修改219

7.7.11　審查最后的草稿220

7.7.12　常見(jiàn)的撰寫(xiě)錯(cuò)誤220

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)221

問(wèn)題221

索引224

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