《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。《電力系統(tǒng)保護與控制》配有課件，可供教師免費使用。
《電力系統(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。
注重物理概念和工程應用，體現(xiàn)新技術，突出解決問題的思路與方法 內容安排合理，易教易學，思考題和習題設計多樣 立足基本原理，注重系統(tǒng)性，突出漸進性 由淺入深，內容精簡，邏輯性強 可為任課教師提供電子課件
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。
通過本書的學習，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。
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)自動控制的內容及控制方式
1.3.1 電力系統(tǒng)自動控制的主要內容
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 單側電源網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 多側電源網絡相問短路的方向性電流保護
2.3.1 多側電源網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 雙側電源網絡中電流保護整定的特點
2.4 中性點直接接地電網的接地保護
2.4.1 中性點直接接地電網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的單相接地保護
2.5.1 中性點不接地電網中單相接地故障的特點和保護方式
2.5.2 中性點經消弧線圈接地電網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 單側電源線路的三相一次自動重合閘
5.6. 2雙側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 自動勵磁調節(jié)裝置原理及工作特性
8.3.1 勵磁調節(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)字式自動勵磁調節(jié)器的工作原理
8.4.1 數(shù)字式自動勵磁調節(jié)器的軟件流程
8.4.2 電氣量測量和調節(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節(jié)
9.1 概述
9.1.1 頻率及有功功率調節(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)的自動調頻方法
9.2.1 概述
9.2.2 單區(qū)域系統(tǒng)的自動調頻方法
9.2.3 聯(lián)合電力系統(tǒng)的自動調頻方法
9.3 電力系統(tǒng)頻率調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性
9.3.1 調節(jié)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
9.3.2 頻率調節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性
9.4 電力系統(tǒng)有功功率經濟分配控制
9.4.1 發(fā)電設備的經濟特性
9.4.2 等微增率準則
9.4.3 考慮網絡損耗的負荷經濟分配
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
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，對保證電網安全、經濟運行和電能質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。
電力系統(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)生短路時可能產生以下的后果：
（1）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；
（2）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；
（3）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)定性或影響工廠產品質量；
（4）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。
電力系統(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。
繼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。
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