21世纪高等院校教材 电力系统继电保护 原理及新技术 李佑光林东编著 Pg品
前 言 《电力系统继电保护原理及新技术》·书是在教学、科研实践的基础上，为适应 21世纪教学改革的需要而编写的。本书融继电保护原理和微型计算机式（数字 式)继电保护新技术为一体，将传统继电保护和微型计算机继电保护有机地结合在 一起，以电力系统电气元件为主线，根据电网的不同结构、不同元件，针对各种故障 和不正常运行状态，较系统地进行了理论分析，讲述了继电保护的基本原理、计算 机数字信号处理方法，并重点讲述了继电保护新技术的应用。 我们在编与本书时力求全面系统地将理论基础、成熟技术和新成果一·一介绍 给读者，同时在结构编排上尽量考虑各章节的独立性，以方便各专业根据不同的教 学计划灵活选用。本书共九章。第-章概述电力系统继电保护技术的基本任务和 要求，继电保护的基本原理和继电保护装置的基本结构，展望其发展趋势。第二至 第四章讲述电力系统继电保护的基础知识及基本原理，第五至第九章分别针对电 力系统中不同电气元件、不同网络结构，根据不同故障特征，介绍如何应用数字技 术来实现高效的继电保护功能。本书的特点是内容丰富，章节结构素凑，叙述简明 扼要，实用性强。可供高等院校电气工程及其相关专业的本科生，研究生作为教材 使用，也可供电力工业的工程技术人员参考。 本书由李佑光，林东共同编写，第一至第五章由李佑光执笔，第六至第九章由 林东执笔。华中科技大学吴希再教授主审。在编写过程中得到了重庆大学卢继 平，罗建等老师的支持，在此向他们表示深切的谢意。 鉴于某些原因书中难免会有错漏之处，散请读者提出宝贵意见。 编者 2003年2月于重庆大学
目 务 第一章绪论 1 1.1电力系统继电保护的任务…1 1.2 电力系统继电保护的基本要求… 1.3 电力系统继电保护的基本原理与分类，： 4 1.4继电保护装置的基本结构…5 1.5继电保护的发展历史及现状 6 第二章微型计算机继电保护的数字信号基础……8 2.1 采样定理… …8 2.2数字滤波器 2.3徵塑计算机继电保护的基本算法…31 第三章微型计算机继电保护的硬件构成 43 3.1模拟数据采集系统… 44 3.2 开关量输人输出电路…54 3.3人机对话系统的硬件原理 58 第四章电网的电流、阻抗及方向保护… 65 4.1 单侧电源轴射网络相间短路的电流保护… 65 4.2 单侧电源辐射网络相间短路的距高保护 77 4.3双侧电源网络相间短略保护…88 4,4中性点直接接地电网中接地短路保护 …104 4.5中性点非直接接地电网单相接地保护… 116 4.6 影响距离保护的因素及对策… 124 第五章输电线快速纵联保护… 134 5.1输电线的高频距离保护 134 5,2输电线光纤纵联差动保扩 …156 第六章自劲重合闸 178 6.1自动重合阐在电力系统中的作用… 178 6.2 自动重合闻装置的基本要求…。 179 6,3双侧电源送电线路重合闸方式的选择原测… 189 6.4 重合闾动作时限的选择原则… 181 6.5重合闸与继电保护的配合…… …182
宝 电力系统继电保护原理及新技术 6.6 单相自动重合 …184 6.7综合重合闸简介……188 第七章电力变压器的继电保护 189 7.1 概述 189 7.2 变压器的纵联差动保护……19] 7.3 变压器的电流和电压保护 …201 7.4变压器的接地保护…204 7.5 变压器的瓦斯保护 …208 第八章发电机的继电保护… 210 8.概述………210 8.2 发电机的相间短路保护和匝间短路保护…211 8.3 发电机的定子单相接地保护…… 221 8.4发电机的负序过电流和转子接地保护 +44,,………230 8.5发电机的失磁保护 …236 8.6发电机逆功率保护及其他保护 …248 8.7发电机一变压器组继电保护的特点和方案举例… 251 第九章母线的继电保护 260 9.1装设时线保护的基本原则，…，，，，：，：..，，，，. 260 9.2母线继电保护及其实现 261 参考文献…272
第一章绪 论 1.1电力系统继电保护的任务 电力工业是国民经济的基础，是重要的支柱产业。它与国家的兴盛和人民的 安康有着密切的关系，因此，电力产品应该是安全、靠、经济、优质的能源产品。 随着国民经济的飞速发展，电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂。在常 个电力生产过程中，由于人为因素或大自然的原因，会发生这样那样的故障和出现 不正常的运行状态。一日发生故障即会产生如下后果： 1)数值很大的短路电流通过短路点会燃起电弧使故障设备烧坏，烧毁。 2)短路电流通过故障设备和非故障设备时会发热并产生电动力作用，使设备 受到机械性损坏和绝缘损伤以至缩短设备使用寿命。 3)电力系统中电压下降，使大量用户的正常工作遭受破坏或产生废品。 4)破坏电力系统各发电厂之间并列运行的稳定性，导致事故扩大，甚至造成 整个系统瓦解，擁痪。 对于电力系统运行中存在的这些故障隐患，要积极采取一些预防性措施，如提 高设备质址，增加可靠性和延长使用寿命。而从运行管理角度出发，应提高从业人 员的安全意识和增强责任心，提高科学管理水平，增强安全措施以尽量诚少事故的 发生。 对于不可抗拒的事故发生应做到即时发现，并迅速有选择性地切除故障组件， 隔离故障范围，以保证系统非故障部分的安全稳定运行，尽可能减小停电范围，保 护设备安全。 继电保护是一种能反应电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳 闸或发出信号的自动化设备。继电保护一词是指继电保护技术或由各种继电保护 装置单元组成的继电保护系统。其任务是： (1)自动、迅速有选择地切除故障组件，使无故障部分恢复正带运行，使故障 部分设备免遭毁坏。 (2)发现电气组件的不正常状态，根据运行维护条件动作于发信号，减负荷或 跳闸