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《现代电力系统继电保护与自动装置实用技术》 内容简介 本书深入探讨了现代电力系统继电保护与自动装置的原理、设计、运行、维护及常见故障处理，旨在为电力行业从业人员提供一本兼具理论深度与实践指导意义的专业参考书。全书结构严谨，内容翔实，覆盖了从基础理论到前沿技术的广泛领域。 第一部分：电力系统继电保护基础理论与元件 本部分首先回顾了电力系统继电保护的基本概念、发展历程及其在电力系统安全稳定运行中的核心地位。详细阐述了继电保护的四大基本要求：速动性、可靠性、灵敏性和正确性，并探讨了如何在实际工程中平衡这些相互制约的性能指标。 在理论基础方面，重点剖析了故障电流的特性，包括短路电流的暂态分量、次暂态分量和稳态分量，以及如何利用这些特性设计保护方案。对电流互感器（CT）和电压互感器（PT）的误差特性、负荷影响、饱和现象及其对保护动作的实际影响进行了细致的分析，这是保证所有二次回路准确性的关键前提。 保护元件部分，系统介绍了传统机电式继电器的工作原理、优缺点及应用场景，并着重介绍了当前主流的微机保护装置（MFP）的硬件架构、软件平台、微处理器技术在保护算法中的应用，以及其在数据采集、信息处理和自检诊断方面的先进能力。对数字滤波器（如傅里叶变换、小波变换）在提取有效故障信号中的应用进行了深入探讨。 第二部分：主要电气量的保护技术 这一部分是全书的核心，详细介绍了针对不同电气量的主导保护方案。 一、电流保护： 覆盖了过电流保护、电流速断保护、限时电流保护、反时限电流保护的设计与整定计算。重点讨论了方向电流保护（阻抗式和角度式）的原理，以及在复杂电网结构下，如何利用IEC 60909标准或其他相关标准进行准确的短路电流计算，并据此确定各级保护的动作时间与电流定值。 二、电压与阻抗保护： 深入讲解了失压保护、准恒定阻抗保护（距离保护）的原理。距离保护是输电线路保护的基石，本书不仅解析了阻抗计算的几何意义，更详尽阐述了对电抗接地系统、发生不对称故障、接触网接地、高频阻尼等复杂工况下，距离保护的“死区”与“越保护区”现象的成因，以及采用功角判据、高频制动、载波闭锁等抗干扰措施的实际应用。 三、频率与同步保护： 探讨了低频减载和准失磁保护在维持系统转动惯量平衡中的作用。详细介绍了同步检测技术，包括同步发电机的同期并网装置、失步保护的原理、判据（如功角变化率、功角速度、功差等）的选择和定值整定，确保发电机安全可靠地接入或脱离电网。 四、纵差动与横差动保护： 剖析了电流差动保护原理，它是变压器、母线、线路等重要设备的主要保护形式。对瓦斯保护、匝间短路保护等变压器内部故障保护进行了细致讲解。对于母线保护，着重比较了基于电流的内外元件法、单元法、高频阻波器法等多种方案的优缺点和抗CT饱和的措施。 第三部分：输电线路与设备的主保护与后备保护 本部分结合实际电网结构，系统性地介绍了针对不同设备和线路的保护配置。 一、输电线路保护： 重点阐述了高压和超高压输电线路的保护配置，包括三段式距离保护与纵差动保护的配合使用。详细分析了串联电抗器对距离保护的影响，以及采用MR型（多性能测量与判据）保护装置处理不同故障类型的先进技术。 二、变压器保护： 覆盖了瓦斯保护、比率差动保护、过电流保护（作为后备）和中中性点接地保护（作为匝间短路后备）的设计与定值。特别关注了变压器励磁涌流的抑制技术以及差动保护的死区处理。 三、发电机组保护： 系统介绍了定子和转子的各种保护，包括定子接地保护（高阻接地和低阻接地）、定子过流、过电压、失磁、失磁定子匝间短路保护，以及励磁系统故障保护。 四、母线保护： 比较了单元保护和母差保护的适用性，并探讨了在大型变电站中如何通过构建保护域和利用逻辑配合来实现快速、可靠的母线保护。 第四部分：电力系统自动装置与故障录波 本部分扩展至电力系统的自动控制与快速动作装置。 一、自动准同期与自动重合闸（AR）： 详细解释了自动准同期装置如何精确匹配发电机或线路的电压、频率和相位角，实现安全并网。对单相、三相重合闸的原理、重合闸时限的确定、不同网络条件的重合闸成功率分析进行了深入讨论，包括对不同类型开关设备动作时间的匹配要求。 二、自动准静态解列（ASD）与低频减载： 阐述了这些装置在维持电网功频稳定中的关键作用，包括如何根据系统失稳程度，快速切除非同步机组或区域负荷，以防止大面积停电。 三、故障录波与分析： 介绍了高精度故障录波器的原理、同步采集技术以及如何利用录波数据（包括模拟量和SOE事件记录）对保护动作的可靠性、定值准确性及设备故障进行事后分析和评估。 第五部分：现代继电保护的挑战与发展趋势 本书的最后部分聚焦于行业前沿动态。探讨了柔性直流输电（HVDC）和柔性交流输电（FACTS）对传统保护理论带来的挑战，以及新型保护技术（如基于PMU的广域保护WAMS、基于通信的保护CBIP）的原理和应用潜力。同时，对IEC 61850标准下的以太网通信、网络安全在保护系统中的重要性进行了展望。 本书配有大量工程实例、计算公式推导及典型保护接线图，理论与实践紧密结合，是继电保护技术人员、电力系统设计、运行及维护工程师的必备工具书。
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