电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:崔家佩等

出品人:

页数:629

译者:

出版时间:1901-01-01

价格:60.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801252845

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电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 前言 现代电力系统赖以生存的根基，在于其运行的可靠性与安全性。而在这可靠与安全背后，无形的守护者——继电保护与安全自动装置，扮演着至关重要的角色。它们如同电力系统的“神经网络”，时刻监测着运行状态，一旦发生异常，便能迅速、准确地做出反应，切断故障，保障系统的稳定运行，维护广大人民群众的生命财产安全。 本书旨在系统、深入地探讨电力系统继电保护与安全自动装置的理论基础、工作原理、计算方法以及实际应用。我们将从最基础的概念出发，逐步深入到复杂的计算模型和工程实践，力求为广大从事电力系统运行、设计、调试、科研等工作的工程技术人员提供一本既具理论深度又具实践指导意义的参考书籍。 第一章 继电保护与安全自动装置概述 本章将为读者构建对继电保护与安全自动装置一个整体的认识框架。 电力系统的发展与继电保护的需求： 简述电力系统的演进历程，从早期简单的直流系统到如今复杂庞大的交流同步发电机系统，以及对供电可靠性、经济性的不断追求，引出继电保护作为保障系统正常运行不可或缺的手段。 继电保护与安全自动装置的基本概念： 明确继电保护和安全自动装置各自的定义、目的、作用以及它们之间的联系与区别。强调继电保护是以“保护”为核心，而安全自动装置则更侧重于“自动”地改善系统运行状态。 继电保护的基本组成部分： 详细介绍继电保护系统的基本构成，包括测量元件（如电流互感器、电压互感器）、比较元件（如继电器）、出口（执行）元件（如断路器）以及操作回路。 继电保护的分类： 从不同维度对继电保护进行分类，例如按照被保护的设备（发电机、变压器、线路、母线等）、按照动作的特性（定时限、反时限、复合等）、按照保护的原理（过电流、距离、差动、零序等）。 安全自动装置的作用与分类： 阐述安全自动装置在提高系统稳定性、防止大面积停电方面的关键作用。介绍常见的安全自动装置，如自动重合闸（AR）、自动减负荷（AL）、自动准同期装置（AP）、频率制度自动调整装置（ARS）等。 继电保护与安全自动装置的发展趋势： 展望数字技术、微机技术、通信技术在继电保护与安全自动装置领域的应用，如微机保护、智能变电站、泛在电力物联网等，以及它们在性能提升、功能拓展、运行优化方面带来的巨大潜力。 第二章 继电保护的基本原理与电气量 本章将深入探讨构成继电保护工作基础的核心理论和电气量。 短路及其对电力系统的危害： 详细分析短路在电力系统中的类型（如相间短路、单相接地短路、两相短路等）、发生原因以及短路时流过的短路电流特性（幅值巨大、变化快）。阐述短路对设备绝缘、系统稳定性、人身安全造成的严重威胁。 故障的特征与检测： 探讨不同故障类型下，电力系统电气量（电流、电压、频率、功率角等）的变化特征。分析如何利用这些特征来检测和判断故障的发生。 继电保护的基本判据： 介绍继电保护设计中常用的判据，如最大灵敏度和最小出口能力。解释这些判据如何在保证保护可靠动作的同时，最大限度地避免误动作。 常用电气量的测量与互感器： 电流互感器（CT）： 详细介绍CT的工作原理、分类（按用途、按结构）、技术参数（变比、准确级、饱和特性等）以及在继电保护中的作用。重点讲解CT的选择与校验。 电压互感器（PT）： 类似地，详细介绍PT的工作原理、分类、技术参数（变比、准确级、绝缘水平等）以及其在继电保护中的应用。 其他测量元件： 简要介绍用于测量直流电压、频率、功率等电气量的传感器和测量技术。 短路电流的计算方法： 短路电流计算的常用方法： 介绍计算短路电流的几种主要方法，如标幺值法、分量法等。重点讲解标幺值法的原理、优点及其在大型电力系统中的广泛应用。 短路电流计算所需参数： 列举进行短路电流计算所需的基本参数，包括发电机、变压器、线路、母线等设备的参数。 不同故障类型下的短路电流计算： 分别介绍单相接地短路、相间短路等不同故障类型下的短路电流计算公式与方法。 系统参数的获取与应用： 讨论如何在实际工程中获取准确的系统参数，例如通过系统运行数据、设备铭牌信息、现场测试等。强调参数的准确性对于整定计算的重要性。 第三章 常用继电保护的原理与整定计算 本章将聚焦于电力系统中最为常见和关键的几种继电保护原理，并详细阐述其整定计算的流程与方法。 过电流保护： 过电流保护的原理： 介绍以电流作为主要判据来识别故障的过电流保护原理。 过电流保护的类型： 讲解电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护等不同类型的过电流保护。 整定计算： 详细推导和讲解各种过电流保护的整定计算公式。重点阐述整定计算中需要考虑的因素，如正常运行时的最大负荷电流、最小负荷电流、短路电流、灵敏度系数、加速系数、配合时间等。 实例分析： 通过具体的算例，演示不同类型设备（如线路、变压器）过电流保护的整定计算过程。 距离保护： 距离保护的原理： 介绍距离保护以故障阻抗作为判据的原理，利用故障点阻抗与保护范围阻抗的比较来判断故障位置。 阻抗的测量与计算： 讲解如何在运行中测量故障阻抗，以及如何根据系统参数计算出保护范围内应有的阻抗。 距离保护的区段划分： 阐述距离保护是如何通过设置不同的动作区段来提供多层保护和实现保护的配合。 整定计算： 详细讲解距离保护各区段的整定计算方法。重点考虑线路参数、互感器变比、保护动作特性（如圆特性、椭圆特性）、药箱（区段）的越出与收缩等因素。 实例分析： 通过算例展示线路距离保护的整定计算过程。 差动保护： 差动保护的原理： 介绍差动保护利用基尔霍夫电流定律，通过比较被保护设备两侧的电流来判断故障。当两侧电流之差达到一定阈值时，保护动作。 差动保护的应用范围： 强调差动保护在保护发电机、变压器、母线、电动机等设备方面的优点（高灵敏度、高选择性）。 差动保护的类型： 介绍定比制、可变比制、高频差动保护等差动保护的实现方式。 整定计算： 详细讲解差动保护的整定计算，包括静态制动系数、动态制动系数的选取，以及励磁涌流对差动保护的影响与对策。 实例分析： 通过算例演示变压器差动保护的整定计算。 零序保护： 零序电流与零序电压的产生： 分析在发生单相接地故障时，系统中产生的零序电流和零序电压。 零序保护的原理： 介绍利用零序电流或零序电压来检测接地故障的零序保护原理。 零序保护的类型： 讲解零序过电流保护、零序过电压保护、零序阻抗保护等。 整定计算： 阐述零序保护的整定计算方法，重点考虑系统接地方式、接地电阻、零序阻抗等因素。 实例分析： 通过算例展示线路零序保护的整定计算。 第四章 安全自动装置的原理与整定计算 本章将聚焦于电力系统中保障系统稳定运行的关键——安全自动装置。 自动重合闸（AR）： 自动重合闸的作用与必要性： 阐述自动重合闸在消除瞬时性故障、恢复供电、提高供电可靠性方面的作用。 自动重合闸的工作原理： 详细介绍自动重合闸的动作过程，包括检测断路器跳闸后、故障消失后、同期性检查等环节。 自动重合闸的参数整定： 讲解自动重合闸的重合闸次数、重合闸时间、同期检查判据等参数的整定原则和计算方法。重点考虑故障类型、故障持续时间、同期电压、频率等因素。 实例分析： 通过算例演示线路自动重合闸的整定。 自动减负荷（AL）： 自动减负荷的作用与必要性： 解释自动减负荷在防止因系统频率下降导致大规模停电，维持系统频率稳定方面的作用。 自动减负荷的工作原理： 介绍自动减负荷装置如何根据系统频率下降的幅度，按预设的级数自动切除一部分负荷。 自动减负荷的参数整定： 讲解自动减负荷装置的减负荷级数、各级减负荷的功率值、动作频率值等参数的整定原则和计算方法。 实例分析： 通过算例演示自动减负荷装置的整定。 自动准同期装置（AP）： 自动准同期装置的作用与必要性： 阐述自动准同期装置在发电机或线路并列时，自动调整电压、频率和相位，保证安全可靠并列的关键作用。 自动准同期装置的工作原理： 详细介绍自动准同期装置如何检测待并列的电源与系统之间的电压、频率和相位差，并自动进行调整。 自动准同期装置的参数整定： 讲解自动准同期装置的电压合格判据、频率合格判据、相位角合格判据以及允许的误差范围等参数的整定。 其他安全自动装置简介： 简要介绍其他重要的安全自动装置，如自动发电控制（AGC）、频率制度自动调整装置（ARS）等，并说明其基本原理和作用。 第五章 继电保护与安全自动装置的配合与可靠性 本章将深入探讨不同保护与装置之间的协调配合，以及如何确保其可靠性。 保护配合的基本原则： 阐述继电保护配合的基本原则，包括选择性、灵敏性、快速性、可靠性。解释不同原则之间的权衡与折衷。 相间保护与接地保护的配合： 分析相间短路保护与接地短路保护在整定值、动作时间和保护范围上的配合关系。 同一设备上不同类型保护的配合： 例如，线路上的过电流保护与距离保护，变压器上的差动保护与后备过流保护之间的配合。 保护与自动装置的配合： 重点阐述继电保护动作后的自动装置（如重合闸）的配合逻辑，以及如何避免保护误动导致自动装置错误动作。 保护与断路器的配合： 讨论断路器的开断能力、操作时间和接通能力对继电保护整定值的影响。 系统的可靠性分析： 继电保护可靠性的评价指标： 介绍继电保护的可靠性指标，如正确动作率、拒动率、误动率等。 影响保护可靠性的因素： 分析影响继电保护可靠性的因素，如设备质量、安装调试、运行维护、外部干扰等。 提高继电保护可靠性的措施： 提出提高继电保护可靠性的具体措施，如选用高质量设备、严格安装调试、定期维护检修、加强人员培训等。 继电保护的检修与试验： 介绍继电保护装置的定期检修和试验项目，包括直流电阻测量、交流参数测量、动作特性测试、整套功能试验等，确保保护装置时刻处于良好工作状态。 第六章 现代继电保护技术与发展 本章将介绍当前电力系统继电保护领域的新技术、新发展以及未来的趋势。 微机保护技术： 微机保护的原理与优势： 详细介绍微机保护采用数字信号处理技术、微处理器作为核心的原理，以及其在高性能、智能化、功能集成化方面的优势。 微机保护的功能： 介绍微机保护除了基本的保护功能外，还具备测量、监视、通信、自检、事件录波等多种功能。 微机保护的整定计算： 阐述微机保护的整定计算方法，通常需要通过软件完成，但仍需理解其背后的原理。 智能变电站与IEC 61850标准： 智能变电站的构成与特点： 介绍智能变电站以数字化、网络化、集成化为核心的特点，以及其在信息采集、设备控制、状态监测等方面的提升。 IEC 61850标准： 详细介绍IEC 61850国际标准在智能变电站通信、数据模型、继电保护信息交换等方面的作用。 新能源接入对继电保护的影响： 新能源发电的特点： 分析风电、光伏等新能源发电的间歇性、波动性、弱惯性等特点。 新能源接入对继电保护提出的挑战： 探讨新能源接入对短路电流、系统阻抗、保护配合、孤岛效应等方面的影响。 应对新能源接入的继电保护新策略： 介绍适应新能源接入的继电保护新方案，如快速响应的保护、直流闭锁保护、接地故障保护的改进等。 电力系统分析与仿真软件的应用： 常用仿真软件介绍： 介绍国内外常用的电力系统分析与仿真软件，如ETAP, PSS/E, PSCAD/EMTDC等。 仿真软件在继电保护整定计算中的应用： 阐述如何利用这些软件进行短路电流计算、系统故障仿真、保护特性分析以及整定结果的校验。 继电保护的未来展望： 展望人工智能、大数据、云计算在继电保护领域的应用，以及柔性交流输电系统（FACTS）、直流输电技术等对继电保护提出的新要求。 附录 常用电气量单位换算表 短路电流计算常用公式汇总 继电保护典型整定计算流程图 相关技术标准与规范列表 结语 继电保护与安全自动装置是电力系统安全稳定运行的基石。本书力求通过系统性的论述和详细的计算讲解，帮助读者深刻理解其原理，掌握计算方法，从而在实际工作中能够更加准确、有效地应用这些技术，为保障电力系统的安全可靠运行贡献力量。希望本书能够成为广大电力工程技术人员在学习和工作中的良师益友。

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我是一名刚刚踏入电力系统设计领域的研究生，对于复杂的保护计算感到既兴奋又有些无从下手。市面上相关的教材和参考资料汗牛充栋，但往往理论性过强，缺乏足够的工程实例指导。我最关注的是，这本书在讲解基本原理时，是否能清晰地阐述每一步计算背后的物理意义和逻辑推导。更重要的是，我非常需要书中能提供详尽的、可操作的计算步骤和图表，最好能辅以一些主流软件（如ETAP或PSCAD）的应用示例。如果它能引导我们理解如何根据电网结构、设备参数和保护配合要求，一步步推导出最优的整定值，而不是简单地给出公式，那这本书的价值将不可估量。我希望它能成为我从课堂知识走向实际工程应用的桥梁。

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这本新书的问世，对于电力系统领域的研究者和工程师来说，无疑是一个振奋人心的消息。我是一名长期在一线从事电力系统运行维护工作的老兵，深知理论与实践相结合的重要性。在过去的工作中，我们常常面临各种复杂的故障场景，对继电保护装置的精确设定和安全自动装置的有效配合提出了极高的要求。我期待看到，这本书如何在严谨的理论基础上，结合大量的实际案例和工程经验，为我们提供一套系统、实用的整定计算方法。特别希望它能深入探讨不同类型电气设备在不同运行工况下的保护特性，以及如何利用最新的仿真技术来验证和优化整定参数。如果书中能涵盖最新的国家标准和行业规范，并对一些前沿的自适应保护技术有所涉猎，那就更好了。这本书如果能成为我们案头常备的工具书，那将是极大的福音。

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我是一位大学的教授，在给学生讲授继电保护课程时，最大的困难是如何将抽象的数学模型与工程实践中的复杂性有效结合。我非常看重一本教材或参考书的逻辑严密性和内容的启发性。这本书如果能在继承经典理论的同时，引入最新的研究成果，比如基于机器学习或大数据分析的自学习保护整定思路，那将极大地拓宽学生的视野。此外，对于那些经典的、但仍在不断演进的保护算法（如距离保护的盲区处理、纵联保护的改进方案），书中是否有深入的探讨和比较分析？我希望这本书不仅仅是一本“如何计算”的工具书，更是一本能激发读者对保护技术未来发展进行独立思考的学术精品。

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作为一名资深的电力系统规划工程师，我更侧重于从宏观和系统稳定性的角度看待继电保护。对我而言，一本优秀的参考书必须能够将局部的保护整定与整个电网的稳定运行紧密联系起来。我期待这本书能够深入分析不同保护装置之间的时限配合问题，尤其是在特高压、柔性直流输电等新型电网接入背景下的挑战与应对策略。书中对于系统故障的分类、故障电流的计算方法，以及如何在高渗透率新能源接入的情况下，保证保护动作的可靠性和选择性，是否有独到的见解和先进的计算模型？如果能提供一些针对极端故障场景的仿真分析和整定校验流程，那将极大地提升我们规划设计的严谨性。

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我主要负责电力自动化设备的研发和维护工作，对底层硬件和软件的特性有深入的了解。这本书对我而言，除了基础的计算方法外，更重要的是它对保护装置的特性曲线的描述是否足够细致和准确。例如，微机保护的非线性特性、谐波对电流互感器饱和的影响如何量化到整定计算中？在安全自动装置方面，低频减载、准无功补偿等策略的整定值是如何与主保护的动作逻辑进行有效耦合和协调的？我希望看到书中能提供更贴近产品实际性能参数的计算指导，而不是过于理想化的模型。只有这样，我们才能确保设计的保护方案在实际设备上完美运行，真正实现“安全”与“可靠”的统一。

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