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新型继电保护和故障测距的原理与技术（第2版），ISBN：9787560524399，作者：葛耀中
《电网运行与故障诊断：理论、方法与实践》 内容梗概： 本书深入探讨了现代电力系统运行的复杂性，以及在发生故障时如何进行准确、高效的诊断与处理。全书围绕“稳定运行”与“快速恢复”两大核心目标展开，从基础理论到前沿技术，系统性地阐述了电网运行的动力学特性、各类故障的成因与表现，并详细介绍了当前主流的故障诊断技术、测量手段以及相应的处理策略。本书旨在为电力系统工程师、科研人员、相关专业学生以及对电力系统运行与安全感兴趣的读者提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考著作。 第一部分：电力系统运行基础与稳定性 本部分将首先回顾和梳理电力系统运行的基本概念，包括电能的产生、输送、分配以及负荷特性。在此基础上，深入剖析电力系统运行的动态过程，强调能量平衡在维持系统稳定运行中的关键作用。我们将详细阐述电力系统运行中可能遇到的各种不确定性因素，例如负荷的波动性、发电机组的出力变化、以及线路参数的动态调整等，并分析这些因素对系统稳定性的潜在影响。 随后，本书将聚焦于电力系统的稳定性问题。我们将从稳态运行和暂态运行两个层面，全面介绍不同类型的电力系统稳定性，包括电压稳定性、频率稳定性以及转相稳定性。对于每种稳定性，我们将深入讲解其形成机理、判断依据以及可能导致系统失稳的典型工况。例如，在电压稳定性方面，将分析无功功率平衡的重要性，以及负荷涌流、线路故障等对电压稳定性的影响；在频率稳定性方面，将重点讨论调频调压机体的响应特性，以及负荷扰动和发电机组出力变化对系统频率的影响；在转相稳定性方面，将深入解析大扰动发生时，发电机转子角度的动态变化，以及阻尼控制和稳定器的作用。 本书还将详细介绍评价和分析电力系统稳定性的常用方法和工具，包括潮流计算、暂态稳定仿真以及灵敏度分析等。我们将解释这些分析方法的原理，并结合实际算例，展示如何利用这些工具来评估系统的稳定裕度，识别潜在的薄弱环节，并为系统的规划和运行提供决策依据。此外，我们还会探讨动态安全域的概念，以及如何在运行中动态地监测和维护系统的稳定性。 第二部分：电力系统故障分析与特征 本部分将系统性地梳理电力系统中可能发生的各类故障。我们将根据故障的性质，将其划分为接地故障（包括单相接地、两相接地、三相接地）、短路故障（包括相间短路）以及断线故障等。对于每种类型的故障，我们将详细分析其发生的原因，例如绝缘损坏、设备老化、雷击、外力破坏以及人为失误等，并深入探讨故障在系统中所产生的电气特征。 我们将重点关注故障引起的电流和电压变化，例如故障电流的大小、方向、对称分量以及相量变化等。这些电气特征是后续进行故障诊断和定位的基础。例如，我们将详细阐述对称分量法的原理，以及如何利用正序、负序和零序分量来表征不同类型故障的特征。同时，还将分析故障对系统参数的影响，例如线路阻抗、接地电阻以及电网结构的改变等。 此外，本书还将讨论不同类型故障对电力系统运行的影响，包括对系统电压、频率、功率潮流以及设备运行状态的影响。我们将分析这些影响的严重程度，以及它们可能引发的连锁反应，例如串联故障、振荡甚至大面积停电等。本书还将探讨非电力因素对故障的影响，例如天气条件（雷暴、冰雪）、地理环境以及人为操作失误等。 第三部分：故障诊断与测量技术 本部分是本书的核心内容之一，将聚焦于实际的故障诊断与测量技术。我们将详细介绍各种用于检测和定位故障的先进技术手段。 继电保护原理与应用： 尽管本书不涉及具体的新型继电保护装置，但我们将深入讲解经典及现代继电保护的基本原理，包括其基本功能（选择性、快速性、灵敏性、可靠性）、保护方式（过流保护、差动保护、距离保护、零序保护等）以及不同保护配置的应用场景。我们将解释这些保护原理是如何基于故障的电气特征来判断故障并发出跳闸指令的。 故障录波与事件记录： 详细介绍故障录波器（FDR）和事件记录器（SR）的工作原理、数据采集方式以及分析方法。我们将阐述这些设备如何捕获故障发生时的瞬态电气信号，为故障分析提供宝贵的第一手资料。 基于相量测量单元（PMU）的故障诊断： 介绍PMU技术在监测系统动态、检测暂态扰动以及辅助故障诊断中的作用。我们将探讨如何利用PMU采集的高精度、高采样率的相量数据来识别故障类型、评估故障影响范围，甚至进行实时故障定位。 人工智能与机器学习在故障诊断中的应用： 探讨人工智能（AI）和机器学习（ML）技术如何应用于电力系统故障诊断。我们将介绍基于AI/ML的故障模式识别、故障类型分类、故障位置估计以及故障原因预测等方法。例如，将介绍如何利用数据挖掘技术从大量的历史故障数据中学习故障特征，并构建高效的故障诊断模型。 故障暂态信号分析： 深入讲解如何分析故障发生后产生的各种暂态信号，例如高频暂态信号、谐波分量以及暂态电压和电流的波形变化。我们将介绍傅里叶变换、小波分析等信号处理技术在故障特征提取和故障诊断中的应用。 基于通信的故障信息融合： 探讨如何利用先进的通信技术，例如宽带电力线载波通信（PLC）、光纤通信以及无线通信等，实现故障信息的实时采集、传输和融合。我们将分析不同通信方式在故障诊断中的优劣势，以及如何构建高效的通信网络支持故障诊断。 第四部分：故障定位与处理策略 本部分将聚焦于故障发生后的定位以及相应的处理策略，旨在最大限度地减少故障影响，快速恢复系统供电。 故障定位技术： 基于阻抗的故障定位： 详细介绍传统的基于测量阻抗进行故障定位的方法，包括单端测量和双端测量。我们将分析其原理、计算公式以及影响因素（例如接地电阻、线路参数不准确等）。 基于故障电流和电压的定位： 介绍利用故障发生时的电流和电压信息，结合线路参数，通过数学模型进行故障定位的方法。 基于暂态信号的定位： 探讨如何利用故障发生后的高频暂态信号、谐波成分或故障波形特征进行更精确的故障定位，特别是在复杂电网结构和接地电阻较大的情况下。 基于故障录波器数据分析的定位： 结合故障录波器记录的详细数据，通过对比分析不同站点的录波信息，来精确判断故障位置。 差流法和差压法： 介绍差流法和差压法在故障定位中的原理和应用。 故障隔离与恢复： 自动重合闸策略： 详细分析自动重合闸（AR）的原理、分类（单相重合闸、三相重合闸）及其在消除瞬时性故障、恢复供电中的重要作用。同时，也将讨论AR的适用条件和可能带来的风险。 故障隔离与电网重构： 介绍在故障发生后，如何通过开关操作实现故障线路或设备的隔离，避免故障的扩大。并在此基础上，探讨电网重构的原则和方法，以最快速度恢复对非故障区域的供电。 故障处理的优先级与策略： 讨论在不同类型的故障下，应采取怎样的处理优先级和策略。例如，重大故障与一般故障的处理流程差异，以及在保障电网安全运行前提下的快速恢复原则。 对策与预防： 设备选型与维护： 强调合理选型电力设备，以及加强日常维护和巡检，是预防故障发生的根本。 电网规划与改造： 论述在电网规划和改造中，如何考虑故障的影响，提高电网的抗故障能力，例如增加备用电源、优化线路布局等。 运行规程与人员培训： 强调规范的运行规程和高素质的操作人员是保障电网安全稳定运行的关键。 第五部分：案例分析与未来展望 在本书的最后部分，我们将精选若干具有代表性的电力系统故障案例，对这些案例进行深入的分析。通过分析真实的故障发生过程、诊断与处理过程，以及事后总结，来巩固和深化读者对前述理论和技术的理解。案例分析将涵盖不同地区、不同类型电网以及不同故障类型，力求全面性。 最后，本书将对电力系统运行与故障诊断的未来发展趋势进行展望。我们将讨论诸如智能电网、大范围直流输电、新能源接入以及电动汽车普及等新兴技术和发展方向，对它们可能带来的挑战和机遇进行探讨，并展望未来电力系统在更安全、更可靠、更智能的运行方向上的发展前景。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 在深入讲解理论原理的同时，注重与实际工程应用的结合，通过丰富的案例分析加深理解。 系统性强： 全面覆盖电力系统运行、故障分析、诊断与处理的各个环节，结构清晰，逻辑严谨。 内容前沿： 融入了当前电力系统领域的一些前沿技术和发展理念，例如AI/ML在故障诊断中的应用，以及PMU技术等。 语言严谨，通俗易懂： 采用专业严谨的学术语言，同时力求表达清晰，便于不同背景的读者理解。 参考价值高： 适合作为电力系统领域的研究生教材，也可作为电力系统工程师、运行人员以及相关从业人员的必备参考书。 通过阅读本书，读者将能够建立起对电力系统运行的深刻理解，掌握各类故障的诊断方法，并能够有效地处理和预防故障，从而为保障电力系统的安全稳定运行贡献力量。
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