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目录1

前言1

角注符号说明1

第一章电网故障分析1

第一节对称分量法和短路故障时的复合序网1

一、对称分量法1

二、短路故障时的复合序网2

三、关于零序网络11

第二节小电流接地电网单相接地分析17

一、中性点不接地电网单相接地17

二、中性点经消弧线圈接地电网单相接地26

三、中性点经高电阻接地电网单相接地31

第三节中性点不接地电网正常运行时的中性点位移32

一、电网的不对称度33

二、电网的阻尼率33

一、正常运行时的中性点位移34

第四节补偿电网的中性点位移34

二、单相接地时的中性点位移36

三、断线故障时的中性点位移36

第五节关于过补偿与欠补偿的特性38

第六节中性点直接接地电网单相接地分析40

一、关于接地电流40

二、保护安装处的三相电流及其突变量40

三、保护安装处零序电压与零序电流间的相位关系42

五、保护安装处正序电压突变量与正序电流突变量间的相位关系43

四、保护安装处负序电压与负序电流间的相位关系43

六、保护安装处的正序电压与故障前电压间的相位关系44

七、故障点电流、电压的相量关系44

八、关于非故障相电压45

第七节两相相间短路故障分析46

一、关于短路电流46

二、保护安装处的三相电流及其突变量46

四、故障点与保护安装处电流、电压间相位关系47

三、保护安装处负序电压与负序电流间的相位关系47

第八节两相接地短路故障分析48

一、小电流接地电网中两相接地故障分析49

二、单电源线路上异地不同名相两点接地分析50

第九节变压器两侧电压、电流关系52

一、电压、电流对称分量经变压器的变换52

二、d侧ab相短路54

三、YN侧B相接地56

四、YN侧BC相短路58

第十节400V网络中短路故障计算59

一、计算原则59

二、低压元件阻抗59

三、习取Req、Xeq65

四、短路电流计算65

第二章数字滤波和继电保护算法67

第一节电压、电流数字量的形成67

二、冲激函数与连续时间系统的冲激响应72

第二节连续时间系统的频率特性和冲激响应72

一、连续时间系统的频率特性72

三、H（f）与h（t）间的关系73

第三节离散时间系统的单位冲激序列和频率特性74

一、单位冲激序列与离散时间系统的单位冲激响应74

二、离散时间系统的频率特性75

三、H（ei？Ts）与h（n）间的关系75

第四节Z变换和差分方程75

一、Z变换75

二、Z反变换77

三、差分方程79

第五节数字滤波器80

一、数字滤波器的频率特性80

二、非递归数字滤波器（FIR滤波器）80

三、递归数字滤波器（IIR滤波器）85

一、非周期分量电流的抑制86

第六节计算故障电流的算法86

二、故障电流的计算方法89

第七节傅氏算法93

一、基本原理93

二、傅氏算法的滤波能力分析94

三、频率偏差对傅氏算法的影响96

第八节移相算法98

一、差分算法移相98

二、时差移相运算98

三、短数据窗移相算法99

第九节序分量计算方法100

一、零序电流的计算方法101

二、负序电流的计算方法101

三、正序电流的计算方法103

四、复合序电流的计算方法103

一、突变量提取104

第十节突变量提取和浮动门槛技术104

二、突变量电流受频率偏差的影响105

三、浮动门槛技术106

第十一节故障方向计算方法107

一、相位比较算法107

二、零序方向元件的算法110

三、负序方向元件的算法112

四、正序突变量方向元件的算法114

五、反映相间短路故障方向元件的算法114

第十二节线路故障阻抗的计算方法118

一、R-L串联模型算法118

二、傅氏算法119

三、正弦函数模型算法120

第十三节频率测量和采样频率的自动跟踪123

一、频率测量123

二、采样频率自动跟踪124

一、电流、电压的测量算法125

第十四节电气量测量算法125

二、P、Q、cos？的测量算法126

第三章数字式变压器保护128

第一节电流互感器特性128

一、电流互感器误差特性128

二、电流互感器的稳态饱和特性133

三、电流互感器的暂态饱和特性137

第二节 变压器的故障和保护配置144

一、变压器的故障和不正常运行工况144

二、变压器保护配置144

第三节变压器纵差动保护接线145

一、纵差动保护基本工作原理145

二、常规纵差动保护接线146

三、数字式纵差动保护接线147

第四节数字式变压器纵差动保护150

一、实施数字式变压器纵差动保护遇到的问题150

二、关于变压器的励磁涌流及其识别技术151

三、区外短路故障时差动回路的最大不平衡电流及其内部短路故障时灵敏度提高160

四、外部短路故障切除时纵差动保护不应发生误动作168

五、关于电流互感器饱和影响169

六、关于电流互感器断线闭锁169

第五节数字式纵差动保护整定计算170

一、变压器各侧电流相位校正和电流平衡调整170

二、比率制动特性参数整定171

三、内部故障灵敏度计算174

第六节变压器内部短路故障时纵差动保护灵敏度分析175

一、变压器内部短路故障分析175

四、谐波制动比整定175

五、差动电流速断保护定值175

二、变压器内部短路故障时流入差动回路的电流180

三、纵差动保护的差动电流181

四、纵差动保护的制动电流182

五、灵敏度比较分析182

一、工作原理184

第七节数字式变压器零序比率纵差动保护184

二、零序差动继电器动作特性186

三、零序比率纵差动保护灵敏度分析186

四、整定计算188

第八节变压器的过励磁保护189

一、变压器的过励磁189

二、过励磁保护191

三、过励磁对纵差动保护的影响192

第九节变压器相间短路故障的后备保护和过负荷保护193

一、复合电压闭锁的（方向）过电流保护194

二、负序电流和单相低电压起动的过流保护201

三、阻抗保护204

四、过负荷保护（信号）210

第十节变压器的零序（接地）保护211

一、关于零序方向元件212

二、变压器零序（接地）保护逻辑框图213

三、双绕组升压变压器的零序（接地）保护214

四、三绕组升压变压器的零序（接地）保护218

五、降压变电所变压器的零序（接地）保护219

六、自耦变压器零序（接地）保护特点219

第十一节变压器的非全相运行保护219

第十二节低压变压器的综合保护221

一、综合保护的功能221

二、整定计算223

三、关于低压侧的零序电流保护226

第四章数字式输电线路保护230

第一节数字式电流纵差动保护230

一、电流差动保护工作原理230

二、关于数据的传输238

三、数据同步243

四、数据检错246

五、关于电容电流补偿257

六、关于电流互感器饱和258

七、电流互感器二次回路断线260

八、差动保护原理性逻辑框图261

九、关于信息传输延时262

十、关于零序差动保护的灵敏度262

第二节数字式距离保护264

一、距离保护起动264

二、距离保护中的阻抗测量元件265

三、振荡闭锁281

四、断线失压闭锁290

五、距离保护中的相继速动291

六、距离保护中的后加速292

第三节输电线路零序方向电流保护292

一、关于零序方向元件的工作293

二、关于零序电流的定值293

三、零序方向元件配置294

第四节10/35kV线路保护296

四、零序电流保护中的后加速296

一、三段式电流保护297

二、方向电流保护301

三、低电压闭锁的方向电流保护302

四、低周减载、低压减载303

五、重合闸和保护加速304

六、遥测、遥控、遥信功能306

第五节小电流接地电网中单相接地检测306

一、中性点不接地电网中单相接地检测307

二、中性点经消弧线圈接地电网中单相接地检测311

第六节自适应电流速断保护312

一、短路故障类型识别312

二、系统阻抗的在线计算312

三、自适应电流速断保护的实现313

四、自适应电流速断保护的保护区313

第一节异步电动机工作原理和不对称运行315

一、异步电动机工作原理315

第五章 电动机保护和并联电容器组保护控制315

二、异步电动机的不对称运行319

三、异步电动机的断相运行320

第二节异步电动机的过热保护模型321

一、正序电流和负序电流的热效应321

二、异步电动机的过热保护模型322

三、过热时间常数τ的确定324

第三节电动机故障和不正常运行状态325

一、异步电动机的故障325

二、异步电动机的不正常运行状态327

三、同步电动机的故障和不正常运行状态327

第四节异步电动机保护329

一、电流纵差动保护和电流速断保护329

二、负序电流保护（不平衡保护）331

四、堵转保护和正序过电流保护333

三、起动时间过长保护333

五、过负荷保护334

六、过热保护334

七、接地保护335

八、低电压保护336

九、过电压保护336

第五节高压电动机保护整定计算336

一、纵差动保护和电流速断保护整定计算336

二、负序电流保护整定计算340

三、起动时间过长保护整定计算345

四、堵转保护和正序过电流保护整定计算345

五、过负荷保护整定计算345

六、过热保护整定计算345

七、接地保护整定计算345

八、低电压保护整定计算346

第六节同步电动机保护347

一、失磁保护347

九、过电压保护整定计算347

二、失步保护352

三、非同步冲击保护354

第七节并联电容器组保护354

一、电容器组与断路器之间连接线、电容器组内部连线上的短路故障保护355

二、电容器内部故障保护355

三、多台电容器切除后的过电压保护355

四、电容器组的过负荷保护366

五、电容器组的过电压保护366

六、电容器组的低电压保护367

七、其他367

第八节并联电容器组的控制368

一、概述368

二、VQC控制的基本原则368

三、按电压、无功调节的VQC控制369

四、按电压、功率因数调节的VQC控制370

五、关于电压无功区域联调概念371

第六章备用电源自投及其厂用电切换372

第一节备用电源自动投入372

一、概述372

二、对AAT的基本要求373

三、AAT的实现374

四、参数整定376

第二节厂用电切换377

一、异步电动机失电后的母线残压378

二、异步电动机失电后的等值阻抗379

三、备用电源投入时的冲击电流380

四、备用电源投入时的电动机电压381

五、提高厂用电切换成功率的措施382

附录1 NSR600系列保护测控一体化装置385

附录2 NS系列微机保护装置388

附录3东大金智系列保护监控系统391

附录4 WPD2000厂站综合自动化系统394

主要参考文献397