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內容簡介

本書主要針對電力係統、電氣工程自動化等相關專業的電力係統繼電保護原理課程，結閤當前流行的仿真軟件——MATLAB/Simulink,利用作者近年來在教學中所設計及應用的建模仿真實例，在講解繼電保護原理的同時，用MATLAB/Simulink的仿真實例來驗證所講的原理及保護動作情況。內容主要包括：電壓及電流互感器，輸電綫路及電網接地故障的電流、電壓保護，電網的距離保護與縱聯保護，電力變壓器、發電機及電動機的繼電保護等。

目錄

前言
第1章緒論 1
1.1 電力係統繼電保護的基本任務 1
1.2電力係統繼電保護的基本原理及
組成 2
1.2.1 電力係統繼電保護的基本原理 2
1.2.2電力係統繼電保護的組成 4
1.3對電力係統繼電保護的基本要求 5
1.4電力係統繼電保護的發展簡史 6
1.5 電力係統仿真及MATLAB簡介 8
第2章電流互感器與電壓互感器 10
2.1 電流互感器 10
2.1.1 電流互感器簡介 10
2.1.2電流互感器的常用額定參數 10
2.1.3電流互感器的常用接綫方式 l2
2.2電壓互感器 12
2.2.1 電壓互感器簡介 12
2.2.2電壓互感器的常用額定參數 13
2.2.3電壓互感器常用的接綫方式 14
2.3電流、電壓互感器仿真示例 15
2.3.1 電流互感器兩相星形接綫的建模
與仿真 15
2.3.2考慮電流互感器飽和特性時的建
模與仿真 -22
2.3.3 電容式電壓互感器的建模與暫態
特性仿真 24
第3章電網相間短路的電流電壓保護
與仿真 27
3.1繼電特性及運行方式 27
3.1.1繼電器的繼電特性 27
3.1.2繼電保護的運行方式 28
3.2單側電源網絡的相間電流、電壓保護 29
3.2.1電流速斷保護（電流保護I段） 30
3.2.2限時電流速斷保護（電流保護
Ⅱ段） 31
3.2.3定時限過電流保護（電流保護
疆段） 33
3.2.4三段式電流保護裝置 35
3.2.5電流電壓聯鎖速斷保護 35
3.2.6反時限過電流保護 37
3.2.7電流保護的性能分析 39
3.3單側電源網絡相間電流保護的建模
與仿真 39
3.3.1三段式電流保護的建模與仿真 39
3.3.2電動機自起動對過電流保護的
影響仿真 46
3.4電網相間短路的方嚮電流保護原理 50
3.4.1方嚮電流保護的作用原理 50
3.4.2功率方嚮元件的工作原理 51
3.4.3 相間短路功率判彆元件的接綫
方式 54
3.4.4雙側電源網絡中電流保護整定
的特點 55
3.4.5對方嚮性電流保護的評價 58
3.5 電網相間短路的方嚮電流保護的建模
與仿真 58
3.5.1功率方嚮元件的建模與仿真 58
3.5.2分支電路對限時電流速斷保護
的影響仿真 62
第4章電網接地故障的電流電壓保護
與仿真．， 66
4.1 電力係統中性點運行方式與接地
故障概述 66
4.1.1 電力係統中性點運行方式的
分類 66
4.1.2不同中性點運行方式下的
接地故障 67
4.2大電流接地係統的接地短路保護 68
4.2.1 中性點直接接地電網發生接地
短路時的故障特徵 69
4.2.2零序分量的獲取 70
4.2.3 中性點直接接地電網的接地
保護 73
4.2.4對零序電流保護的評價 77
4.3小電流接地係統的單相接地保護 78
4.3.1 中性點不接地電網單相接地時
的故障特徵 78
4.3.2 中性點經消弧綫圈接地係統單相
接地的故障特徵 81
4.3.3小電流接地係統的絕緣監視及
單相接地故障選綫方法 84
4.4電網接地故障的建模與仿真 85
4.4.1 中性點直接接地電網接地故障的
建模與仿真 85
4.4.2中性點不接地電網接地故障的建
模與仿真 91
4.4.3 中性點經消弧綫圈接地電網接地
故障的建模與仿真 97
第5章 電網的距離保護與仿真 101
5.1距離保護的作用原理 101
5.1.1距離保護的基本概念 101
5.1.2距離保護的時限特性 102
5.1.3距離保護的組成 102
5.2阻抗繼電器 一103
5.2.1阻抗繼電器的分類 103
5.2.2圓特性阻抗繼電器 104
5.2.3直綫與四邊形特性的阻抗繼
電器 一109
5.2.4阻抗繼電器的精確工作電流 110
5.3阻抗繼電器的接綫方式 111
5.3.1故障時的母綫電壓 111
5.3.2 0。接綫方式分析 111
5.3.3帶零序補償的接綫方式分析 113
5.4距離保護的整定計算 113
5.4.1各段保護具體的整定原則 113
5.4.2采用四邊形特性的阻抗繼電器
的整定計算方法 115
5.5距離保護的振蕩閉鎖 115
5.5.1 電力係統振蕩時電流、電壓的
變化規律 116
5.5.2 電力係統振蕩時測量阻抗的變化
規律 117
5.5.3 電力係統振蕩對距離測量元件
特性的影響 119
5.5.4振蕩閉鎖措施 119
5.5.5振蕩過程中再故障的判斷 122
5.6過渡電阻對距離保護的影響 122
5.6.1過渡電阻的特點一 一123
5.6.2單側電源綫路上過渡電阻的
影響 “123
5.6.3雙側電源綫路上過渡電阻的
影響 一123
5.6.4防止過渡電阻影響的措施 124
5.7距離保護的電壓迴路斷綫閉鎖 125
5.7.1 母綫電壓迴路斷綫閉鎖的措施 125
5.7.2綫路電壓迴路斷綫閉鎖的措施 l25
5.8距離保護的建模與仿真 126
5.8.1 阻抗繼電器的建模與仿真 126
5.8.2雙側電源綫路上過渡電阻對
測量阻抗的影響仿真 131
5.8.3電力係統振蕩的仿真 133
第6章輸電綫路的縱聯保護與仿真 137
6.1 輸電綫路縱聯保護的基本原理和構成
方式 137
6.1.1輸電綫路縱聯保護概述 137
6.1.2輸電綫路縱聯保護的基本原理 137
6.1.3差動保護特性分析 139
6.1.4輸電綫路縱聯保護的一般構成
方式 140
6.2輸電綫路縱聯保護的通信通道 140
6.3光縴分相電流差動保護 144
6.3.1 光縴分相電流差動保護的基本
原理 l44
6.3.2取樣同步問題 146
6.3.3 光縴分相電流差動保護原理
框圖 l46
6.4方嚮比較式縱聯保護 l47
6.4.1 閉鎖式方嚮縱聯保護 147
6.4.2閉鎖式距離縱聯保護 149
6.5縱聯保護的建模與仿真 150
第7章 自動重閤閘與仿真 一155
7.1 自動重閤閘的作用及基本要求 155
7.1.1 自動重閤閘的作用 155
7.1.2對自動重閤閘的基本要求 156
7.1.3 自動重閤閘的分類 156
7.2三相一次自動重閤閘 156
7.2.1單側電源綫路的三相一次自動
重閤閘 156
7.2.2雙側電源綫路的三相一次自動重
閤閘 -157
7.2.3 自動重閤閘與繼電保護的配閤 159
7.3單相自動重閤閘 160
7.3.1單相自動重閤閘的故障
選相元件 160
7.3.2單相自動重閤閘時的潛供電流
和恢復過電壓 161
7.4綜閤重閤閘簡介 162
7.5 自動重閤閘中的故障選相仿真 163
第8章 電力變壓器的繼電保護與
仿真 168
8.1 變壓器的故障、不正常運行狀態及
保護配置 168
8.1.1變壓器的故障、不正常運行
狀態 168
8.1.2變壓器的保護配置 168
8.2變壓器的氣體保護 169
8.3變壓器的縱聯差動保護 170
8.3.1 構成變壓器縱聯差動保護的
基本原則 17l
8.3.2不平衡電流産生的原因及消除
方法 171
8.3.3具有比率製動特性的縱聯差動
保護 174
8.3.4變壓器差動速斷保護 175
8.4變壓器相間短路的後備保護 175
8.4.1變壓器的過電流保護 175
8.4.2低電壓起動的過電流保護 176
8.4.3復閤電壓起動的過電流保護 177
8.5變壓器保護的建模與仿真 178
8.5.1變壓器仿真模型的構建 l78
8.5.2變壓器空載閤閘時勵磁湧流
的仿真 180
8.5.3變壓器比率製動特性縱聯差動
保護的仿真 183
8.5.4變壓器繞組內部故障的簡單
仿真 l84
第9章發電機的繼電保護與仿真 188
9.1 發電機的故障、不正常運行狀態及
保護配置 188
9.1.1發電機的故障、不正常運行
狀態 l88
9.1.2發電機的保護配置 188
9.2發電機的差動保護 190
9.2.1 比率製動特性縱聯差動保護 190
9.2.2發電機的不完全縱聯差動保護 191
9.2.3發電機的橫聯差動保護 192
9.3發電機的單相接地保護 193
9.3.1反映基波零序電壓和電流的
定子繞組接地保護 194
9.3.2三次諧波式定子接地保護 195
9.3.3 100%定子繞組單相接地保護 196
9.4發電機勵磁迴路的接地保護 196
9.4.1 發電機勵磁迴路一點接地保護 196
9.4.2發電機勵磁迴路兩點接地保護 197
9.5發電機的負序電流保護 198
9.5.1 負序電流保護的基本原理 198
9.5.2負序電流保護原理框圖 198
9.6發電機保護的建模與仿真 199
9.6.1發電機縱聯差動保護的仿真 199
9.6.2基波零序分量的發電機定子
單相接地保護仿真 204
9.6.3三次諧波式發電機定子單相
接地保護仿真 208
參考文獻 212

前言/序言

電力係統繼電保護原理是電氣工程及其自動化專業的一門理論性和實踐性很強的專業核心課程。該門課程以電路、電機學和電力係統分析為基礎，還與電力電子、通信、計算機等新理論和新技術有著密切的聯係，而且繼電保護涉及電力係統的每個主設備及二次設備，這就要求學生對這些設備的原理、性能及故障狀態有深刻的理解。正因為如此，對於初學者來說，往往感到電力係統繼電保護原理難以入門。
在多年的電力係統繼電保護原理教學實踐中，筆者深深地感到，要想學好這門課程，不僅要學會對電力係統的故障情況和繼電保護裝置動作行為進行分析，而且還要掌握對保護裝置進行實驗室試驗的技能以及對故障特徵和保護原理進行仿真的方法。在筆者編寫《MAT-LAB/Simulink電力係統建模與仿真》時，就萌發瞭結閤MATLAB/Simulink仿真來講授繼電保護原理的想法，在教學中進行瞭實施，並從2013年開始著手編寫這本教材。
本書以電力係統繼電保護的基本原理為主綫，從最簡單的繼電保護基礎知識入門，逐步引入到綫路、主設備保護的主要原理。針對每一種保護，利用Simulink建立相應的電力係統的模型，對故障特徵和保護原理進行分析和仿真，並為讀者提供仿真源程序，以幫助初學電力係統繼電保護的讀者能夠更為方便、直觀地掌握較為抽象的繼電保護原理及配閤關係，較快地進入電力係統繼電保護這一領域。需要說明的是，作為一本繼電保護的入門教材，本書沒有介紹如多相補償式距離繼電器、工頻故障分量式距離繼電器以及特高壓長綫路保護等更為復雜的保護原理。
本書共9章。第1章為緒論，第2章為電流互感器與電壓互感器，第3章為電網相間短路的電流電壓保護與仿真，第4章為電網接地故障的電流電壓保護與仿真，第5章為電網的距離保護與仿真，第6章為輸電綫路的縱聯保護與仿真，第7章為自動重閤閘與仿真，第8章為電力變壓器的繼電保護與仿真，第9章為發電機的繼電保護與仿真。
本書由於群和曹娜編寫。第1、3、4、5、8章由於群編寫，第2、6、7、9章由曹娜編寫，全書由於群統稿。在本書的編寫過程中，碩士研究生於夢瑤、馮知海、史文秀、曹爽爽、馮安強、楊亞麗等幫助完成瞭書中的部分算例、書稿的輸入工作，在此謹對他們錶示誠摯的感謝。
在本書的編寫過程中，參閱瞭許多國內外齣版的相關文獻資料，在此謹嚮這些文獻的作者緻以衷心的感謝！
由於編者的理論水平和實踐經驗有限，書中難免有不當或錯誤之處，懇請讀者批評指正。聯係郵箱：yuqun_70@ 163. com。
編著者

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這書的實用性不怎麼樣！

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