内容简介
《变电站综合自动化原理及应用(第2版)》的再版,是在我国开始全面建设坚强智能电网的背景下,为适应电力系统变配电技术全面改造和提升的需要而编写的。书中系统地阐述了变电站综合自动化系统的原理、结构、功能以及实际应用,介绍了相关应用技术和设备以及具体操作等。
全书共分十章,主要包括变电站综合自动化系统技术基础;变电站综合自动化系统间隔层装置;主变压器的保护与监控;输电线路的保护与监控;变电站综合自动化系统的自动控制装置;变电站综合自动化系统的数据通信;变电站综合自动化系统的可靠性问题;变电站综合自动化系统的调试、维护、运行;变电站综合自动化系统常见故障的诊断与处理;数字化变电站技术。通过对《变电站综合自动化原理及应用(第2版)》的学习,可使读者对变电站综合自动化技术及其应用有一个完整的、深入的认识,同时对数字化变电站技术会有一个深刻的认识。
《变电站综合自动化原理及应用(第2版)》在阐述变电站综合自动化系统原理和技术的同时,密切结合实际,内容系统、实用性强、通俗易懂。可供从事变电站综合自动化系统设计、开发、运行、维护工作的电力工程技术人员和大专院校有关师生参考使用,也可用作变电站综合自动化系统技术人员的技术培训教材。
内页插图
目录
第二版前言
第一版前言
第一章 变电站综合自动化系统技术基础
第一节 变电站综合自动化的概念I
第二节 变电站综合自动化系统的基本功能
第三节 变电站综合自动化系统的结构形式
第四节 变电站综合自动化系统的配置方法
第五节 变电站综合自动化的监控系统
第六节 变电站综合自动化与无人值班变电站I
第七节 变电站综合自动化技术的发展方向
第二章 变电站综合自动化系统间隔层装置
第一节 间隔层装置简述
第二节 模拟量的采集与处理
第三节 开关量的输人与输出
第四节 人机对话电路
第五节 间隔层装置软件常用算法介绍
第六节 间隔层典型装置实例
第三章 主变压器的保护与监控
第一节 主变压器的保护与监控配置
第二节 主变压器的本体保护
第三节 主变压器的差动保护
第四节 变压器后备保护
第五节 变压器微机监控、保护装置实例
第四章 输电线路的保护与监控
第一节 输电线路的保护与监控配置
第二节 输电线路继电保护
第三节 输电线路的自动重合闸问题
第四节 输电线路保护装置实例
第五章 变电站综合自动化系统的自动控制装置
第一节 电压、无功综合自动控制装置
第二节 备用电源和备用设备自动投入装置
第三节 故障录波装置
第六章 变电站综合自动化系统的数据通信
第一节 数据通信概述
第二节 远距离的数据通信
第三节 RS一232/485串行数据通信接口
第四节 数据传输中采用的通信规约
第五节 变电站综合自动化系统的通信网络
第七章 变电站综合自动化系统的可靠性问题
第一节 概述
第二节 变电站的干扰来源和干扰的影响
第三节 变电站综合自动化系统的抗干扰措施
第四节 变电站综合自动化系统的自动检测技术
第八章 变电站综合自动化系统的调试、维护、运行
第一节 综合自动化系统的调试
第二节 综合自动化系统的运行管理
第三节 综合自动化系统的使用与维护
第九章 变电站综合自动化系统常见故障的诊断与处理
第一节 故障诊断与处理的原则与方法
第二节 微机装置“死机”问题的分析及对策
第三节 监控系统常见故障的诊断与处理
第四节 间隔层装置常见故障及处理
第十章 数字化变电站技术
第一节 数字化变电站简述
第二节 数字式互感器技术及其应用
第三节 智能化的一次设备
第四节 IEC61850标准简述
第五节 数字化变电站的关键技术问题
参考文献
精彩书摘
一、变电站综合自动化概念常规变电站二次系统应用的特点是变电站采用单元间隔的布置形式,主要包括四个部分,即继电保护、故障录波、当地监控以及远动部分。这四个部分不仅完成的功能各不相同,其设备(装置)所采用的硬件和技术也完全不同,装置之间相对独立,装置间缺乏整体的协调和功能优化,输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂,主要有以下几方面的问题。
(1)信息不共享。变电站二次系统接入的信息大致可以分为:①电力系统运行信息,如电流、电压、频率等;②变电站设备运行状态信息,如一次设备、二次设备是否投运等;③变电站设备异常信息,如测控装置异常、保护装置直流消失等;④电网事故信息,如断路器、保护动作跳闸等。由于信息采集部分来自于不同的TA,因此,作为变电站二次系统应用主要环节的测控、保护、故障录波器等系统,信息的应用、处理分属于不同的专业管理部门。继电保护、故障录波、当地监控和远动装置的硬件设备,基本上按各自的功能配置,独立运行。
(2)二次系统的硬件设备型号多、类别杂,很难达到标准化。
(3)大量电线电缆及端子排的使用,既增加了投资,又花费大量人力从事众多装置间联系的设计、配线、安装、调试、修改或补充。有资料表明,对于一个高压变电站,每一个站间隔大约有248条出线;对于一个中压变电站的间隔,则为20~40条出线。
(4)常规二次系统是一个被动的系统,继电保护、自动装置、远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路,缺乏自检和自诊断能力,不能正常的指示其自身内部故障,因而必须定期对设备功能加以测试和校验。这不仅加重了维护工作量,更重要的是不能及时了解系统的工作状态,有时甚至影响对一次系统的监视和控制。
前言/序言
本书自第一版出版以来,受到了许多专家和读者的热烈欢迎,在此谨表深切的谢意。
我国电力系统飞速发展,自动化水平不断提高,特别是随着智能电网建设的全面展开,电力系统自动化水平不断提高,自动化设备更新换代进一步加快,尤其是变电站,是现代电网的重要组成部分,其技术水平、安全可靠性及其运行维护水平与电网的安全稳定与经济运行密切相关,变电站技术也在飞速发展,数字化变电站技术,甚至智能变电站技术逐渐应用于实际。本书第二版正是顺应这种发展做了仔细修改。
本书是在原第一版的基础上,充分吸取大家的意见和建议,进行了较大的修改和重新编排。与第一版内容相比较,本书的特点有:展现了近几年变电站综合自动化系统的新原理、新技术;实例分析了近几年的变电站综合自动化技术的新装置、新产品;对于一些相对陈旧或在工程实际中已较少采用的内容进行了删减,添加了变电站自动化新技术介绍和变电站综合自动化典型应用分析,以及常见故障的诊断与处理,数字化变电站相关技术;重视理论与工程实践密切结合以及新技术的应用和发展,在着重实际应用与工程案例的表述与分析的前提下,引入必要的原理、方法、算法,力求做到使读者既能知其然,亦能知其所以然。
在本书的再版编写过程中,编者参考了本领域许多著作,整理和引用了部分文献和技术资料,已列于书后参考文献中,在此对资料和文献的编作者表示谢意。
现代电力系统继电保护技术与实践 作者: [此处填写作者姓名] 出版社: [此处填写出版社名称] 出版年份: [此处填写出版年份] 版次: [此处填写版次] --- 内容简介 本书是面向电气工程及其自动化、电力系统及其自动化等相关专业高年级本科生、研究生以及电力行业工程技术人员和研究人员的专业参考书。它系统、深入地阐述了现代电力系统继电保护和自动装置的基本原理、先进技术、设计标准以及实际应用案例。全书内容紧密围绕电力系统安全、可靠、经济运行的核心需求展开,旨在帮助读者建立坚实的理论基础,掌握前沿的工程实践能力。 第一部分:继电保护基础理论与元件 本部分是全书的基石,详细介绍了继电保护的基本概念、技术要求和发展历程。 1. 继电保护概述: 阐述了继电保护在电力系统中的地位和作用,包括其对系统稳定性的维护、故障隔离的及时性和准确性要求。深入分析了继电保护系统的工作流程、动作原则(如选择性、速动性、灵敏性和可靠性)。 2. 故障分析与暂态过程: 详尽介绍了电力系统常见故障类型(短路故障、接地故障、不对称故障等)的机理,并利用对称分量法对故障电流和电压的计算方法进行了系统推导。特别强调了暂态过程对保护定值选择的影响,并引入了先进的故障录波与分析技术。 3. 继电器原理与构成: 全面涵盖了电磁式、静止式(模拟量)、数字式(微机型)继电器的工作原理。重点解析了电流、电压、功率、阻抗等基本测量元件的结构、特性曲线及误差分析。详细讨论了时间元件和中间继电器的应用。 4. 测量回路与二次回路设计: 详细讲解了电流互感器(CT)和电压互感器(PT)的结构、参数选择、负荷计算和二次回路的正确接线。强调了CT/PT的饱和特性、变比误差以及在保护系统中的隔离与安全措施。 第二部分:经典继电保护配置与应用 本部分聚焦于电力系统各主要元件的保护方案设计与实施。 1. 输电线路保护: 深入剖析了远距离、中距离和近距离输电线路的保护策略。重点阐述了阻抗(距离)保护的原理、定值计算、死区处理、相间短路与接地短路的判据。同时,详细介绍了纵向(电流差动)保护和纵差动保护的原理、泄漏补偿技术以及在特殊运行条件下(如发生电源中断、系统接地电阻变化)的应用挑战与解决方案。 2. 发电机组保护: 覆盖了发电机内部(定子绕组、转子励磁系统、定子铁芯等)和外部故障的保护配置。详细介绍了失磁保护、定子接地保护(如高频接地保护、直流偏磁保护)、过电压保护、逆功率保护(防止发电机沦为同步电机吸收能量)以及不平衡电流保护等关键技术。 3. 变压器保护: 详细讲解了变压器的主保护——比率差动保护的工作原理,包括其如何有效克服瓦斯、励磁涌流、负荷电流变化带来的影响。同时,讨论了瓦斯保护(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号动作的机理及配合)、过电流保护、温度保护和套管(外部)保护的应用。 4. 母线和厂用电系统保护: 阐述了母线差动保护的快速性要求与死区处理。针对厂用电系统,讨论了不同电压等级下的过电流保护和接地保护的定值协调。 第三部分:微机保护与先进技术 随着数字技术的发展,本部分专注于现代继电保护的核心——微机保护系统及其集成应用。 1. 微机保护原理与结构: 详细解析了微机保护装置(Relay)的硬件组成(A/D转换、CPU、记忆体)和软件结构。重点讲解了数字滤波技术(如傅里叶算法、小波变换)在提取基波量和识别故障分量中的应用。 2. 现代保护算法: 深入探讨了基于小波理论的故障识别、模糊逻辑控制在保护决策中的应用。详细介绍了高频电流保护(如光纤纵差保护)和暂态过电压保护在速动性方面的优势。 3. 故障录波与信息管理: 阐述了数字保护装置内置故障录波器的功能、事件记录(SOE)机制以及与上位监控系统的接口标准(如IEC 61850)。强调了数据分析在故障溯源和系统改进中的重要性。 4. 自动装置与系统集成: 本章超越了单纯的保护范畴,探讨了自动准同期、自动准相、自动重合闸(包括单相重合闸、三相重合闸的逻辑控制)的技术细节和配合要求。系统介绍了电力系统自动化的整体框架,强调保护、控制、监测的一体化设计理念。 第四部分:继电保护的定值整定与现场实践 本部分将理论知识与实际工程紧密结合,是指导现场工作的关键章节。 1. 定值整定的协调性分析: 提出了不同电压等级、不同类型保护设备间的时限配合原则和灵敏度校验方法。使用图解法和计算仿真相结合的方式,演示如何进行复杂系统的定值计算和优化。 2. 谐波与非线性因素对保护的影响: 分析了电力电子设备(如HVDC、SVG)和铁磁谐振对保护系统稳定性的潜在威胁,并介绍了抑制谐波干扰和提高抗误动能力的措施。 3. 试验、调试与验收: 全面介绍了保护装置的出厂试验、现场耐压试验、回路检查以及带电调试的规程和方法。重点讲解了二次回路的模拟试验和主保护功能试验的步骤,确保装置在实际运行中的可靠性。 4. 继电保护的安全与可靠性管理: 探讨了保护装置的定期检修制度、备用保护的可靠性维持,以及如何构建冗余保护体系以应对设备自身故障。 --- 本书力求内容新颖、体系完整、图文并茂。通过大量的工程实例和仿真数据,帮助读者理解复杂保护逻辑背后的物理意义,掌握在实际电网中设计、调试和运行高性能继电保护系统的必备知识和技能。