电力系统继电保护原理/普通高等教育“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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焦彦军 编

图书标签:

• 电力系统
• 继电保护
• 原理
• 高等教育
• 教材
• 电气工程
• 电力工程
• 自动化
• 控制
• 电网

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512371422

版次：1

商品编码：11662802

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：267

字数：422000

正文语种：中文

内容简介

　　《电力系统继电保护原理/普通高等教育“十二五”规划教材》为普通高等教育“十二五”规划教材。
　　《电力系统继电保护原理/普通高等教育“十二五”规划教材》以微机保护已经在电力系统获得普遍应用为背景，简要介绍了微机保护的硬件构成及基本算法，着重阐明电力系统继电保护的基本理论、分析方法和应用。
　　《电力系统继电保护原理/普通高等教育“十二五”规划教材》共分9章，主要介绍了微机保护的硬件构成及基本算法，输电线路的电流保护、功率方向保护、零序电流保护、距离保护、纵联保护的构成原理、分析方法及整定原则，自动重合闸的工作原理及应用，变压器保护、发电机保护和母线保护的构成原理及应用等。
　　《电力系统继电保护原理/普通高等教育“十二五”规划教材》可作为高等院校电气工程及其自动化等相关专业本科教材，也可作为高职高专院校电力技术类相关专业教材，同时可供从事继电保护工作的科技人员参考。

内页插图

目录

前言
本书主要符号表

第1章 概述
1.1 电力系统继电保护的作用
1.2 继电保护的基本原理及继电保护装置
1.3 电力系统对继电保护的要求
1.4 继电保护装置接入电力系统
思考与练习

第2章 微机保护基础
2.1 综述
2.2 微机保护的硬件构成
2.3 离散时间系统基本概念
2.4 微机保护的基本算法
思考与练习

第3章 电网的电流保护
3.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
3.2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护
3.3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
3.4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
思考与练习

第4章 电网的距离保护
4.1 距离保护的基本工作原理
4.2 阻抗元件的构成原理
4.3 距离保护的整定计算
4.4 影响距离保护正确动作的因素
思考与练习

第5章 输电线路纵联保护
5.1 综述
5.2 电流差动保护
5.3 方向纵联保护
思考与练习

第6章 自动重合闸
6.1 综述
6.2 输电线路的三相一次自动重合闸
6.3 单相自动重合闸
6.4 断路器保护
思考与练习

第7章 变压器保护
7.1 变压器的故障、异常状态及保护配置
7.2 变压器纵差保护
7.3 变压器励磁涌流及其鉴别方法
7.4 变压器相间故障的后备保护
7.5 变压器接地短路的后备保护
7.6 变压器过负荷、过励磁保护
7.7 变压器瓦斯保护
思考与练习

第8章 发电机保护
8.1 发电机的保护配置
8.2 发电机纵联差动保护
8.3 发电机匝间短路保护
8.4 发电机定子绕组单相接地保护
8.5 发电机转子接地保护
8.6 发电机失磁保护
8.7 发电机异常工况保护
思考与练习

第9章 母线保护
9.1 母线保护的配置原则及对母线保护的要求
9.2 母线保护工作原理
9.3 母线保护的应用
9.4 断路器失灵保护
思考与练习
参考文献

前言/序言

能量守护者：现代电力系统的稳定基石 在现代社会飞速发展的浪潮中，电力系统扮演着至关重要的角色，它如同流淌在城市血脉中的生命线，驱动着工业生产、信息传输、日常生活乃至科技创新的方方面面。然而，电力系统并非一座坚不可摧的堡垒，其庞大复杂的网络中时刻可能潜藏着各种不稳定因素——短路、接地、过电压、过电流、频率波动等等，任何一点微小的故障都可能引发连锁反应，导致大范围停电，甚至对国家经济和人民生命财产安全造成不可估量的损失。正是在这严峻的挑战面前，一项默默无闻却又不可或缺的技术应运而生，并日臻成熟，它就是——继电保护。 本书将带领读者深入探索继电保护这一现代电力系统稳定运行的“能量守护者”的核心奥秘。我们并非仅仅停留在介绍简单的开关和指示灯，而是要揭示其背后蕴含的深刻物理原理、精妙设计思想以及在复杂电网中实现精准决策的智慧。通过对继电保护原理的透彻剖析，我们将理解它是如何像一位经验丰富的医生，时刻监测着电力系统的“健康状况”，一旦发现任何“病症”，便能迅速、准确地做出诊断，并采取果断措施，将故障隔离，确保整个系统的安全、可靠、经济运行。 第一篇：基础理论的基石——理解电力系统与故障的本质 要理解继电保护，首先必须对电力系统本身有一个清晰的认识。我们将从电力系统的基本构成出发，详细阐述发电机、变压器、输电线路、配电线路以及负荷等关键组成部分的特性与相互作用。在这个过程中，我们会着重强调这些设备在正常运行状态下的电磁规律，以及它们如何协同工作，将电能从源头输送到用户手中。 然而，电力系统真正的挑战在于其“不确定性”。本书将花费大量篇幅，系统性地剖析电力系统中可能发生的各种故障类型。我们将深入探究短路故障（包括三相短路、两相短路、单相接地短路等）的形成机制、故障电流的计算方法以及其对电力系统稳定性的剧烈冲击。同时，我们还将讨论接地故障对系统绝缘的影响，以及过电压（如操作过电压、雷电过电压）的产生原因及其对设备寿命的威胁。理解这些故障的本质，是设计有效保护策略的第一步，如同医生在诊断疾病前，需要了解病菌的种类和侵袭方式。 第二篇：保护原理的精髓——侦测、决策与执行的联动 在掌握了电力系统的基本原理和故障特点后，我们将正式步入继电保护的核心——保护原理。这一篇是本书的重中之重，我们将详细解读各种经典和现代继电保护技术。 首先，我们将深入剖析“保护”的三个关键环节：侦测、决策和执行。侦测，即如何通过传感器（如电流互感器、电压互感器）精确地捕捉系统中发生的异常电量变化；决策，即保护装置（继电器）如何根据预设的逻辑和算法，在海量数据中快速辨别故障类型、位置和性质；执行，即当故障被确认为后，保护装置如何迅速发出跳闸指令，断开故障线路或设备，将故障范围控制在最小。 我们将重点介绍几种基础而重要的保护原理： 过电流保护： 这是最基础也是应用最广泛的保护方式。我们将详细介绍定时限过电流保护和反时限过电流保护的原理，理解它们如何根据故障电流的大小和持续时间来判断是否需要动作。我们将探讨不同曲线（如标准反时限、极度反时限）的适用场景，并分析其在选择性配合中的关键作用。 差动保护： 差动保护是一种“比较”型的保护方式，它通过比较设备（如变压器、发电机、母线）两侧的电流或电压来判断内部是否发生故障。我们将深入理解其基本原理、构成要素（差动继电器）、动作特性以及在保护变压器和发电机等设备中的应用。特别会强调其高灵敏度和高选择性，能够迅速切除设备内部故障。 距离保护： 距离保护是输电线路保护中最常用和最重要的保护方式之一。我们将详细阐述其基于故障阻抗的原理，理解阻抗继电器的工作方式。本书将分解距离保护的各个区（如瞬时区、延时区），解释它们如何实现对线路故障的不同距离的快速、可靠保护，并探讨其灵敏度和选择性问题。 方向保护： 方向保护能够判断故障电流的流向，从而避免误动。我们将解析方向元件的工作原理，理解它如何与过电流或距离保护配合，进一步提高保护的准确性。 除了以上基础原理，我们还将触及更先进的保护技术，如： 微机保护： 随着电子技术和计算机技术的发展，微机保护装置已成为现代电力系统的主流。我们将介绍微机保护的核心技术，包括数字化采样、信号处理、故障分析算法以及通信功能。理解微机保护如何通过强大的计算能力和灵活的逻辑设置，实现更复杂、更智能的保护功能，以及其在远方监控、故障录波等方面的优势。 接地保护： 针对各种接地故障，如绝缘接地、金属性接地，我们将详细介绍不同接地方式下的接地保护原理，包括零序电流保护、零序电压保护等，并探讨它们在不同电压等级系统中的应用。 第三篇：实践应用与系统配合——构建坚实的保护网络 理论的根基一旦打牢，我们将目光投向继电保护在实际电力系统中的应用。继电保护并非孤立存在的单元，而是构成了一个庞大而复杂的“保护网络”。本书将深入探讨如何将各种保护装置有机地结合起来，形成相互协调、层层设防的保护体系。 我们将重点讨论保护的配合问题。这是继电保护设计中最具挑战性的环节之一。我们将详细讲解选择性配合的概念，即当发生故障时，只有故障点附近的保护装置动作，而相邻的保护装置不动作，从而将故障范围最小化。我们将分析同级配合、上下级配合等不同配合方式，并通过具体的算例，演示如何根据系统的结构、设备的参数以及故障的特点，来合理配置保护装置的动作参数，以实现最优的保护配合。 本书还将探讨保护装置在不同电压等级系统（如特高压、高压、中压、低压）中的应用特点与区别。例如，高压输电线路可能更侧重距离保护和差动保护，而低压配电网则可能以过电流保护和接地保护为主。我们将分析不同电压等级设备故障的特点，以及相应的保护配置策略。 此外，我们还会涉及继电保护的其他重要方面： 故障录波与故障分析： 当故障发生后，故障录波器能够记录下故障前后的各种电量信息，为故障分析提供宝贵数据。我们将介绍故障录波器的基本原理和数据解读方法，以及如何通过分析录波数据来诊断故障原因、评估保护动作的正确性，并为改进保护方案提供依据。 继电保护系统的可靠性与可用性： 保护系统的可靠性是指其在任何情况下都能正确动作（不漏信）且不误动（不拒信）。可用性则强调保护系统在需要时能够投入运行。我们将讨论影响保护系统可靠性的因素，以及提高其可靠性的措施，如保护装置的冗余设计、直流电源的可靠性保障等。 保护装置的维护与试验： 即使是最先进的保护装置，也需要定期的维护和试验，以确保其性能的稳定和可靠。我们将介绍继电保护装置的常规试验项目，如整定试验、动作时间试验、灵敏度试验等，并强调其在保障系统安全运行中的重要性。 结语：守护未来，智创电网 本书旨在为读者构建一个全面、深入、系统的电力系统继电保护知识体系。通过对基础理论的理解，对核心原理的掌握，以及对实际应用的探索，我们期望读者能够深刻认识到继电保护在现代电力系统中举足轻重的地位。它不仅仅是冰冷的电气设备，更是电力系统稳定的“守护神”，是保障我们美好生活正常运转的无名英雄。 在能源转型、智能电网建设日益加速的今天，继电保护技术也正朝着更智能、更快速、更可靠的方向发展。本书所涵盖的原理和技术，将为理解和掌握这些前沿发展奠定坚实的基础。我们相信，通过对继电保护的深入学习，未来的工程师们将能更好地设计、运行和维护电力系统，为建设一个更加安全、稳定、高效的能源未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本《电力系统继电保护原理》真是让我大开眼界！作为一名刚踏入电力行业的初学者，我之前对继电保护的理解仅限于“故障时能快速切断电源”这么一个模糊的概念。然而，翻开这本书，我才意识到自己之前的认知有多么狭隘。作者的讲解循序渐进，从最基础的故障类型、继电保护的基本要求和发展历程讲起，让我能够一步步地建立起对整个继电保护体系的认识。书中对各种保护原理的阐述，比如过电流保护、距离保护、差动保护等，都配有详细的原理图和数学模型，这对我理解其工作机制非常有帮助。更重要的是，作者并没有停留在理论层面，而是结合大量的实际工程案例，分析了不同类型电力设备（如发电机、变压器、线路、母线等）的保护配置和故障分析。通过阅读这些案例，我仿佛置身于实际的继电保护调试和故障处理现场，深刻体会到理论知识在实际工作中的应用价值。书中的一些章节，例如对继电保护的二次回路设计和电磁兼容性问题的探讨，更是让我看到了继电保护系统背后蕴含的严谨性和复杂性，远非简单的“开关”概念可比。我尤其喜欢作者在讲解某些复杂原理时，会插入一些通俗易懂的比喻，比如将继电保护比作“电力系统的卫士”，时刻警惕着危险的发生。这种方式极大地降低了学习难度，也让枯燥的理论知识变得生动有趣。总的来说，这本书为我打下了坚实的继电保护理论基础，也激发了我深入学习和探索的兴趣。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，在我职业生涯的起点上给予了我宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

我在电力系统领域的研究工作，常常需要深入理解继电保护在各种复杂运行工况下的行为。这本《电力系统继电保护原理》在对继电保护理论的深度挖掘上，给我留下了深刻的印象。书中不仅对经典的过电流、距离、差动等保护原理进行了详尽的阐述，更重要的是，它深入探讨了这些保护在面对非全相故障、过渡电阻、暂态振荡等复杂情况时的动作特性和潜在问题。例如，书中对过渡电阻对距离保护的影响进行了详细的数学建模和仿真分析，这为我研究故障定位算法提供了重要的理论基础。我尤其欣赏书中对高压直流输电（HVDC）和柔性直流输电（VSC-HVDC）等新型电力系统接入对继电保护带来的挑战和相应的保护对策的讨论。这让我对未来电力系统的保护设计有了更前瞻性的认识。书中关于继电保护的可靠性分析和可靠性指标的讨论，也为我在研究中量化评估保护系统的性能提供了方法。此外，书中对继电保护与系统稳定控制之间的相互作用的分析，以及在某些情况下如何协调两者，是我研究中非常关注的交叉领域。读完这本书，我感觉在继电保护的理论深度和工程应用宽度上，都有了极大的提升，为我的科研工作提供了宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电力系统专业的研究生，目前正在进行关于电力系统暂态稳定性的研究。在研究过程中，我发现继电保护在系统暂态过程中的行为至关重要，但很多教科书对此的讲解都比较片面。这本《电力系统继电保护原理》在这一方面的内容给我留下了深刻的印象。书中不仅详细介绍了传统的过电流、差动、距离等保护原理，还对这些保护在系统发生大扰动时可能出现的误动、拒动等现象进行了深入分析。例如，书中对远距离单相接地故障时，距离保护可能出现的跨步电压和接地电流影响进行了详细的阐述，这对我理解故障情况下保护的实际动作行为非常有帮助。此外，书中对故障录波器（FPR）的应用和数据分析也进行了详细的介绍，这为我在研究中获取和分析实际系统故障数据提供了方法论。作者还探讨了继电保护与系统稳定控制的配合问题，例如在系统发生低频振荡时，某些保护可能需要调整定值以避免误动，这对我深入理解保护和稳定之间的相互影响提供了重要的启示。书中关于人工智能在继电保护中的应用前景的讨论，也让我看到了未来研究的方向。总之，这本书为我理解继电保护在复杂系统工况下的行为提供了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电力工程领域的初学者，我一直试图寻找一本既能涵盖基础理论，又能展现工程实际的继电保护教材。这本《电力系统继电保护原理》恰好弥补了我的这一需求。书中对传统保护原理的讲解，如过电流保护、距离保护、差动保护等，不仅提供了清晰的原理阐述，还结合了大量的工程案例，让我能够直观地理解这些理论是如何在实际系统中应用的。例如，在讲解线路的距离保护时，书中详细分析了不同阻抗元件的特性，以及如何根据线路参数进行阻抗圆的绘制和整定。这比仅仅停留在抽象的数学公式上，要生动和易于理解得多。我印象深刻的是，书中对发电机和变压器等重要设备的保护配置进行了详细的介绍，包括如何根据设备的容量、电压等级以及运行方式来选择合适的保护类型和组合。这让我认识到，继电保护的设计并非一成不变，而是需要根据具体的设备特性和系统需求进行定制。此外，书中对继电保护的二次回路设计、端子排布置、以及接线原理的讲解，虽然看似基础，但对于实际工程操作却至关重要。这些细节的补充，让这本书的工程实践性大大增强。总而言之，这本书让我对继电保护有了更全面、更深入的理解，为我未来的工程实践打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电力系统自动化专业的学生，我一直对继电保护领域充满了好奇。这本《电力系统继电保护原理》让我对这个领域有了全新的认识。书中从最基本的故障类型和继电保护的基本要求讲起，逐步深入到各种保护原理的详细介绍。我尤其喜欢作者在讲解原理时，不仅提供了清晰的数学模型和公式推导，还辅以大量的图示和文字说明，使得复杂的理论概念变得易于理解。例如，在讲解距离保护时，书中通过阻抗圆的绘制，直观地展现了不同故障类型和线路参数下，保护装置的动作区域，让我能够迅速掌握其核心思想。书中对不同类型设备（如发电机、变压器、线路、母线）的典型保护配置和配合的讲解，让我对整个电力系统的安全体系有了更宏观的认识。我注意到书中还详细介绍了数字式继电保护的原理和发展，以及相关的通信技术（如IEC 61850），这对于我们学习先进的自动化技术非常有帮助。此外，书中对继电保护的整定计算方法和实际应用案例的介绍，也让我能够将理论知识与工程实践联系起来。总而言之，这本书为我打下了坚实的继电保护理论基础，并激发了我对这个领域更深入学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电力系统专业的博士生，我一直在寻找一本能够兼顾理论深度和工程实践的继电保护教材。《电力系统继电保护原理》这本书无疑满足了我的需求。作者在对经典保护原理的阐述上，逻辑严谨，推导清晰，对于数学公式的运用恰到好处，既保证了理论的精确性，又不会让读者感到过于晦涩。我尤其欣赏书中对各种故障场景下保护装置动作行为的分析，通过大量的仿真算例和实测数据，直观地展现了保护的灵敏性、选择性和快速性。书中对非全相故障、暂态振荡等复杂情况下的保护可靠性讨论，也极具启发性，为我的后续研究提供了宝贵的思路。在工程应用方面，书中对不同电压等级、不同类型设备（如直流输电、柔性直流输电等）的继电保护配置特点进行了详尽介绍，这对于我理解当前电力系统发展的趋势非常有帮助。书中对继电保护的二次回路设计、通信规约以及网络安全等方面的探讨，也体现了作者对新技术的关注和前瞻性。我感觉这本书不仅适合本科生作为入门教材，对于研究生甚至从事继电保护设计和研究的工程师来说，都具有很高的参考价值。它能够帮助我们建立起完整的继电保护知识体系，并将其与工程实践紧密结合。

评分☆☆☆☆☆

我对电力系统中的“保护”这一概念一直抱有浓厚的兴趣，总觉得它就像是给复杂的电力网络装上了一个个聪明的“保镖”，时刻守护着系统的安全稳定。这本《电力系统继电保护原理》让我对这个“保镖”的构成和工作方式有了非常系统和深入的认识。书中的结构安排非常合理，从最基础的故障判别，到各种保护原理的详解，再到实际工程中的应用，层层递进，引人入胜。我尤其喜欢作者在讲解每个保护原理时，都会详细分析其动作的基本逻辑和判据，例如，过电流保护是如何通过监测电流大小来判断故障的，而距离保护又是如何利用故障阻抗来判断故障位置的。书中对各种保护的灵敏度、选择性、速动性等性能指标的分析，让我理解了为什么在实际工程中需要根据不同的设备和线路特点来选择最合适的保护方式。书中还详细介绍了不同类型设备（如发电机、变压器、线路、母线）的典型保护配置，以及它们之间如何相互配合，形成一个完整的保护体系。这让我对电力系统的整体安全设计有了更宏观的理解。读完这本书，我感觉自己不再是那个对继电保护一无所知的门外汉，而是有能力去理解和分析电力系统中那些“看不见的守护者”是如何工作的。

评分☆☆☆☆☆

我从事电力系统运行工作已经有五年了，接触过不少继电保护相关的操作和一些简单的故障分析。一直以来，总觉得对继电保护的理解还不够深入，尤其是在面对一些复杂的保护配置和故障原因判断时，总会感觉力不从心。读了这本《电力系统继电保护原理》之后，我感觉自己像是打开了新世界的大门。书中的内容深度非常适中，既有宏观的系统性介绍，又有微观的原理性剖析。对于一些我之前模糊的概念，比如零序电流保护的原理，以及它在接地故障中的关键作用，书中都进行了详细的解释，配以清晰的向量图，让我茅塞顿开。距离保护的部分更是让我印象深刻，作者不仅讲解了阻抗测量原理，还深入分析了不同线路参数（电抗、电阻）对距离保护的影响，以及如何根据线路特性选择合适的保护级数和时限。书中对各种保护装置的特性曲线、动作逻辑以及相互配合的讲解，让我对整个继电保护的协调性和可靠性有了全新的认识。我特别注意到，书中在讲解一些较新的保护技术，比如数字式继电保护的原理和特点时，内容也相当充实，这对于我们这些需要紧跟技术发展步伐的运行人员来说，是极其宝贵的。此外，书中关于继电保护的整定计算方法和步骤，也提供了清晰的指导，这对于我未来参与保护定值修改和校核工作非常有帮助。读完这本书，我感觉自己对电力系统中的“安全屏障”有了更深层次的理解，也更有信心去应对今后工作中可能遇到的继电保护相关挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电力系统的资深运维工程师，我处理过各种各样的继电保护故障。很多时候，我们依赖的是经验和教科书上的基础知识。然而，当面对一些新型设备或复杂故障时，往往会感到知识的滞后。《电力系统继电保护原理》这本书，对于我这类一线运维人员来说，简直是一场及时雨。书中对近年来发展起来的先进保护技术，如微机型保护、智能变电站技术、以及对电网中新能源接入带来的保护新挑战的探讨，都非常及时和实用。我注意到书中关于分布式电源接入对继电保护的影响，以及相应的保护配置和参数整定的分析，这正是我们目前工作中遇到的一个大难题。书中对故障录波数据分析的讲解，结合了大量实际案例，让我能够更准确地理解故障发生的机理，从而更有效地进行故障排查和原因分析。对于书中关于继电保护装置的维护和检修策略的讨论，也提供了很多有益的建议，帮助我们提高设备的健康水平。尤其让我感到惊喜的是，书中还涉及到继电保护的试验技术，如二次回路带电检测、保护装置整定校验等，这些都是我们日常工作中必须掌握的技能。总的来说，这本书不仅巩固了我已有的知识，更让我学习到了很多新的理念和方法，对提升我的工作能力非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电力设备制造商的技术人员，主要负责继电保护装置的研发和测试。长久以来，我们都在寻求一本能够准确反映当前继电保护技术发展前沿，同时又兼顾工程实践需求的参考书。《电力系统继电保护原理》这本书，从技术细节到宏观应用，都给我带来了不少启发。书中对于数字式继电保护装置的硬件构成、软件算法以及通信接口的介绍，非常详实，这对于我们理解保护装置的内部设计和接口协议至关重要。我尤其关注书中关于继电保护的自诊断和自我监控功能的部分，这对于提高装置的可靠性和降低维护成本具有直接意义。书中对IEC 61850通信规约的深入讲解，更是与我们当前的产品研发方向高度契合，让我对未来智能变电站的建设有了更清晰的认识。此外，书中对不同类型继电保护装置的选型原则、整定计算和测试方法进行的详细阐述，为我们的产品设计和测试提供了重要的依据。例如，书中关于新型线路保护和发电机保护的算法分析，以及相关的仿真验证方法，都为我们进一步优化产品性能提供了宝贵的经验。总而言之，这本书的工程实用性和技术前瞻性都非常高，为我们一线研发人员提供了重要的技术支撑。

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