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第1章 绪论1

1.1电力系统继电保护的基本任务1

1.2电力系统继电保护的基本原理及组成2

1.2.1电力系统继电保护的基本原理2

1.2.2电力系统继电保护的组成4

1.3对电力系统继电保护的基本要求5

1.4电力系统继电保护的发展简史6

1.5电力系统仿真及MATLAB简介8

第2章 电流互感器与电压互感器10

2.1电流互感器10

2.1.1电流互感器简介10

2.1.2电流互感器的常用额定参数10

2.1.3电流互感器的常用接线方式12

2.2电压互感器12

2.2.1电压互感器简介12

2.2.2电压互感器的常用额定参数13

2.2.3电压互感器常用的接线方式14

2.3电流、电压互感器仿真示例15

2.3.1电流互感器两相星形接线的建模与仿真15

2.3.2考虑电流互感器饱和特性时的建模与仿真22

2.3.3电容式电压互感器的建模与暂态特性仿真24

第3章 电网相间短路的电流电压保护与仿真27

3.1继电特性及运行方式27

3.1.1继电器的继电特性27

3.1.2继电保护的运行方式28

3.2单侧电源网络的相间电流、电压保护29

3.2.1电流速断保护（电流保护Ⅰ段）30

3.2.2限时电流速断保护（电流保护Ⅱ段）31

3.2.3定时限过电流保护（电流保护Ⅲ段）33

3.2.4三段式电流保护装置35

3.2.5电流电压联锁速断保护35

3.2.6反时限过电流保护37

3.2.7电流保护的性能分析39

3.3单侧电源网络相间电流保护的建模与仿真39

3.3.1三段式电流保护的建模与仿真39

3.3.2电动机自起动对过电流保护的影响仿真46

3.4电网相间短路的方向电流保护原理50

3.4.1方向电流保护的作用原理50

3.4.2功率方向元件的工作原理51

3.4.3相间短路功率判别元件的接线方式54

3.4.4双侧电源网络中电流保护整定的特点55

3.4.5对方向性电流保护的评价58

3.5电网相间短路的方向电流保护的建模与仿真58

3.5.1功率方向元件的建模与仿真58

3.5.2分支电路对限时电流速断保护的影响仿真62

第4章 电网接地故障的电流电压保护与仿真66

4.1电力系统中性点运行方式与接地故障概述66

4.1.1电力系统中性点运行方式的分类66

4.1.2不同中性点运行方式下的接地故障67

4.2大电流接地系统的接地短路保护68

4.2.1中性点直接接地电网发生接地短路时的故障特征69

4.2.2零序分量的获取70

4.2.3中性点直接接地电网的接地保护73

4.2.4对零序电流保护的评价77

4.3小电流接地系统的单相接地保护78

4.3.1中性点不接地电网单相接地时的故障特征78

4.3.2中性点经消弧线圈接地系统单相接地的故障特征81

4.3.3小电流接地系统的绝缘监视及单相接地故障选线方法84

4.4电网接地故障的建模与仿真85

4.4.1中性点直接接地电网接地故障的建模与仿真85

4.4.2中性点不接地电网接地故障的建模与仿真91

4.4.3中性点经消弧线圈接地电网接地故障的建模与仿真97

第5章 电网的距离保护与仿真101

5.1距离保护的作用原理101

5.1.1距离保护的基本概念101

5.1.2距离保护的时限特性102

5.1.3距离保护的组成102

5.2阻抗继电器103

5.2.1阻抗继电器的分类103

5.2.2圆特性阻抗继电器104

5.2.3直线与四边形特性的阻抗继电器109

5.2.4阻抗继电器的精确工作电流110

5.3阻抗继电器的接线方式111

5.3.1故障时的母线电压111

5.3.2 0°接线方式分析111

5.3.3带零序补偿的接线方式分析113

5.4距离保护的整定计算113

5.4.1各段保护具体的整定原则113

5.4.2采用四边形特性的阻抗继电器的整定计算方法115

5.5距离保护的振荡闭锁115

5.5.1电力系统振荡时电流、电压的变化规律116

5.5.2电力系统振荡时测量阻抗的变化规律117

5.5.3电力系统振荡对距离测量元件特性的影响119

5.5.4振荡闭锁措施119

5.5.5振荡过程中再故障的判断122

5.6过渡电阻对距离保护的影响122

5.6.1过渡电阻的特点123

5.6.2单侧电源线路上过渡电阻的影响123

5.6.3双侧电源线路上过渡电阻的影响123

5.6.4防止过渡电阻影响的措施124

5.7距离保护的电压回路断线闭锁125

5.7.1母线电压回路断线闭锁的措施125

5.7.2线路电压回路断线闭锁的措施125

5.8距离保护的建模与仿真126

5.8.1阻抗继电器的建模与仿真126

5.8.2双侧电源线路上过渡电阻对测量阻抗的影响仿真131

5.8.3电力系统振荡的仿真133

第6章 输电线路的纵联保护与仿真137

6.1输电线路纵联保护的基本原理和构成方式137

6.1.1输电线路纵联保护概述137

6.1.2输电线路纵联保护的基本原理137

6.1.3差动保护特性分析139

6.1.4输电线路纵联保护的一般构成方式140

6.2输电线路纵联保护的通信通道140

6.3光纤分相电流差动保护144

6.3.1光纤分相电流差动保护的基本原理144

6.3.2取样同步问题146

6.3.3光纤分相电流差动保护原理框图146

6.4方向比较式纵联保护147

6.4.1闭锁式方向纵联保护147

6.4.2闭锁式距离纵联保护149

6.5纵联保护的建模与仿真150

第7章 自动重合闸与仿真155

7.1自动重合闸的作用及基本要求155

7.1.1自动重合闸的作用155

7.1.2对自动重合闸的基本要求156

7.1.3自动重合闸的分类156

7.2三相一次自动重合闸156

7.2.1单侧电源线路的三相一次自动重合闸156

7.2.2双侧电源线路的三相一次自动重合闸157

7.2.3自动重合闸与继电保护的配合159

7.3单相自动重合闸160

7.3.1单相自动重合闸的故障选相元件160

7.3.2单相自动重合闸时的潜供电流和恢复过电压161

7.4综合重合闸简介162

7.5自动重合闸中的故障选相仿真163

第8章 电力变压器的继电保护与仿真168

8.1变压器的故障、不正常运行状态及保护配置168

8.1.1变压器的故障、不正常运行状态168

8.1.2变压器的保护配置168

8.2变压器的气体保护169

8.3变压器的纵联差动保护170

8.3.1构成变压器纵联差动保护的基本原则171

8.3.2不平衡电流产生的原因及消除方法171

8.3.3具有比率制动特性的纵联差动保护174

8.3.4变压器差动速断保护175

8.4变压器相间短路的后备保护175

8.4.1变压器的过电流保护175

8.4.2低电压起动的过电流保护176

8.4.3复合电压起动的过电流保护177

8.5变压器保护的建模与仿真178

8.5.1变压器仿真模型的构建178

8.5.2变压器空载合闸时励磁涌流的仿真180

8.5.3变压器比率制动特性纵联差动保护的仿真183

8.5.4变压器绕组内部故障的简单仿真184

第9章 发电机的继电保护与仿真188

9.1发电机的故障、不正常运行状态及保护配置188

9.1.1发电机的故障、不正常运行状态188

9.1.2发电机的保护配置188

9.2发电机的差动保护190

9.2.1比率制动特性纵联差动保护190

9.2.2发电机的不完全纵联差动保护191

9.2.3发电机的横联差动保护192

9.3发电机的单相接地保护193

9.3.1反映基波零序电压和电流的定子绕组接地保护194

9.3.2三次谐波式定子接地保护195

9.3.3 100%定子绕组单相接地保护196

9.4发电机励磁回路的接地保护196

9.4.1发电机励磁回路一点接地保护196

9.4.2发电机励磁回路两点接地保护197

9.5发电机的负序电流保护198

9.5.1负序电流保护的基本原理198

9.5.2负序电流保护原理框图198

9.6发电机保护的建模与仿真199

9.6.1发电机纵联差动保护的仿真199

9.6.2基波零序分量的发电机定子单相接地保护仿真204

9.6.3三次谐波式发电机定子单相接地保护仿真208

参考文献212