导线-地阻抗 Z. 总阻抗 互感阻抗 正、负，序综合阻抗 五、保护装置及继电器的有关参数 保护装置的起动电流 U.1 维电器的返可电压 保护装置的减间电流 Z 继电器的起动阻抗 保护装置的起动电正 维电器的版句四护 保护装置的返回电 继电器的整定阻抗 保护装置的起动护 加入继电器中的电洗 保护装置的返回阻抗 加入维电器中的电压 罐电器的起动电流 I.t 继电器的返回电流 继电器的测量阳抗 继电器的起动电压 六、常用的系数 可靠系数 : 非周期分量影响系数 灵敏系数 K 同型系数 返回系数 K 配合系数 接线系数 电动机自起动系数 分支系数 比例常数
目 录 第三版前言 第吸前言 第一版前言 本书使用符号说明 第-一t绪论4…4*…………44………………………4*4…** 1 第章电网的电流保护和方向性电流保护 9 第一节单侧电源网络相闻短路的电流保护 9 第二节电网相侧短路的方向性电流保护 32 第三节中性点直接接地电网中接地短路的等序电流及方向保护*…… 46 第四节中性点非直接接地电网中单相接地放的序电压、电流及方向保护 6 第三章电网的距离保护… 65 第一节距离保护的作用原理… 第二节阻抗继电器… 第三节阻抗继电器的接线方式…… 89 第四节集成电路型方向阻抗继电器的接线和符性分析 92 第五节距离保护的轻定计算原则及对距离保护的评价***+。 98 第六节影响距离保护正确工作的因素及防止方法… 102 第七节距离保护装置振图举例…125 第四章输电线纵联保护…12别 第一节输电线纵联差动保护4 ·129 第二节 输电线的高频保护 …136 *第三节微波保护简介……151 第四节喻电线纵联保护的发展趋势…152 第五章自动重合闸… 153 第六章电力变压器的继电保护… …170 第一节电力变压器的故障类型、不正常运行状态及其相应的保护方式… 170 第二节变器的纵差动保护… …171 第三节变压器的电流和电玉保护 第四节变压器的瓦断保…186 第七章发电机的继电保护188 第一节发电机的故障类型。不正常运行状态及其相应的保护方式… 188 第二节发电机的纵差动保沪和横差动保护……18羽
第三节发电机的单相接地保护… 194 第四节发电机的负序过电流保护 …20 第五节发电机的失蓝保护 *…205 第六节发电机-变压器组继电保护的特点和原理接线图举例”213 第八章母线的继电保护… …217 附录一继电器的分类、型号和表示方法…230 附录二 继电保护的灵敏系数 …231 附录三集成电路继电保护中应用运算放大器的基本电路……233 附录四按“四统一”设计的整流型相间距离保护装置简介…255 泰考文敏 *266
第一章绪 论 一、电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的 故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果： (1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏： (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短 它们]的使用寿命： (3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品 质量： (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运 行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就 是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升 高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频 率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运 行状态 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一 部分的正常工作遗到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至 造成人身伤亡和电气设备的损环。 系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般都是由于设 备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只 要充分发挥人的主现能动性，正确地掌提客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大 大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或诚少发生故障的可能性以外。故障一且 发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之 “。切除故障的时间常常要求小到十分之儿甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电 气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个 继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装 置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名 称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保 护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不止常运行状态，并动 作于新路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：
(1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故液元件免于继续 遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行： (2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班 人员)·而动作于发出信号、减负简或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对 电力系统及其元件的危害程度规定-一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误 Cie-1. 动作。 x- ⊙ii, 二、继电保护的基本原理和保护 装置的组成 (a 为完成继电保护所担负的任务， i 显然应该要求它能够正确地区分系统 止常运行与发生故障或不正常运行状 a=0 态之间的差别，以实现保护。 如图1-1(a)所示的网络接 图1-】单侧电源网络接线 (©)正常运行情况：《b)d点三相短路情况 线，在电力系统正常运行时，每条线 路上都流过由它供电的负荷电流· 越靠近电源端的线路上的负荷电流越大。同时，各变电所母线上的电压，一般都在额定电 压±5%~10%的范制内变化，且靠近于电源端母线上.的电乐较高。线路始端电压与电流 之间的相位角决定于由它供电的负荷的功率因数角和线路的参数。由电压与电流之比值所 代表的“测量阻抗”，则是在线路始端所感受到的、由负荷所反应出来的一个等效阻抗 其值-·般很大。 当系统发生故障时，其状况如图11(b)所示。假定在线路B-C上发生了三相短路，则 短路点的电压U降低到零，从电源到短路点之间均将流过很大的短路电流i:,各变电所母 线上的电压也将在不同程度上.有很大的降低，距短路点越近时降低得越多。设以2。表示短 路点到变电所B母线之间的阻抗，则母线上的残余电乐应为0(=i:Z:。此时，U()与 :之间的相位角就是Z:的阻抗角，在线路始端的测量阻抗就是Z,此测量阻杭的大小正 比于短路点到变电所B母线之间的距离。 在一般的情况下，发生短路之后，总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测 量阻抗的减小，以及电压与电流之间相位角的变化。因此，利用正常运行与故障时这些基 本参数的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护，例如：①反应于电流增大而动作的 过电流保护：②反应于电压降低而动作的低电压保护：③反应于短路点到保护安装地点之 间的距离（或测景阻抗的减小）而动作的距离保护（或低阻抗保护）等。 此外，就电力系统中的任一电气元件来看，如图1-2中的线路AB,在正常运行时，在 某一瞬间，负荷电流总是从一侧流入而从另一侧流出.如图1-2〈口)所示。如果我们统 规定电流的正方向都是从母线流向线路，那么，按照规定的正方向，A-B两侧电流的大小 相等、而相位相差180°。当在线路A-B的范围以外(d1)短路时，如图1-2(b)所示，由 电源/所供给的短路电流1：将流过线路A-B,此时A-B两侧的电流仍然是大小相等相位 相反，其特征与正常运行时一样。如果短路发生在线路A-B的范围以内(d2》,如图12 3