高压电网继电保护原理及仿真

本书是高压电网继电保护原理的专业教材,除了介绍继电保护的基本原理,同时与 MATLAB/Simulink仿真有机地结合起来,设置仿真实验内容,帮助学生通过仿真结果,更好地理解保护原理。主要内容共九章,包括:绪论;电网故障分析基础及仿真;电网相间短路的阶段式电流保护及仿真;电网接地短路的故障征、保护与仿真;电网的距离保护与仿真;输电线纵联差动保护与仿真;线路自动重合闸及仿真;变压器保护及仿真;母线保护及仿真。同时,附仿真源程序,易于学生上手复现仿真实验。

前言
第一章 绪论 1
第一节 电力系统继电保护的任务与要求 1
一、电力系统继电保护的任务 1
二、对继电保护的基本要求 2
第二节 继电保护的基本原理及分类 4
一、继电保护的基本原理 4
二、继电保护的分类 5
第三节 继电保护装置的基本结构与配置原则 6
一、继电保护装置的基本结构 6
二、继电保护装置的配置原则 7
三、不同电压等级线路的常见保护配置 8
第四节 继电保护研究的思路和方法 8
第五节 电力系统仿真及Simulink简介 9
一、电力系统仿真 9
二、Simulink简介 10
三、Simulink的启动 10
四、SimPowerSystems模块库 11
五、Simulink电力系统仿真示例 12
第二章 电网故障分析基础及仿真 21
第一节 基本概念及原理 21
一、短路的一般概念 21
二、短路计算的目的 22
三、恒定电势源电路的三相短路 23
四、对称分量法计算短路电流 28
第二节 不同短路类型的电流仿真 37
一、系统配置 37
二、仿真模型 37
三、仿真设置 38
四、实验内容 38
五、思考题 40
第三章 电网相间短路的阶段式电流保护及仿真 41
第一节 基本概念及原理 41 一、单侧电源网络相间短路时电流量值征 41
二、阶段式电流保护 42
三、双电源线路相间短路的方向电流保护 50
四、分支电流对电流Ⅱ、Ⅲ段的影响 54
第二节 单侧电源网络阶段式电流保护与仿真 55
一、系统配置 55
二、仿真模型 56
三、仿真设置 57
四、实验内容 59
五、思考题 59
第三节 电机自启动时的电流变化仿真 59
一、系统配置 59
二、仿真模型 60
三、仿真设置 60
四、实验内容 61
五、思考题 62
第四节 分支电流对电流保护的影响 62
一、系统配置 62
二、仿真模型 63
三、仿真设置 63
四、实验内容 64
五、思考题 64
第五节 方向性电流保护仿真 64
一、系统配置 64
二、仿真模型 65
三、仿真设置 66
四、实验内容 67
五、思考题 68
第四章 电网接地短路的故障征、保护及仿真 69
第一节 基本概念及原理 69
一、电力系统中性点运行方式的分类 69
二、电流接地电网发生接地短路时的故障征 69
三、小电流接地电网发生单相接地短路时的故障征 71
四、中性点经消弧线圈系统单相接地的故障征 74
五、零序电压、零序电流的获取 76
六、电流接地电网的零序电流保护 78
七、小电流接地电网的绝缘监视 84 第二节 中性点不接地电网接地故障实验仿真 84
一、系统配置 84
二、仿真模型 84
三、仿真设置 85
四、实验内容 86
五、思考题 87
第三节 中性点经消弧线圈接地电网接地故障实验仿真 87
一、系统配置 87
二、仿真模型 87
三、仿真设置 88
四、实验内容 88
五、思考题 88
第四节 中性点直接接地电网接地故障实验仿真 88
一、系统配置 88
二、仿真模型 89
三、仿真设置 89
四、实验内容 90
五、思考题 91
第五章 电网的距离保护及仿真 92
第一节 基本概念及原理 92
一、距离保护的基本概念 92
二、测量阻抗及其与故障距离的关系 92
三、三相系统中测量电压与测量电流的选取 93
四、阻抗继电器 97
五、距离保护的整定计算 102
六、距离保护的振荡闭锁 110
第二节 方向阻抗继电器的建模与仿真 116
一、系统配置 116
二、仿真模型 116
三、仿真设置 118
四、实验内容 119
五、思考题 120
第三节 系统振荡的影响仿真 120
一、系统配置 120
二、仿真模型 120
三、仿真设置 120
四、实验内容 121 五、思考题 122
第六章 输电线纵联差动保护及仿真 123
第一节 基本组成及原理 123
一、纵联保护基本组成 123
二、输电线路短路时两侧电气量的故障征 124
三、输电线路纵联电流差动保护 124
第二节 纵联保护的建模与仿真 127
一、系统配置 127
二、仿真模型 127
三、仿真设置 128
四、实验内容 128
五、思考题 129
第七章 线路自动重合闸及仿真 130
第一节 基本概念及原理 130
一、自动重合闸的作用 130
二、自动重合闸的基本要求 131
三、自动重合闸的分类 131
四、三相一次重合闸 131
五、单相自动重合闸 137
六、自动重合闸与继电保护的配合 139
第二节 三相一次重合闸仿真 140
一、系统配置 140
二、仿真模型 140
三、仿真设置 142
四、实验内容 142
五、思考题 143
第八章 变压器保护及仿真 144
第一节 变压器的故障及不正常运行状态 144
第二节 变压器的保护 144
一、变压器的瓦斯保护 144
二、变压器纵联差动保护 145
三、变压器保护配置 151
第三节 不同合闸角时励磁涌流的仿真 153
一、系统配置 153
二、仿真模型 153
三、仿真设置 153
四、实验内容 155 五、思考题 155
第四节 变压器比率制动性纵联差动保护的仿真 155
一、系统配置 155
二、仿真模型 155
三、仿真设置 155
四、实验内容 156
五、思考题 157
第九章 母线保护及仿真 158
第一节 母线差动保护基本原理 158
一、单母线差动保护 159
二、双母线差动保护 159
第二节 双母线差动保护仿真 162
一、系统配置 162
二、仿真模型 162
三、仿真设置 164
四、实验内容 166
五、思考题 166
第三节 母联电流比相式母线差动保护仿真 166
一、系统配置及仿真模型 166
二、实验内容 167
三、思考题 167
参考文献 168