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第1章 故障信息与继电保护1

1.1 引言1

1.2 故障信息与故障分量1

1.2.1 概述1

1.2.2 故障分量2

1.3 故障信息的获取与处理11

1.3.1 故障信息的提取方法11

1.3.2 内部和外部故障信息的提取方法12

1.4 利用故障分量继电保护的发展前景13

1.5 本章小结14

参考文献14

第2章 利用故障分量继电保护的检测原理15

2.1 引言15

2.2 利用故障分量的电流元件及电流保护原理15

2.2.1 传统电流保护存在的问题15

2.2.2 利用故障分量的电流保护16

2.2.3 利用故障分量电流保护存在的问题及对策17

2.3 利用故障分量的方向元件及方向性保护原理18

2.3.1 传统方向保护存在的问题18

2.3.2 利用故障分量方向元件的基本原理19

2.3.3 利用故障分量方向元件的特点20

2.3.4 方向判据及其算法20

2.3.5 利用故障分量的方向元件24

2.4 利用故障分量的电流纵联差动保护原理24

2.4.1 概述24

2.4.2 传统电流向量差动保护存在的问题25

2.4.3 利用故障分量的电流向量差动保护原理26

2.4.4 利用故障分量的电流相位差动原理27

2.5 利用故障分量的距离元件28

2.5.1 基本原理与判据28

2.5.2 电压判据的动作分析30

2.5.3 基于相量故障分量的距离元件31

2.5.4 基于故障分量的对称分量距离元件32

2.6 本章小结35

参考文献35

第3章 利用故障分量的选相元件37

3.1 引言37

3.2 对称分量选相元件37

3.2.1 选相元件的基本原理及程序框图37

3.2.2 过渡电阻对选相元件动作影响的分析40

3.2.3 对对称分量选相元件的评价42

3.3 模故障分量选相元件42

3.3.1 故障特征分析42

3.3.2 选相原理框图45

3.3.3 对模故障分量选相元件的评价45

3.4 相电流差工频变化量选相元件46

3.4.1 基本原理46

3.4.2 故障相的判别47

3.4.3 动作分析48

3.4.4 对相电流差工频变化量选相元件的评价49

3.5 高压输电线路发展性故障判别元件49

3.5.1 概述49

3.5.2 对称分量法判别元件的基本原理及程序框图49

3.6 系统振荡中的故障选相元件52

3.6.1 在振荡中的误选相问题53

3.6.2 基于故障点相间电压特征的选相元件53

3.6.3 基于故障边界条件的选相元件55

3.6.4 两种选相元件的评价57

3.7 行波选相元件58

3.7.1 基本概念58

3.7.2 暂态行波的故障特征59

3.7.3 选相原理59

3.7.4 软件构成框图60

3.7.5 基于小波变换模极大值的行波故障选相元件的仿真及评价61

3.8 本章小结61

参考文献61

第4章 高压输电线路方向比较式纵联保护63

4.1 概述63

4.2 方向比较式纵联保护的构成原理63

4.2.1 基本原理63

4.2.2 继电保护信息及通道64

4.3 利用故障分量的起动元件77

4.3.1 基本原理78

4.3.2 减小电网频率波影响的起动元件79

4.3.3 防止系统振荡误动的起动元件81

4.3.4 数字仿真87

4.4 基于故障分量的方向元件93

4.4.1 基本原理93

4.4.2 基于故障分量方向的分类93

4.4.3 动作性能分析与比较93

4.4.4 正序故障分量及其计算方法98

4.5 方向比较式纵联保护特殊问题的讨论102

4.5.1 线路分布电容的影响102

4.5.2 大电源侧电压灵敏度不足的问题103

4.5.3 空载合闸故障线路的问题104

4.5.4 防止振荡误动的问题105

4.5.5 两相运行时的问题105

4.6 本章小结105

参考文献106

第5章 输电线路电流纵联差动保护原理107

5.1 引言107

5.2 输电线路电流向量纵联差动保护108

5.2.1 基本原理108

5.2.2 不平衡电流的影响及其对策108

5.2.3 典型动作判据的分析112

5.2.4 输电线路分布电容电流的影响及对策119

5.2.5 电容电流补偿122

5.2.6 数字式电流纵联差动保护的采样同步126

5.2.7 电流向量差动保护的实现128

5.3 输电线路电流相位纵联差动保护130

5.3.1 概述130

5.3.2 线路两端故障分量电流相位的基本特征130

5.3.3 相位比较式纵联保护的构成方案133

5.3.4 正序故障分量电流相位比较式纵联保护139

5.3.5 分相式故障分量电流相位纵联差动保护141

5.4 本章小结142

参考文献143

第6章 六序故障分量及其在同杆双回线保护中的应用145

6.1 概述145

6.2 六序故障分量法146

6.2.1 六序故障分量146

6.2.2 同杆双回线的六序故障分量网络149

6.3 复合序网法149

6.3.1 同杆双回线故障的边界条件150

6.3.2 六序网的序阻抗参数及其复合序网图150

6.4 利用六序故障分量法分析同杆双回线故障155

6.4.1 同杆双回线的六序故障分量特征155

6.4.2 同杆双回线故障时的电流向量特征158

6.5 利用六序故障分量选相的基本原理164

6.5.1 同名跨线故障与其它类型故障的区别165

6.5.2 单回线和非同名跨线故障中各类故障的识别165

6.5.3 同名相跨线故障中各类故障的识别168

6.5.4 故障相的识别168

6.6 同杆双回线的故障测距原理171

6.6.1 集中参数模型的同杆双回线故障测距原理172

6.6.2 分布参数模型的同杆双回线故障测距原理178

6.7 本章小结178

参考文献179

第7章 基于暂态故障分量的行波保护原理181

7.1 概述181

7.2 输电线路故障的行波过程182

7.2.1 行波的基本概念182

7.2.2 输电线路故障时的行波184

7.2.3 波的折射与反射187

7.3 行波故障信息的小波分析189

7.3.1 行波中包含的故障信息189

7.3.2 小波分析简介190

7.3.3 利用小波变换提取行波中的故障信息192

7.4 行波差动保护原理195

7.5 行波判别式方向保护原理197

7.6 行波极性比较式方向保护原理199

7.6.1 方向比较式纵联保护200

7.6.2 行波电流极性比较式纵联保护205

7.7 行波幅值比较式方向保护原理209

7.7.1 基本原理209

7.7.2 动作判据209

7.7.3 判据的实现210

7.7.4 动作特性分析211

7.7.5 行波幅值比较式方向保护的仿真试验211

7.8 波阻抗方向继电器212

7.8.1 基本原理212

7.8.2 动作特性分析214

7.8.3 对反射系数ρ和波阻抗Zc的分析215

7.8.4 三相线路中的波阻抗继电器215

7.8.5 波阻抗继电器的整定与特点216

7.8.6 故障信号的小波表示和行波提取217

7.8.7 基于小波变换的继电器算法219

7.9 无通信全线速动行波保护原理221

7.9.1 基本原理222

7.9.2 行波特征分析223

7.9.3 全线速动无通信行波保护的判据226

7.9.4 仿真试验227

7.10 测距式行波距离保护原理229

7.10.1 概述229

7.10.2 基本原理229

7.10.3 基本要求230

7.10.4 故障距离测量元件231

7.10.5 行波距离保护Ⅰ段的实现234

7.10.6 保护Ⅰ段237

7.10.7 行波距离保护Ⅱ段237

7.10.8 行波距离保护的原理方案238

7.10.9 仿真试验239

7.10.10 结束语241

7.11 电流行波母线保护242

7.11.1 基本原理242

7.11.2 动作判据243

7.11.3 影响因素分析245

7.11.4 原理方案246

7.11.5 仿真试验247

7.12 本章小结252

参考文献253

第8章 输电线路的故障测距256

8.1 概述256

8.1.1 故障测距的意义和作用256

8.1.2 对故障测距装置的基本要求256

8.1.3 故障测距的分类257

8.2 故障分析法258

8.2.1 概述258

8.2.2 单端量法260

8.2.3 两端量法285

8.3 行波法301

8.3.1 行波法的发展301

8.3.2 行波法的主要问题303

8.3.3 A型行波测距法306

8.3.4 D型行波故障测距原理314

8.3.5 B型故障测距法的基本原理317

8.3.6 C型故障测距法318

8.3.7 F型和E型行波故障测距原理324

8.3.8 现代行波故障测距系统举例327

8.4 本章小结331

参考文献333

第9章 自适应继电保护原理336

9.1 基本概念336

9.2 自适应电流速断保护337

9.2.1 传统电流速断保护的问题337

9.2.2 自适应电流速断保护337

9.3 自适应电压速断保护343

9.3.1 传统的电压速断保护存在的问题343

9.3.2 自适应电压速断保护344

9.3.3 保护范围344

9.3.4 自适应电压速断与传统电压速断的比较345

9.4 自适应电流电压综合速断保护346

9.4.1 基本原理346

9.4.2 保护范围347

9.4.3 自适应电流电压综合速断保护的动作分析348

9.5 自适应过电流保护354

9.5.1 传统过电流保护的问题354

9.5.2 对自适应过电流保护的要求355

9.5.3 自适应过电流保护的基本原理355

9.5.4 自适应过电流保护的动作时限356

9.5.5 自适应电流保护的实现358

9.6 自适应电流向量纵联差动保护360

9.6.1 基本思路360

9.6.2 自适应动作判据360

9.6.3 自适应分相电流差动保护判据性能分析361

9.7 自适应组合式纵联保护362

9.7.1 概述362

9.7.2 基本要求363

9.7.3 自适应组合式纵联保护的实现364

9.8 自适应横联差动保护368

9.8.1 传统的电流横联差动保护存在的问题368

9.8.2 自适应横联保护原理369

9.8.3 断线及开关偷跳的判别方法371

9.8.4 非全相运行期间及二次故障时保证横联保护正确动作的措施372

9.8.5 双回线解列运行的闭锁措施373

9.8.6 试验结果373

9.9 自适应距离保护373

9.9.1 传统距离保护存在的问题及解决途径373

9.9.2 自适应距离保护的基本原理374

9.9.3 距离保护的自适应控制举例374

9.10 本章小结378

参考文献379

第10章 自适应自动重合闸380

10.1 概述380

10.2 自适应单相自动重合闸381

10.2.1 一相断开时断开相线路侧两端的电压的分析381

10.2.2 瞬时故障与永久故障的判别方法386

10.3 自适应三相自动重合闸391

10.3.1 线路短路三相跳闸后的暂态过程分析391

10.3.2 判别永久故障的方法397

10.3.3 数字模拟试验398

10.4 自适应分相重合闸406

10.4.1 问题的提出406

10.4.2 自适应分相重合闸的基本原理406

10.4.3 自适应三跳分相重合闸407

10.4.4 自适应选跳分相自动重合闸411

10.5 本章小结413

参考文献413