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上篇 电网继电保护基础3

1继电保护基础知识3

1.1继电保护概述3

1.1.1继电保护的定义与作用3

1.1.2继电保护的基本原理与组成4

1.1.3继电保护的发展简史5

1.2继电保护装置的分类及基本要求6

1.2.1继电保护装置的分类6

1.2.2继电保护装置的基本要求6

1.3电磁型继电器9

1.3.1继电器的定义及分类9

1.3.2电磁型继电器的结构及原理10

1.3.3动作电流、返回电流与返回系数12

1.4常用的电磁型继电器13

1.4.1 DL-30系列电流继电器13

1.4.2 DY-30系列电压继电器15

1.4.3 DS-30系列时间继电器17

1.4.4 DZB-10B系列中间继电器20

1.4.5 DX-30系列信号继电器21

2输电线路的电流和电压保护24

2.1单侧电源电网相间短路的电流保护24

2.1.1瞬时电流速断保护24

2.1.2限时电流速断保护26

2.1.3定时限过电流保护29

2.1.4电流保护的接线方式32

2.1.5阶段式电流保护34

2.2双侧电源电网相间短路的方向性电流保护36

2.2.1方向性电流保护概述36

2.2.2功率方向继电器39

2.2.3 LG-10型系列整流型功率方向继电器42

2.2.4功率方向继电器的接线方式49

2.2.5对方向性电流保护的评价51

2.3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流保护51

2.3.1接地短路零序分量的特点52

2.3.2零序分量过滤器53

2.3.3零序电流保护56

2.4电网的电压保护59

2.4.1电压速断保护60

2.4.2电流闭锁的电压速断保护61

2.4.3低电压启动过电流保护62

3电网的距离保护64

3.1距离保护概述64

3.1.1距离保护的定义64

3.1.2阻抗的测量65

3.1.3距离保护的时限特性66

3.1.4距离保护的优点66

3.1.5距离保护的组成67

3.2阻抗继电器67

3.2.1阻抗继电器的分类67

3.2.2整流型方向阻抗继电器68

3.3距离保护的接线与整定计算71

3.3.1距离保护的接线方式71

3.3.2距离保护的整定计算73

3.4影响距离保护正确工作的因素及防止措施75

3.4.1线路分支对距离保护的影响75

3.4.2短路点过渡电阻对距离保护的影响77

3.4.3电压互感器回路断线对距离保护的影响79

3.4.4电力系统振荡对距离保护的影响81

4微机继电保护88

4.1微机继电保护概述88

4.1.1计算机在继电保护领域中的应用和发展概况88

4.1.2微机继电保护与传统继电保护的对比分析88

4.1.3微机继电保护装置的特点89

4.2微机保护的硬件构成原理90

4.2.1微机保护的硬件组成90

4.2.2数据采集系统91

4.2.3 CPU主系统98

4.2.4开关量输入输出电路98

4.3微机保护的特征量算法100

4.3.1数字滤波100

4.3.2正弦函数算法101

4.3.3傅里叶算法104

4.3.4解微分方程算法107

4.4微机保护装置的软件构成108

4.4.1接口软件109

4.4.2保护软件109

4.4.3中断服务程序109

4.4.4程序流程的基本结构109

4.4.5电流保护流程举例111

4.5提高微机保护可靠性的措施114

4.5.1干扰和干扰源115

4.5.2微机保护装置的硬件抗干扰措施118

4.5.3微机保护装置的软件抗干扰措施121

4.6微机保护技术的发展趋势124

4.6.1高速数据处理芯片的应用124

4.6.2微机保护的网络化124

4.6.3保护、控制、测量、信号、数据通信一体化125

4.6.4继电保护的智能化125

下篇 牵引供电系统继电保护131

5牵引网保护131

5.1交流牵引网及牵引负荷的特点131

5.1.1交流牵引网的特点131

5.1.2交流牵引负荷的特点132

5.2牵引网的距离保护134

5.2.1阻抗元件动作特性的选择134

5.2.2四边形特性的构成原理134

5.2.3四边形特性方向阻抗继电器的优缺点138

5.2.4四边形特性方向阻抗继电器的整定140

5.2.5自适应距离保护141

5.3利用牵引负荷特点构建的牵引网保护142

5.3.1牵引负荷中谐波分量的利用142

5.3.2利用牵引网中的电流增量构建的保护143

5.3.3利用牵引网中电流的持续时间构建的保护145

5.4牵引网馈线保护的建立146

5.4.1牵引网馈线保护的种类及作用146

5.4.2直供方式下牵引网的保护方式148

5.4.3 AT供电方式下牵引网阻抗的特性153

5.5牵引网馈线微机保护装置156

5.5.1 WKH-892的硬件结构及作用157

5.5.2 WKH-892的功能与特点159

5.5.3 WKH-892的主要技术指标161

5.5.4WKH-892的保护原理163

6牵引变压器保护167

6.1牵引变压器的保护方式167

6.1.1牵引变压器的类型及接线167

6.1.2牵引变压器的运行工作状态169

6.1.3牵引变压器的保护170

6.2牵引变压器的纵联差动保护171

6.2.1纵联差动保护概述171

6.2.2纵联差动保护的接线方式173

6.2.3不平衡电流产生的原因及消除175

6.2.4比率制动的纵联差动保护179

6.2.5差动速断保护182

6.2.6变压器纵联差动保护励磁涌流的识别方法183

6.3牵引变压器的非电气量保护184

6.3.1非电气量保护的形式184

6.3.2非电气量保护的实现186

6.4牵引变压器的后备保护186

6.4.1变压器相间短路的后备保护及过负荷保护186

6.4.2变压器接地短路的后备保护189

6.5牵引变压器的微机保护装置191

6.5.1装置的硬件结构与作用191

6.5.2装置的功能与特点192

6.5.3装置的技术指标193

6.5.4装置的保护配置与原理194

7并联电容器补偿装置的保护202

7.1并补装置的故障及其保护的装设原则202

7.1.1并补装置的故障202

7.1.2并补装置保护的装设原则202

7.2并补装置的电流保护204

7.2.1电流速断保护204

7.2.2过电流保护204

7.2.3谐波过电流保护205

7.2.4差电流保护205

7.3并补装置的电压保护与桥式差电流保护206

7.3.1电压保护206

7.3.2桥式差电流保护209

7.4串联电容补偿装置的保护211

7.4.1防御牵引网短路电流引起过电压的保护211

7.4.2电容器组内部故障的保护213

7.5牵引供电系统并补装置的微机保护装置214

7.5.1 WBB- 892的功能214

7.5.2 WBB-892的技术参数214

7.5.3 WBB-892的保护应用215

7.5.4 WBB - 892的应用接线218

8自动装置220

8.1自动重合闸装置220

8.1.1自动重合闸概述220

8.1.2自动重合闸的基本要求及类型221

8.1.3单侧电源线路的三相一次自动重合闸223

8.1.4双侧电源线路的三相一次自动重合闸224

8.1.5重合闸动作时限的选择原则226

8.1.6自动重合闸装置与继电保护的配合227

8.2牵引网故障测距装置229

8.2.1故障测距的意义229

8.2.2电气化铁道牵引网测距的方法229

8.2.3电气化铁道微机故障测距装置231

8.3备用电源自动投入装置234

8.3.1备用电源自动投入装置的要求234

8.3.2备用电源自动投入的基本原理235

8.3.3微机型APD装置237

9城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护247

9.1城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护装置的配置情况247

9.1.1进出线电缆247

9.1.2整流机组247

9.1.3直流牵引网248

9.2整流机组继电保护248

9.3直流牵引供电系统继电保护250

9.3.1大电流脱扣保护250

9.3.2电流上升率及电流增量保护（DDL保护）251

9.3.3定时限过流保护254

9.3.4电压类保护256

9.3.5接触网热保护257

9.4框架类保护258

9.4.1轨道过电压保护258

9.4.2正极接地保护（框架泄露保护）260

9.5直流馈线的控制功能及自动装置261

9.5.1分合闸操作261

9.5.2联跳261

9.5.3线路测试系统263

9.5.4自动重合闸264

附录A常用继电器线圈、接点及逻辑电路的名称和图形267

附录B短路保护的最小灵敏系数269

参考文献271