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上篇 继电保护基础知识 2

第一章 继电保护概述 2

一、继电保护与继电保护装置 2

二、继电保护的作用 3

三、继电保护装置的组成和种类 3

四、对继电保护装置的基本要求 6

五、继电保护的一般规定 6

六、继电保护装置的灵敏度 7

第二章 短路电流计算 12

第一节 标么值及其计算 12

一、短路故障类型 12

二、标么值的基本概念 13

三、电抗标么值和有名值的换算 15

四、电网元件的阻抗值 15

第二节 短路电流的构成及计算方法 20

一、短路电流的暂态过程 20

二、短路电流的构成 22

三、短路电流的计算内容和方法步骤 22

四、三相短路冲击电流、全电流最大有效值和三相短路容量的计算 24

五、短路电流周期分量值的计算 25

第三节 高压网络短路电流的计算 27

一、无限容量系统高压网络短路电流的计算 27

二、有限容量系统中高压网络短路电流的计算 30

第四节 变压器短路电流的计算 36

一、变压器低压侧短路电流的计算 36

二、变压器低压侧短路时折算到高压侧穿越电流的计算 41

第五节 1kV及以下低压配电网络短路电流的计算 44

一、电路中各元件阻抗的计算 44

二、短路电流计算 47

三、应用举例 57

第六节 高压电网不对称短路电流的计算 61

一、序网的构成 61

二、计算方法 64

三、应用举例 68

第七节 1kV及以下低压电网不对称短路电流的计算 69

一、计算公式 69

二、电路元件阻抗的计算 70

三、应用举例 76

第八节 中性点不接地系统接地电流的计算 80

一、架空线路单相接地电容电流的计算 80

二、电缆线路单相接地电容电流的计算 80

三、架空线和电缆混合线路单相接地电容电流的计算 82

第九节 电力网络元件短路电流计算 83

一、汽轮发电机电容电流及消弧线圈的计算 83

二、异步电动机反馈电流的计算 85

三、尖峰电流的计算 88

第三章 保护继电器 91

第一节 保护继电器基本知识 91

一、保护继电器的分类、型号与代号 91

二、保护继电器检验的一般规定 95

第二节 电流继电器 97

一、电磁型电流继电器的型号与结构 97

二、电磁型电流继电器的主要技术指标 98

三、电磁型电流继电器的技术数据 98

四、DL-20C和DL-30系列电流继电器技术数据 101

五、电磁型电流继电器的内部接线图 101

第三节 过电流继电器 105

一、感应型过电流继电器 105

二、整流型过电流继电器 115

第四节 电压继电器 119

一、电压继电器的分类和结构 119

二、电压继电器的技术数据和内部接线 120

三、DJ-100A系列电压继电器 122

四、JY-20系列电压继电器 125

五、电压继电器的调试 126

六、低电压（欠电压）继电器触点振动的改进 127

第五节 中间继电器 128

一、中间继电器的类型与结构 129

二、DZ-10系列中间继电器 129

三、DZ-30B系列中间继电器 130

四、DZ-50、DZ-60系列中间继电器 131

五、DZ-100系列中间继电器 132

六、DZS-100系列中间继电器 135

七、DZJ-10系列交流中间继电器 137

八、DZ-200系列中间继电器 138

九、DZB-100、DZS-10B系列中间继电器 147

十、BZS-10系列中间继电器 147

十一、中间继电器的校验与调整 149

第六节 时间继电器 151

一、时间继电器的类型与结构 151

二、DS-20系列时间继电器 152

三、DS-30H系列时间继电器 153

四、DS-30系列时间继电器 155

五、DSJ-10系列时间继电器 157

六、DS-110、DS-120系列时间继电器 158

七、BS-30系列时间继电器 158

八、时间继电器的校验与调整 160

第七节 差动继电器 162

一、差动继电器的结构与工作原理 162

二、BCH-1、DCD-5、DCD-5H型差动继电器 164

三、BCH-2、DCD-2、DCD-2H型差动继电器 169

四、差动继电器的校验与调整 174

第八节 信号继电器 177

一、信号继电器的结构与工作原理 177

二、DX-11、DX-11A型信号继电器 178

三、DX-15系列信号继电器 179

四、DX-110系列信号继电器 182

五、DX-30系列信号继电器 182

六、信号继电器的选用 184

七、信号继电器的校验与调整 185

八、串接信号继电器和附加电阻的计算 186

第九节 闪光继电器 189

一、闪光继电器的结构与工作原理 189

二、DX-1、DX-3型闪光继电器 190

三、DX-3G型闪光继电器 191

四、DX-19E型闪光继电器 193

五、闪光继电器的调试 195

第十节 冲击继电器 195

一、BC-30系列冲击继电器 195

二、CJ1、CJ2、ZC-21A、ZC-23、PC-3和ZC-11A型冲击继电器 198

三、ZC-11AH型冲击继电器 198

四、冲击继电器的调试 201

第十一节 接地继电器 202

一、接地继电器的内部接线与工作原理 202

二、常用接地继电器技术数据 203

三、接地继电器的调试 204

第十二节 低频继电器 205

一、低频继电器的结构与工作原理 205

二、低频继电器的技术数据 207

第十三节 自动重合闸装置（APR） 207

一、自动重合闸装置的类型与选用 207

二、对自动重合闸装置的要求 208

三、自动重合闸装置的结构与工作原理 208

四、自动重合闸装置的技术数据 210

五、自动重合闸装置的调试 212

第十四节 加速和延迟继电器动作时间的方法与计算 212

一、加速和延迟继电器动作时间的一般方法 212

二、直流继电器加速吸合电路及附加电阻、电容的计算 213

三、直流继电器加速释放电路及释放时间的计算 214

四、直流继电器延迟释放电路及附加电容的计算 215

五、直流继电器延时吸合、延时释放电路及附加电阻、电容的计算 216

第十五节 机电型继电器的维护与故障处理 217

一、继电器的巡视检查与定期维护 217

二、继电器的检修与调整 218

三、机电型继电器的常见故障及处理方法 219

第四章 电子技术基础 221

第一节 二极管、稳压管和三极管 221

一、二极管 221

二、稳压管 225

三、三极管 228

第二节 场效应管、达标顿管和单结晶体管 241

一、场效应管 241

二、达林顿管 246

三、单结晶体管 249

第三节 晶闸管 254

一、晶闸管的管脚标志和工作状态 254

二、晶闸管的基本参数 256

三、晶闸管的主要技术数据 257

四、晶闸管的选择 259

五、晶闸管换相过电压阻容保护元件的选择 259

第四节 三端固定集成稳压器 260

一、类型与结构 260

二、技术数据 260

三、典型电路 261

第五节 光电耦合器 262

一、特性 262

二、技术数据 263

三、管脚 265

第六节 固态继电器与晶体管电子继电器 266

一、固态继电器（SSR） 266

二、晶体管电子继电器 270

第七节 逻辑门电路 274

一、逻辑代数与逻辑门电路 274

二、逻辑控制与电器控制、矩阵控制的对应关系 277

三、逻辑元件与有触点电路的功能对应关系 281

第八节 TTL门电路和CMOC集成电路 282

一、TTL门电路 282

二、CMOS集成门电路 287

第九节 常用门电路芯片简介 292

一、常用门电路芯片引脚及内部结构 292

二、4000系列数字集成电路型号索引 296

第十节 触发器、寄存器和计数器 300

一、触发器 300

二、移位寄位器 302

三、计数器 303

第十一节 555时基集成电路和运算放大器 309

一、555时基集成电路 309

二、运算放大器 313

第五章 电气设备选择与校验 329

第一节 高压电器设备选择与校验 329

一、按正常工作条件选择高压电器设备 329

二、按短路条件校验电器产品的动稳定、热稳定 332

三、短路时母线间产生的电动力计算 332

四、应用举例 334

第二节 低压电器设备的选择与校验 336

一、按正常工作条件选择 336

二、按短路条件校验电器设备的动稳定、热稳定 336

三、说明 337

四、应用举例 337

第三节 电流互感器的选用与接线 346

一、电流互感器的型号及技术数据 346

二、电流互感器的接线 351

三、电流互感器与电流继电器的接线 354

四、电流互感器二次负荷的计算 358

五、电流互感器二次负荷的校验 363

六、电流互感器的选用 367

七、过电流保护用电流互感器的选择 370

八、继电保护用电流互感器一次短路电流倍数的选择 372

第四节 电压互感器的选用与接线 373

一、电压互感器的型号及技术数据 373

二、电压互感器的接线 377

三、电压互感器二次负荷的计算 381

四、电压互感器二次导线的选择 383

五、电压互感器的选用 385

第四节 互感器极性判别 388

一、干电池法 388

二、钳形电流表法 389

中篇 机电类继电保护 391

第六章 线路继电保护及计算 391

第一节 线路继电保护的规定及整定计算 391

一、3～66kV电力线路继电保护规定 391

二、电力线路继电保护整定计算 393

第二节 过电流保护及计算 395

一、过电流保护的类型及电路结构 395

二、定时限过电流保护 396

三、反时限过电流保护 398

四、定时限过电流保护与反时限过电流保护的配合计算 399

第三节 电流速断保护计算及保护“死区”的弥补 401

一、电流速断保护的类型及电路结构 401

二、瞬时电流速断保护 402

三、带时限电流速断保护 402

四、电流速断保护的动作电流整定原则 403

五、电流速断保护的一次侧动作电流及灵敏度计算 403

六、保护装置的“死区”及其弥补 404

第四节 过电流保护与电流速断保护计算应用举例 406

第五节 农网10kV线路电流速断保护和过电流保护 411

一、电流速断保护 411

二、过电流保护 412

三、应用举例 412

第六节 低电压闭锁过电流保护 414

一、低电压闭锁过电流保护原理 414

二、低电压闭锁过电流保护装置的整定 416

第七节 方向过电流保护 416

一、方向过电流保护的必要性 416

二、方向过电流保护电路结构与工作原理 417

第八节 小接地电流系统的接地保护 419

一、接地电容电流的估算 419

二、中性点不接地系统单相接地保护方式 419

三、保护装置动作电流的整定 421

四、采用零序电流保护装置时应注意的问题 422

五、应用举例 423

第九节 电力线路自动重合闸装置（APR）和电源自动投入装置（AAT） 425

一、自动重合闸装置（APR） 425

二、10kV电力线路备用电源自动投入装置（AAT） 430

第七章 变压器继电保护及计算 433

第一节 电力变压器保护规定 433

一、电力变压器继电保护的对象 433

二、电力变压器继电保护的具体规定 433

第二节 电力变压器继电保护整定计算和灵敏度校验 436

一、电力变压器继电保护的整定计算 436

二、灵敏度校验 438

第三节 变压器电流速断保护及计算 439

一、保护电路及工作原理 439

二、应用举例 440

第四节 变压器过负荷保护和过电流保护 441

一、变压器过负荷保护 441

二、变压器过电流保护 442

三、应用举例 443

第五节 变压器瓦斯保护 444

一、瓦斯继电器类型与结构 444

二、瓦斯继电保护原理电路 445

三、瓦斯继电器的整定 446

四、瓦斯继电器的维护 446

五、应用举例 447

第六节 变压器纵差动保护 449

一、电路组成及工作原理 449

二、不平衡电流的产生及消除方法 449

三、采用BCH-2型继电器构成的差动保护电路 451

四、应用举例 452

第七节 变压器零序电流保护 454

一、保护电路 454

二、动作电流整定及灵敏度校验 455

第八节 低压起动过电流保护和复合电压起动过电流保护 455

一、低电压起动过电流保护 455

二、复合电压起动过电流保护 456

三、低电压起动过电流保护与复合电压过电流保护的比较 457

第九节 具有多种保护功能的变压器保护电路 458

一、定时限过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护、温度保护复合型变压器保护线路 458

二、定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护复合型变压器保护线路 459

第十节 配电变压器保护电路元件的整定和选择 460

一、配电变压器低压侧断路器瞬时脱扣器动作电流整定计算 460

二、小型变压器旁路熔丝的选择 462

三、变压器与上级线路电流保护的配合计算 463

四、农网35kV变电所主变压器熔断器的选择 465

五、变压器跌落式熔断器的选择 469

第十一节 电炉变压器继电保护 473

一、电炉变压器继电保护的配置 473

二、电炉变压器继电保护动作电流的整定计算 473

三、电炉变压器瞬时过电流灵敏度校验 474

四、应用举例 474

第八章 3～10kV分段母线继电保护及计算 476

第一节 保护电路与整定计算 476

一、3～10kV母线分段断路器保护方式的选择 476

二、3～10kV母线分段断路器保护电路及工作原理 476

三、6～10kV母线断路器断电保护动作电流的整定计算 476

四、应用举例 476

第二节 母线不完全差动保护 479

一、保护电路与工作原理 479

二、动作电流整定 480

三、动作时限整定 481

四、灵敏度校验 481

五、应用举例 481

第三节 分段母线备用电源自动投入装置 484

一、基本电路及工作原理 484

二、继电器参数选择 487

第九章 电动机继电保护及计算 488

第一节 电动机继电保护的规定和配置 488

一、1kV以下电动机保护的规定 488

二、低压电动机继电保护的配置 489

三、3kV及以上电动机继电保护的规定 490

四、3kV及以上电动机继电保护配置 490

第二节 低压电动机继电保护电器元件的选用 491

一、断路器的选用 491

二、刀开关的选用 496

三、熔断器的选用 499

四、热继电器的选用 505

五、低压大功率电动机用断路器的选用 505

第三节 高压异步电动机继电保护整定计算 513

一、3kV及以上异步电动机继电保护的整定计算内容和方法 513

二、电流速断保护灵敏度校验 513

三、定时限过电流保护灵敏度校验 515

四、纵差动保护灵敏度校验 515

五、变压器和电动机合并成组时过电流继电器的选择及动作电流整定 515

六、应用举例 516

第四节 高压电动机继电保护电路 517

一、高压电动机电流速断保护和过电流保护电路 517

二、高压异步电动机纵差动保护电路 519

三、高压异步电动机断相保护电路及整定计算 519

四、高压异步电动机综合保护电路 521

第五节 同步电动机继电保护的整定 524

一、同步电动机继电保护整定的内容和方法 524

二、同步电动机的同步电抗Xd和短路比kd 526

三、灵敏度校验 526

四、同步电动机自控设备其他保护设备的整定 527

第六节 高压同步电动机保护电路 528

一、高压同步电动机励磁装置电路 528

二、高压同步电动机综合保护电路 531

第七节 电动机单相接地保护和低电压保护 534

一、高压电动机单相接地保护 534

二、电动机低压保护 537

第八节 电动机过电压阻容保护及压敏电阻保护 540

一、高压电动机过电压阻容保护 540

二、电动机过电压压敏电阻保护 543

第九节 ZDH-20系列电动机综合保护装置 544

一、电路构成和工作原理 544

二、技术数据 545

第十章 小型发电机继电保护及计算 548

第一节 小型发电机继电保护的规定 548

一、发电机故障及异常运行状态类型 548

二、发电机继电保护装置的配置 548

三、小型发电机继电保护具体配置规定 548

第二节 小型发电机继电保护整定计算 550

一、单台小型发电机继电保护整定计算 550

二、多台发电机并列或与系统并列运行时继电保护的整定计算 550

三、灵敏度校验 553

第三节 小型发电机过电流和过电压保护 554

一、过电流保护（带时限） 554

二、过电压保护 554

三、应用举例 555

第四节 小型发电机防飞车保护和失磁保护 555

一、防飞车保护 555

二、失磁保护 559

第五节 发电机纵差动保护 560

一、保护电路与工作原理 561

二、动作电流的整定 562

三、动作时限整定 563

四、灵敏度校验 563

第六节 小水电站主变压器和送电线路继电保护的配置 564

一、主变压器继电保护的配置 564

二、送电线路继电保护的配置 564

第七节 小水电站控制、保护装置 565

一、BKSF-□2、BKSF-□2A系列低压水轮发电机控制柜 565

二、BKQ系列自动并列控制器 570

三、PLB-1型发电机过电流、过电压保护器 575

第十一章 电力电容器继电保护及计算 579

第一节 电力电容器继电保护规定 579

一、电力电容器运行的一般规定 579

二、3～10kV电力电容器继电保护的规定 580

第二节 3～10kV电力电容器继电保护整定 582

一、3～10kV并联电容器继电保护整定计算 582

二、灵敏度校验 583

三、应用举例 584

第三节 电力电容器继电保护接线及电路元件选择 585

一、电力电容器保护接线方式及特点 585

二、电力电容器放电电阻的选择 587

三、电力电容器串联电抗器的选择 590

第四节 电力电容器电流速断保护和横差动保护 593

一、电力电容器电流速断保护 593

二、电力电容器横差动保护 595

第五节 典型无功功率补偿控制电路 597

一、简单的低压无功补偿控制电路 597

二、简单的高压无功功率补偿自动控制线路 599

第六节 无功功率补偿电容柜电器元件的选择 600

一、断路器的选择 600

二、熔断器的选择 601

三、切换电容器专用接触器的选择 603

第七节 常用无功功率补偿装置简介 606

一、PGJ1型无功功率自动补偿静电电容器屏 606

二、DB系列无功功率动态补偿装置 609

三、TBB系列高压并联电容器装置 610

四、自立式自动投切电容器柜 611

第十二章 工厂配电网低压断路器保护计算 614

第一节 配电用低压断路器的选用 614

一、低压断路器的类型及适用范围 614

二、非选择型配电用断路器的保护计算 615

三、选择型配电用断路器的保护计算 617

四、采用断路器或熔断器和断路器组合的配电系统保护电器的选择 620

第二节 智能型断路器的使用与整定 622

一、智能型断路器简介 622

二、智能型断路器的技术数据 623

三、智能断路器控制器的使用 624

下篇 晶体管继电保护和微机继电保护 629

第十三章 晶体管保护电路 629

第一节 晶体管继电保护的输入电路和起动电路 629

一、晶体管继电保护的特点和构成 629

二、保护的输入电路 630

三、晶体管继电保护的起动电路 634

第二节 晶体管继电保护的接口电路 636

一、由光电耦合器为主组成的接口电路 636

二、因CMOS场效应管驱动继电器的接口电路 641

三、TTL（晶体管—晶体管逻辑）门电路驱动大功率负载的接口电路 643

四、PLC（可编程控制器）输入、输出接口电路 644

第三节 晶体管继电保护的延时电路 648

一、由555时基集成电路构成的延时电路 648

二、充电式延时电路 650

三、放电式延时电路 654

第四节 晶体管保护的记忆电路和执行电路 655

一、记忆电路 655

二、执行电路 660

第十四章 晶体管过电流保护和电流速断保护 663

第一节 晶体管过电流保护 663

一、晶体管定时限过电流保护 663

二、晶体管反时限过电流保护 665

第二节 晶体管电流速断保护 667

第三节 晶体管继电器的维护与故障处理 668

一、晶体管继电器的特点 668

二、晶体管继电器的维护 669

三、晶体管继电器的常见故障及处理方法 671

第十五章 微机继电保护 672

第一节 微机继电保护的特点、构成和要求 672

一、微机继电保护的特点 672

二、微机继电保护的构成 673

三、微机继电保护的基本要求 682

第二节 微机继电保护的对比分析和保护流程举例 683

一、微机继电保护与传统继电保护的对比分析 683

二、微机保护流程设计方法和过程 685

第三节 微机保护应用实例 691

一、WWG系列微机型无功补偿控制器 691

二、STK-W-3型微机控制器 692

三、小水电站微机控制系统 698

第四节 变电站综合自动化系统产品及技术改造 703

一、变电站综合自动化系统产品简介 703

二、常规变电站改造成无人值班变电站 710

第十六章 继电保护电子设备的抗干扰及防雷 714

第一节 干扰源和抑制方法 714

一、干扰信号的传送方式和削弱方法 714

二、主要干扰源和抑制方法 714

三、易受干扰的敏感环节和抗干扰措施 716

四、常用的抗干扰措施 717

第二节 PLC系统的抗干扰措施 724

一、电源部分的抗干扰措施 724

二、在安装方面的抗干扰措施 725

三、抑制负载通断时产生电磁干扰的措施 725

四、增设光电耦合器 726

五、采用适当的延时躲开干扰信号 727

六、PLC输入、输出接口电路误动作原因及其防止措施 727

七、PLC系统接地抗干扰 729

第三节 微机继电保护的抗干扰和防雷 730

一、微机继电保护的抗干扰措施 730

二、微机继电保护的防雷措施 733

第四节 继电保护装置的维护及系统调试 736

一、继电保护装置的维护 736

二、继电保护装置的定期检验 738

三、继电保护系统的调试 739

四、微机继电保护检验及调试注意事项 743

附录 745

参考文献 748