电力系统继电保护原理及仿真

本书将电力系统继电保护原理与MATLAB/Simulink仿真有机地结合起来，在讲解继电保护原理的同时，用MATLAB/Simulink的仿真实例来验证所讲保护的动作原理及故障特征，以帮助读者能够更为方便、直观地掌握较为抽象的继电保护原理及配合关系，较快地进入电力系统继电保护这一领域。 本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业的本、专科教材，也可作为电气工程相关专业研究生、电力系统工程技术人员的参考书。 前言 第1章绪论 1 1.1 电力系统继电保护的基本任务 1 1.2电力系统继电保护的基本原理及 组成 2 1.2.1 电力系统继电保护的基本原理 2 1.2.2电力系统继电保护的组成 4 1.3对电力系统继电保护的基本要求 5 1.4电力系统继电保护的发展简史 6 1.5 电力系统仿真及MATLAB简介 8 第2章电流互感器与电压互感器 10 2.1 电流互感器 10 2.1.1 电流互感器简介 10 2.1.2电流互感器的常用额定参数 10 2.1.3电流互感器的常用接线方式 l2 2.2电压互感器 12 2.2.1 电压互感器简介 12 2.2.2电压互感器的常用额定参数 13 2.2.3电压互感器常用的接线方式 14 2.3电流、电压互感器仿真示例 15 2.3.1 电流互感器两相星形接线的建模 与仿真 15 2.3.2考虑电流互感器饱和特性时的建 模与仿真 -22 2.3.3 电容式电压互感器的建模与暂态 特性仿真 24 第3章电网相间短路的电流电压保护 与仿真 27 3.1继电特性及运行方式 27 3.1.1继电器的继电特性 27 3.1.2继电保护的运行方式 28 3.2单侧电源网络的相间电流、电压保护 29 3.2.1电流速断保护（电流保护I段） 30 3.2.2限时电流速断保护（电流保护 Ⅱ段） 31 3.2.3定时限过电流保护（电流保护 疆段） 33 3.2.4三段式电流保护装置 35 3.2.5电流电压联锁速断保护 35 3.2.6反时限过电流保护 37 3.2.7电流保护的性能分析 39 3.3单侧电源网络相间电流保护的建模 与仿真 39 3.3.1三段式电流保护的建模与仿真 39 3.3.2电动机自起动对过电流保护的 影响仿真 46 3.4电网相间短路的方向电流保护原理 50 3.4.1方向电流保护的作用原理 50 3.4.2功率方向元件的工作原理 51 3.4.3 相间短路功率判别元件的接线 方式 54 3.4.4双侧电源网络中电流保护整定 的特点 55 3.4.5对方向性电流保护的评价 58 3.5 电网相间短路的方向电流保护的建模 与仿真 58 3.5.1功率方向元件的建模与仿真 58 3.5.2分支电路对限时电流速断保护 的影响仿真 62 第4章电网接地故障的电流电压保护 与仿真．， 66 4.1 电力系统中性点运行方式与接地 故障概述 66 4.1.1 电力系统中性点运行方式的 分类 66 4.1.2不同中性点运行方式下的 接地故障 67 4.2大电流接地系统的接地短路保护 68 4.2.1 中性点直接接地电网发生接地 短路时的故障特征 69 4.2.2零序分量的获取 70 4.2.3 中性点直接接地电网的接地 保护 73 4.2.4对零序电流保护的评价 77 4.3小电流接地系统的单相接地保护 78 4.3.1 中性点不接地电网单相接地时 的故障特征 78 4.3.2 中性点经消弧线圈接地系统单相 接地的故障特征 81 4.3.3小电流接地系统的绝缘监视及 单相接地故障选线方法 84 4.4电网接地故障的建模与仿真 85 4.4.1 中性点直接接地电网接地故障的 建模与仿真 85 4.4.2中性点不接地电网接地故障的建 模与仿真 91 4.4.3 中性点经消弧线圈接地电网接地 故障的建模与仿真 97 第5章 电网的距离保护与仿真 101 5.1距离保护的作用原理 101 5.1.1距离保护的基本概念 101 5.1.2距离保护的时限特性 102 5.1.3距离保护的组成 102 5.2阻抗继电器 一103 5.2.1阻抗继电器的分类 103 5.2.2圆特性阻抗继电器 104 5.2.3直线与四边形特性的阻抗继 电器 一109 5.2.4阻抗继电器的精确工作电流 110 5.3阻抗继电器的接线方式 111 5.3.1故障时的母线电压 111 5.3.2 0。接线方式分析 111 5.3.3带零序补偿的接线方式分析 113 5.4距离保护的整定计算 113 5.4.1各段保护具体的整定原则 113 5.4.2采用四边形特性的阻抗继电器 的整定计算方法 115 5.5距离保护的振荡闭锁 115 5.5.1 电力系统振荡时电流、电压的 变化规律 116 5.5.2 电力系统振荡时测量阻抗的变化