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现代电力系统继电保护与自动化技术 内容简介 本书全面系统地介绍了现代电力系统继电保护与自动化的基本原理、核心技术、应用实践及未来发展趋势。旨在为电力系统设计、运行、维护人员以及相关专业的高校师生提供一本深入浅出、内容详实的专业参考书和学习教材。 第一部分 继电保护基础理论 本部分重点阐述继电保护工作的基本概念、发展历程和理论基础。 1.1 电力系统概述与继电保护的地位 首先回顾电力系统的基本构成（发、输、变、配电网），分析不同运行工况下（正常、异常、故障）对系统稳定性的挑战。详细论述继电保护在保障电力系统安全、可靠、经济运行中的不可替代的核心地位。 1.2 故障分析基础 深入探讨电力系统中的常见故障类型（两相短路、三相短路、单相接地故障等）及其特点。介绍相量法和对称分量法等数学工具在线性电路分析中的应用，为后续的保护装置定值计算提供理论支撑。重点讲解故障电流的特性，如暂态过程和暂态电流的变化规律。 1.3 保护装置的基本原理 系统介绍各类继电器的工作原理，包括电流继电器、电压继电器、频率继电器、功率继电器以及时间继电器。详细分析机械式、电磁式、晶体管式到现代微机式保护装置的演变过程，突出不同时代技术的核心差异。 第二部分 核心继电保护技术 本部分聚焦于输电线路、变压器、母线和发电机等关键设备的专业保护方案。 2.1 距离保护技术 距离保护是输电线路保护的主流技术。本书详细剖析阻抗式距离保护的工作原理，包括其测量回路、特性曲线（阻抗圆）的绘制与分析。重点讨论距离保护的固有缺陷（如近端故障的死区、远端故障的误动），并深入介绍如何通过五段式距离保护的定值整定、方向判据的引入（如使用电压、电流、功率的合成矢量）来克服这些缺点，确保选择性和速动性。 2.2 纵差动与横差动保护 2.2.1 变压器保护 详细介绍变压器的双重保护——瓦斯保护（比率差动保护）。阐述其基于基尔霍夫电流定律的原理，如何利用百分比制动特性曲线来抵抗外部短路电流带来的二次电流不平衡，并有效区分内部故障与励磁涌流。同时，介绍过电流保护、过负荷保护在变压器保护中的辅助作用。 2.2.2 母线保护 母线是汇集和分配电能的关键节点，其故障影响范围极大。本书重点介绍基于零序电流判据的母线保护和比率差动保护在不同接线方式（如单母线、双母线、单母线分段等）下的应用与配置。 2.3 发电机与电动机保护 针对大型同步发电机，阐述其特有的保护需求，如定子绕组故障保护（多段式差动）、定子接地保护（低频/低电压保护）、失磁保护（阻抗特性监测）和失步保护等。对异步电动机的过载、堵转、不平衡电压保护进行详细设计说明。 第三部分 自动化与远动技术 本部分扩展到继电保护在整个电力系统自动化体系中的集成应用。 3.1 自动准同期与自动重合闸 阐述电力系统为提高供电可靠性而采用的自动化手段。详细分析自动准同期（自动解列与并网）的原理，包括频率、相角和电压的监测与控制流程。深入讲解自动重合闸（AR）的配置原则、动作逻辑（单相重合闸、三相重合闸的区分），以及消除重合闸后二次故障（永久性故障）的措施。 3.2 微机保护与分布式控制 系统介绍现代微机保护装置的硬件结构（A/D转换、DSP处理）和软件算法。重点讨论IEC 61850标准在变电站自动化中的革命性作用，包括其面向对象的数据模型、GOOSE报文（过程层通信）和MMS报文（站控层通信）的应用，如何实现保护、测量、控制与监测功能的高度集成和信息共享。 3.3 暂态录波与故障分析 介绍高质量暂态录波设备的功能和标准（如采样率、触发条件）。指导读者如何利用录波数据，结合保护装置的动作信息，进行故障的定性分析、定量计算，并为保护装置的定值校验和改进提供依据。 第四部分 继电保护的工程实践与可靠性 本部分关注保护系统的设计、调试和运行维护的工程化要求。 4.1 定值整定与校验 详述继电保护装置定值整定的基本原则（保证选择性、保证速动性、保证灵敏性）。区分正常运行工况、最大负荷工况和最大短路电流工况下的定值计算方法。强调投入运行前的模拟试验和带电调试的重要性。 4.2 保护系统的可靠性设计 探讨如何通过主备保护配置、直流电源的独立性设计、保护回路的接地隔离等措施，提升整个保护系统的可靠性和抗干扰能力。分析电磁干扰（EMI）和直流系统波动对微机保护性能的影响及抑制措施。 4.3 新技术与展望 简要介绍基于小波分析的保护技术、智能电子设备（IED）的自检与健康监测、以及面向主动配电网的分布式电源接入保护挑战与对策。 本书结构严谨，理论深度与工程实用性兼备，配有大量系统接线图例和计算示例，是电力专业技术人员提升实践能力的必备参考书。
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