电力系统保护与控制/高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张艳霞，姜惠兰 著

图书标签:

• 电力系统保护
• 电力系统控制
• 电气工程
• 自动化
• 电力电子
• 继电保护
• 智能电网
• 高电压技术
• 电力系统分析
• 电气自动化

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030291783

版次：1

商品编码：12125241

包装：平装

丛书名： 高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材

开本：16开

出版时间：2010-10-01

用纸：胶版纸

页数：231

字数：368000

正文语种：中文

内容简介

　　《电力系统保护与控制/高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材》系统阐述了电力系统继电保护及自动控制的原理和装置。内容包括：电力系统的电流保护，距离保护，纵联保护，发电机和变压器的保护，自动并列和重合闸装置，励磁自动控制和自动调频等装置的作用、原理、构成和分析方法。在对每种装置的阐述中，重点介绍微机型的构成方法。
　　《电力系统保护与控制/高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材》配有课件，可供教师免费使用。
　　《电力系统保护与控制/高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材》可作为高等院校电气工程及其自动化、电气工程等专业的本科生教材及相关专业研究生的教学参考书，还可供从事电力系统继电保护和自动控制的工程技术人员参考。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 电力系统继电保护的作用
1．2 继电保护装置的构成及对它的基本要求
1．3 电力系统自动控制的内容及控制方式
1．3．1 电力系统自动控制的主要内容
1．3．2 电力系统的分层控制方式
思考题和习题

第2章 电网的电流保护
2．1 电流继电器和辅助继电器
2．1．1 电流继电器
2．1．2 辅助继电器
2．2 单侧电源网络相间短路的电流保护
2．2．1 电流速断保护
2．2．2 限时电流速断保护
2．2．3 定时限过电流保护
2．2．4 电流保护的接线方式
2．3 多侧电源网络相间短路的方向性电流保护
2．3．1 多侧电源网络相间短路采用电流保护存在的问题
2．3．2 方向性电流保护的工作原理
2．3．3 功率方向继电器
2．3．4 相间短路功率方向继电器的接线方式
2．3．5 双侧电源网络中电流保护整定的特点
2．4 中性点直接接地电网的接地保护
2．4．1 中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点
2．4．2 零序分量过滤器
2．4．3 三段式零序电流保护
2．4．4 方向性零序电流保护
2．5 中性点非直接接地电网的单相接地保护
2．5．1 中性点不接地电网中单相接地故障的特点和保护方式
2．5．2 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点与保护方式
思考题和习题

第3章 电网的距离保护
3．1 距离保护的作用原理
3．2 阻抗继电器
3．2．1 构成阻抗继电器的基本原则
3．2．2 不同特性阻抗继电器动作方程的推导
3．2．3 阻抗继电器的实现方法
3．2．4 阻抗继电器的精确工作电流
3．2．5 方向性继电器的“死区”及消除方法
3．3 阻抗继电器的接线方式
3．3．1 对接线方式的基本要求
3．3．2 相间短路阻抗继电器的O。接线方式
3．3．3 接地短路阻抗继电器的零序电流补偿接线方式
3．4 距离保护的构成和整定计算原则
3．4．1 距离保护的构成
3．4．2 距离保护的整定计算原则
3．5 影响距离保护工作的因素
3．5．1 短路点过渡电阻对距离保护的影响
3．5．2 电力系统振荡对距离保护的影响
思考题和习题

第4章 数字式保护及控制装置基础
4．1 数字式保护及控制装置的特点
4．2 数字式保护及控制装置的硬件原理
4．3 数字式保护及控制装置的软件流程
4．4 数字式保护及控制装置的算法
思考题和习题

第5章 自动并列装置及自动重合闸
5．1 自动并列的意义和方式
5．2 准同期并列条件的分析
5．2．1 准同期并列的条件
5．2．2 准同期并列条件的分析及整定
5．3 自动准同期装置的基本原理
5．3．1 自动准同期装置的功能
5．3．2 自动准同期装置的构成
5．3．3 准同期并列合闸信号
5．3．4 恒定越前时间并列装置的控制逻辑
5．4 数字式自动准同期并列装置
5．4．1 数字式自动准同期并列装置的软件流程
5．4．2 电压差的检测及控制
5．4．3 频率差的检测及控制
5．4．4 越前时间的整定和合闸脉冲的形成
5．5 自动重合闸的作用及对其基本要求
5．6 三相自动重合闸
5．6．1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸
5．6．2双侧电源线路的三相一次自动重合闸
5．6．3 重合闸与继电保护的配合
5．7 单相自动重合闸和综合重合闸
5．7．1 单相自动重合闸
5．7．2 综合重合闸简介
思考题和习题

第6章 输电线路纵联保护
6．1 纵联保护的基本原理和分类
6．2 纵联保护通道的构成原理及传送信号的分类
6．2．1 电力线载波通道
6．2．2 微波通道
6．2．3 光纤通道
6．2．4 导引线通道
6．2．5 电力线载波纵联保护传送信号的分类
6．3 纵联方向比较保护
6．3．1 高频闭锁负序方向保护
6．3．2 高频闭锁距离保护
6．4 纵联差动保护
6．4．1 纵联电流差动保护
6．4．2 纵联相差保护
思考题和习题

第7章 电力变压器保护及母线保护
7．1 电力变压器的保护方式
7．2 变压器的纵联差动保护
7．2．1 变压器纵联差动保护的基本原理和构成原则
7．2．2 变压器纵联差动保护的特点
7．2．3 变压器纵联差动保护的整定计算原则
7．2．4 具有比率制动特性的差动继电器
7．3 变压器相问短路的后备保护
7．3．1 过电流保护
7．3．2 低电压启动的过电流保护
7．3．3 复合电压启动的过电流保护
7．3．4 负序过电流保护
7．4 变压器的接地保护
7．5 变压器的过励磁保护
7．6 母线保护和断路器失灵保护简介
7．6．1 母线保护简介
7．6．2 断路器失灵保护简介
思考题和习题

第8章 发电机励磁自动控制及保护
8．1 同步发电机自动励磁控制系统
8．1．1 励磁控制系统的任务
8．1．2 励磁控制系统的方式
8．1．3 对励磁控制系统的基本要求
8．2 励磁系统中的整流电路
8．2．1 三相桥式不可控整流电路
8．2．2 三相桥式全控整流电路
8．3 自动励磁调节装置原理及工作特性
8．3．1 励磁调节器的工作原理与特性
8．3．2 并联运行机组间的无功功率分配
8．4 数字式自动励磁调节器的工作原理
8．4．1 数字式自动励磁调节器的软件流程
8．4．2 电气量测量和调节算法
8．4．3 数字移相脉冲
8．4．4 自动励磁限制控制
8．5 发电机的保护方式
8．6 发电机的纵联差动保护
8．6．1 发电机纵联差动保护的原理接线和整定原则
8．6．2 发电机的不完全纵联差动保护
8．6．3 具有标积制动特性的发电机纵联差动保护
8．7 发电机定子绕组的匝间短路保护
8．7．1 横联差动电流保护
8．7．2 反应转子回路二次谐波电流的匝问短路保护
8．7．3 反应纵向零序电压的匝间短路保护
8．8 发电机的单相接地保护
8．8．1 发电机定子绕组单相接地的特点
8．8．2 利用零序电流构成的定子接地保护
8．8．3 利用零序电压构成的定子接地保护
8．8．4100％定子接地保护简介
8．9 发电机的负序过电流保护
8．9．1 负序过电流保护的作用
8．9．2 反时限负序过电流保护
8．10 发电机的励磁回路接地保护
8．10．1 外加电压方式的一点接地保护
8．10．2 直流电桥式的一点接地保护
8．10．3 励磁回路两点接地保护
8．11 同步发电机的失磁保护
8．11．1 发电机失磁运行及其产生的影响
8．11．2 发电机失磁保护的阻抗判据
8．11．3 失磁保护的辅助判据
思考题和习题

第9章 电力系统频率及有功功率的自动调节
9．1 概述
9．1．1 频率及有功功率调节的意义
9．1．2 电力系统频率及有功功率的分层控制
9．2 电力系统的自动调频方法
9．2．1 概述
9．2．2 单区域系统的自动调频方法
9．2．3 联合电力系统的自动调频方法
9．3 电力系统频率调节系统的动态特性
9．3．1 调节系统的传递函数
9．3．2 频率调节系统的动态特性
9．4 电力系统有功功率经济分配控制
9．4．1 发电设备的经济特性
9．4．2 等微增率准则
9．4．3 考虑网络损耗的负荷经济分配
9．5 电力系统自动发电控制
9．5．1 自动发电控制的控制过程
9．5．2 AGC的控制模式和软件流程
思考题和习题

第10章 其他安全自动控制装置简介
10．1 自动低频减载
10．1．1 频率变化的动态特性
10．1．2 自动低频减载装置的工作原理
10．2 备用电源自动投入及厂用电快速切除
10．2．1 概述
10．2．2 对备用电源自动投入装置的基本要求
10．2．3 典型备用电源自动投入装置及参数整定
10．2．4 厂用电快速切除
10．3 其他安全自动控制装置
思考题和习题

参考文献

前言/序言

　　继电保护和自动控制是保障电力系统安全稳定运行的重要手段。随着电子技术、通信技术和计算机技术的发展，继电保护和自动控制技术进入了数字化、网络化阶段。同时，随着高等院校教学计划的修订，许多院校原有的“电力系统继电保护原理”课程和“电力系统自动装置原理”课程合二为一，成为“电力系统保护与控制”课程。为了顺应电力系统继电保护和自动控制技术的发展和高等院校课程改革的需要，编者编写了本书。
　　在编写过程中，吸取了天津大学贺家李、宋从矩合编的《电力系统继电保护原理》前三版教材的教学经验，立足基本原理和基本概念，力求反映当前电力系统的现场实际应用情况，体现原理和技术的现代化，突出渐进性和可读性。
　　通过本书的学习，学生将获得电力系统保护与控制的基本理论知识、基本分析方法和基本实验技能，学会用辩证统一的思想分析、解决问题，为毕业后继续深造或从事与电气工程相关的工作打下坚实的基础。
　　全书共分10章。其中，第2～4章、第6章和第7章由张艳霞编写；第9章和第10章由姜惠兰编写；第1章、第5章和第8章由两人共同编写。
　　由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。

电力系统保护与控制 高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材 图书简介 本书旨在为高等院校电气工程及其自动化专业的学生提供一本全面、深入且实用的电力系统保护与控制教材。随着电力系统规模的不断扩大、结构的日益复杂以及对供电可靠性和电能质量要求的不断提高，电力系统保护与控制技术的重要性愈发凸显。本书紧密结合当前电力系统发展的最新趋势和工程实践需求，系统地阐述了电力系统保护与控制的基本原理、关键技术、典型装置以及工程应用，力求培养学生扎实的理论基础、敏锐的工程意识和解决实际问题的能力。 第一部分：电力系统保护基础 本部分着重于电力系统保护的基本概念、功能以及分类。我们将从电网的组成与运行特点入手，分析电网中可能出现的各种故障类型，如短路故障、接地故障、过电压、欠电压、频率偏差等。在此基础上，详细介绍电力系统保护的首要任务——快速、准确地识别故障，并将其从正常运行的电网中隔离出去，以保障电网的安全稳定运行。 电力系统概述与故障分析： 详细介绍现代电力系统的基本结构、运行方式及其发展趋势，深入剖析各种故障的成因、特点及对系统稳定性的影响。我们将学习故障的分类（对称故障、不对称故障）和故障计算的基本方法，为后续保护原理的学习奠定基础。 电力系统保护的基本原理： 阐述电力系统保护的核心思想——“判断与作用”。重点讲解保护的基本功能，包括故障检测、故障选址、故障隔离等。我们将深入探讨保护装置的配置原则，例如选择性、灵敏性、速动性、可靠性等关键性能指标，并分析不同运行条件下保护配置的策略。 保护继电器的工作原理： 详细介绍各种基本保护继电器的类型及其工作原理。这包括电流继电器、电压继电器、功率继电器、频率继电器、方向性继电器、阻性继电器等。我们将学习这些继电器的电气原理图、动作特性曲线，并分析它们在不同故障和运行工况下的响应。 基本保护方案： 介绍几种最基础的保护配置方案，例如过电流保护、低电压保护、零序保护等。我们将学习这些基本保护在不同电气设备（如线路、变压器、发电机）上的应用，理解它们各自的优点和局限性，以及如何通过组合来实现更完善的保护。 第二部分：典型电气设备的保护 本部分将聚焦于电力系统中最为关键的电气设备，如发电机、变压器、输电线路、母线和电动机，详细阐述它们的故障特点及相应的保护配置。 发电机保护： 详细介绍发电机的内部及外部故障类型，包括绕组接地故障、短路故障、励磁系统故障、过负荷、过电压、低电压、失磁、反向功率、振荡等。我们将深入学习针对这些故障的各种保护原理和装置，如定子绕组保护（差动保护、零序保护、过流保护）、转子绕组保护（接地保护）、过电压保护、欠电压保护、低频保护、反向功率保护等，并分析其在实际工程中的应用。 变压器保护： 深入分析变压器内部（绕组接地、匝间短路、铁芯多点接地）和外部故障（过负荷、短路、过电压）。重点讲解变压器差动保护的原理，包括电流补偿、三次谐波和五次谐波闭锁等内容，以及其在不同类型变压器（单相、三相、有载调压）上的应用。此外，还将介绍瓦斯保护、压力释放保护、过电流保护、零序保护等辅助保护措施。 输电线路保护： 详细阐述输电线路的各种故障类型（单相接地、两相短路、三相短路、断线）及其故障特征。我们将深入学习远方保护（复式电流保护、电流闭锁过流保护）、零序电流保护、距离保护（阻抗式、功率式、感应式、微机式）等多种保护原理。重点将放在距离保护，详细分析其测量阻抗的原理、不同区域的划分、相间和接地距离保护的配置，以及如何克服暂态环流、暂态振荡等问题。 母线保护： 详细介绍母线故障的特点，以及母线保护的重要性。我们将重点讲解差动保护在母线保护中的应用，包括母线差动保护的构成、计算、接线方式，以及如何处理出口电气设备（如线路、变压器）的暂态电流对母差保护的影响。同时，还将介绍作为辅助的过电流保护等。 电动机保护： 针对电动机过负荷、短路、接地、堵转、缺相、反转等常见故障，介绍相应的保护原理和装置，如过电流保护、反时限过电流保护、零序电流保护、堵转保护、失磁保护等。 第三部分：先进保护技术与装置 本部分将介绍现代电力系统保护领域的一些先进技术和典型装置。 微机型保护装置： 详细阐述微机型保护装置的组成（采集单元、处理单元、输出单元）、工作原理、软件功能和硬件接口。我们将学习微机保护在数据采集、信号处理、故障判别、控制输出等方面的优势，以及其在实现复杂保护算法、自诊断、通信联网方面的能力。重点介绍微机型距离保护、微机型差动保护的结构和工作流程。 远动与通信： 介绍电力系统远动装置的功能（遥测、遥信、遥控）及其在保护控制系统中的作用。我们将学习远动装置的通信规约（如IEC60870-5-101/104）、数据通信方式，以及其在实现系统监控、故障报警、调度操作等方面的重要意义。 继电保护的二次回路与试验： 详细介绍继电保护二次回路的设计原则、接线方式、元器件选择。我们将学习如何根据主设备结构和保护方案绘制二次回路图。同时，还将介绍继电保护装置的现场试验方法，包括整定校验、动作特性测试、模拟故障试验等，以确保保护装置的正确投入和可靠运行。 高压直流输电（HVDC）的保护： 简要介绍高压直流输电的基本原理和结构，以及其特有的故障类型和保护要求。重点阐述直流换流阀的保护，如过电压保护、过电流保护，以及直流线路的保护。 第四部分：电力系统控制 本部分将转向电力系统的控制技术，包括稳定控制、负荷控制、频率控制和电压控制等方面，旨在保证电力系统的稳定运行和优质供电。 电力系统稳定控制： 详细阐述电力系统稳定性的概念，包括暂态稳定性、动态稳定性和稳态稳定性。我们将学习各种稳定控制技术，如励磁控制（自动电压调节器AVR、励磁补偿）、调速器控制（自动频率控制器AFC）、功角控制器、串联补偿、并联补偿等，以及它们在提高系统稳定性方面的作用。 自动发电控制（AGC）与区域调度： 详细介绍自动发电控制系统的基本原理、组成和功能。我们将学习AGC如何在发电厂和电网之间实现实时功率调整，以维持频率和电网的功率平衡。同时，还将简要介绍区域电力调度在保证系统安全经济运行中的作用。 负荷频率控制（LFC）： 深入分析负荷和频率之间的相互关系，阐述负荷频率控制系统的目标和基本结构。我们将学习如何通过LFC系统协调各发电机组的出力，以应对负荷变化，维持系统频率的稳定。 电压控制与无功功率补偿： 详细介绍电网中电压波动的成因，以及电压控制的重要性。我们将学习各种无功功率补偿装置（如静止无功补偿器SVC、动态无功补偿器DSTATCOM）的工作原理和应用，以及它们在维持电压稳定、提高电能质量方面的作用。 第五部分：工程应用与发展趋势 本部分将结合实际工程案例，对前面介绍的保护与控制技术进行总结和提升，并展望未来的发展方向。 典型工程案例分析： 选取一些实际的电力系统保护与控制工程案例，如大型发电厂的保护配置、重要输变电工程的保护方案设计、电网事故的分析与启示等，对理论知识进行生动的展示和巩固。 智能电网与保护控制： 展望智能电网的发展，重点介绍其在保护控制领域带来的机遇和挑战，如保护装置的智能化、通信网络的融合、数据分析与决策支持等。 新技术与新趋势： 介绍电力系统保护与控制领域的前沿技术，如分布式保护、人工智能在保护判别中的应用、新能源接入对保护控制的影响等。 实验与仿真： 鼓励学生利用现代仿真软件（如PSCAD/EMTDC, PSS/E, ETAP等）进行电力系统故障仿真和保护方案设计，以及利用实际的保护装置进行实验操作，以加深对理论知识的理解，培养解决实际工程问题的能力。 本书在编写过程中，力求理论与实践相结合，深入浅出，注重概念的清晰性和方法的系统性。我们希望通过本教材的学习，学生能够掌握电力系统保护与控制的核心知识体系，为将来从事电力系统的规划、设计、运行、检修和科研工作打下坚实的基础，并能深刻理解现代电力系统安全稳定运行的内涵与挑战。

评分☆☆☆☆☆

初拿到这本《电力系统保护与控制》，就被其厚重的封面和严谨的排版所吸引。作为一名正在攻读电气工程及其自动化专业的学生，我一直对电力系统的安全稳定运行有着浓厚的兴趣，而保护与控制技术无疑是其中的重中之重。这本书的名字就直击我心，充满了专业性和权威感，让人期待能从中一窥电力系统那些复杂而精妙的“守护神”的奥秘。我希望这本书能够深入浅出地讲解各种保护原理，比如差动保护、距离保护、过流保护等，并且能够结合实际的工程案例，让我理解这些理论是如何在现实世界中发挥作用的。同时，我也期待书中能对现代电力系统特有的保护难题，例如新能源并网带来的影响、直流输电的保护策略等，有详尽的论述。如果书中还能包含一些关于继电保护整定计算的软件应用介绍，那就更好了，能够帮助我们这些新手更快地掌握实操技能。总而言之，这本书在我心中代表着我对电力系统保护与控制知识的渴望，希望它能成为我学习道路上一盏指明灯，照亮我前行的方向，让我真正理解并掌握这项关键技术。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习电力系统分析这门课程，但感觉在保护与控制这块的知识体系还不够完整。翻看了市面上的一些相关书籍，大部分要么过于理论化，要么偏重于某个单一方向，很难找到一本能够系统性地梳理整个电力系统保护与控制脉络的教材。《电力系统保护与控制》这个书名，听起来就很有分量，而且被列为“高等院校电气工程及其自动化专业系列精品教材”，这让我对它的内容质量和深度充满信心。我特别想了解书中是否能够详细阐述不同类型电力系统（如交流系统、直流系统）的保护特点和区别，以及在发生故障时，各种保护装置是如何协同工作的，形成一个整体的防护体系。此外，书中对于控制部分的讲解是否能够深入到实际的调速系统、电压稳定控制、无功功率补偿等关键环节，并提供一些相关的控制算法和仿真分析。如果书中还能包含一些与微机保护、智能电网保护技术相关的最新发展趋势，那就更加贴合当前行业的需求了，能够帮助我们提前了解未来的发展方向。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名即将步入电力行业工作的初学者来说，一本能够帮助我快速建立起电力系统保护与控制基本概念的书籍至关重要。《电力系统保护与控制》这个书名，虽然听起来专业性很强，但“精品教材”的定位让我觉得它可能不会过于晦涩难懂。我最希望这本书能够从最基础的概念讲起，比如故障的类型、保护的目的、控制的基本原理等等，然后循序渐进地深入到各种具体的保护和控制方案。我特别关注书中是否能提供一些实际操作的指导，比如如何根据电网的参数选择合适的保护类型，如何进行保护定值整定，以及如何理解和分析保护动作报告。另外，如果书中能够穿插一些简单的算例，通过实际数据来演示计算过程，那么对于理解抽象的理论会非常有帮助。我还希望这本书能够提及一些常见的保护误动作和拒动的原因分析，以及相应的解决办法，这对于我们实际工作中的故障排查会大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电力系统稳定性研究非常感兴趣的研究生。《电力系统保护与控制》这个标题，在我看来，不仅包含了电力系统稳定运行的基石，也涵盖了其主动调节的关键。我希望这本书能够在理论层面给出详尽的推导和分析，尤其是在系统振荡分析、阻尼控制、动态稳定等研究领域。书中是否能够深入探讨不同类型的控制器（如PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等）在电力系统稳定控制中的应用，以及其优缺点对比？我更期待书中能够对现代电力系统面临的稳定性挑战，例如大规模可再生能源接入带来的随机性和间歇性问题，以及对现有保护控制体系提出的新要求，进行深入的研究和探讨，并提供一些前沿性的解决方案。如果书中还能涉及一些先进的分析工具和仿真平台（如PSASP、DIgSILENT PowerFactory等）在保护与控制系统设计和分析中的应用，并提供相关的操作指南，那将极大地提升这本书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

在学习电力系统专业课程的过程中，我发现关于自动化控制和保护策略的知识点往往分散在不同的章节和课程中。《电力系统保护与控制》这本书的出现，让我看到了一个将两者有机结合的契机。我期望这本书能够系统地介绍电力系统中各种自动化设备，如继电器、断路器、互感器等的工作原理和技术特性，以及它们在保护和控制系统中的作用。同时，我也希望能了解不同保护方式的逻辑关系和协作机制，例如为什么在发生短路故障时，会优先启动某种保护，而另一种保护则作为备用。在控制方面，我希望书中能够阐述如何通过自动装置来实现电压、频率、功率等参数的实时调节，以维持系统的稳定运行。如果书中还能包含一些关于信息通信技术在现代电力系统保护与控制中的应用，例如物联网、大数据分析在故障诊断和预测性维护中的作用，那将更加符合未来的发展趋势，让我能够更全面地理解电力系统的智能化发展。