电力系统继电保护——原理·算例·实例

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产品特色

编辑推荐

1本书是大中型工业企业用电系统终端负荷的继电保护计算，结合工作实践，偏重继电保护整定计算的实际应用。

2本书实例以某生产装置配套的主变电所和高压配电所为对象，展示继电保护整定计算全过程。

 

 

内容简介

本书由从事继电保护整定计算工作多年的工程师结合工作实践编写，内容偏重继电保护整定计算的实际应用，通过算例、实例使读者系统掌握继电保护整定计算工作流程和方法。

本书算例含短路电流计算算例和继电保护计算算例，其中继电保护计算算例包括高压馈线、变压器、电动机、补偿电容器、发电机和低压回路的计算算例。本书实例以某生产装置配套的主变电所和高压配电所为对象，展示继电保护整定计算全过程。

本书可供从事电力系统继电保护设计、整定和调试的工程技术人员使用，也可作为高等院校电气工程及相关专业师生的教学参考书。

 

作者简介

周长锁，大庆炼化公司电仪运行中心，高工，1994年毕业于天津大学，学习电力系统及其自动化专业。毕业后一直从事电气专业工作，在电气运行值班员、电气试验工、电力调度等岗位上工作过。业余时间兼职工业控制方面的工作，如单片机控制电路设计以及PLC控制系统设计、施工和调试。2006年取得高级工程师职称，主要负责本企业36个高压配电所继电保护整定计算工作和电气专业科研攻关工作。

目　　录

第1章继电保护整定计算基础001

1.1继电保护基本概念001

1.1.1继电保护的作用001

1.1.2继电保护发展需求002

1.1.3继电保护装置的基本原理002

1.1.4继电保护整定计算的基本要求003

1.2继电保护整定计算流程004

1.2.1资料收集与准备005

1.2.2短路电流计算步骤005

1.2.3继电保护整定计算步骤006

第2章短路电流计算007

2.1短路电流计算基础知识007

2.1.1标幺制的概念007

2.1.2标幺制的基准值007

2.1.3标幺值计算公式008

2.1.4网络变换与化简009

2.2主变电所短路电流计算算例012

2.2.1一次接线图012

2.2.2阻抗图013

2.2.3各级母线短路阻抗计算014

2.2.4短路电流计算结果表019

2.3高压配电所短路电流计算算例020

2.3.1一次系统图020

2.3.2阻抗图020

2.3.3短路电流计算结果表022

2.4电流分布系数和转移阻抗022

2.4.1电流分布系数和转移阻抗的概念022

2.4.2发电机转移阻抗计算023

2.4.3电动机反馈电流计算024

2.5低压回路短路电流计算025

2.5.1计算方法025

2.5.2计算算例026

第3章继电保护整定计算基本原则028

3.1继电保护配置028

3.1.1一次系统接线方式028

3.1.2主变电所继电保护配置029

3.1.3高压配电所继电保护配置031

3.1.4低压配电所继电保护配置033

3.2整定配合原则033

3.2.1保护范围的配合033

3.2.2保护时限的配合035

3.2.3负载特性的配合036

3.3整定系数选择040

3.3.1可靠系数Krel040

3.3.2返回系数Kr041

3.3.3自启动系数Kss041

3.3.4灵敏系数Ksen042

第4章主变压器保护整定计算043

4.1主变压器本体保护043

4.1.1气体保护043

4.1.2温度保护044

4.2保护配置及其整定计算方法044

4.2.1差动保护044

4.2.2低压侧复合电压闭锁过流保护045

4.2.3高压侧复合电压闭锁过流保护046

4.2.4高压侧零序过流保护047

4.2.5间隙过流零序过压保护048

4.2.6过负荷保护048

4.3主变压器保护装置工作原理048

4.3.1ISA387G差动保护装置048

4.3.2ISA388G后备保护装置051

4.4主变压器继电保护整定算例053

4.4.1主变差动保护算例053

4.4.2主变低后备保护算例055

4.4.3主变高后备保护算例057

第5章高压馈线保护整定计算061

5.1保护配置及其整定计算方法061

5.1.1光纤差动保护061

5.1.2限时电流速断保护062

5.1.3过流保护063

5.2线路保护装置工作原理064

5.2.1CSD-213光纤差动保护装置064

5.2.2PCS-9611D线路保护装置067

5.2.3ISA-367G线路保护测控装置069

5.3高压馈线保护整定算例070

5.3.1高压配电所进线侧算例070

5.3.2主变电所配出侧算例074

第6章高压分段开关保护整定计算077

6.1保护配置及其整定计算方法077

6.1.1保护配置077

6.1.2整定计算079

6.2备用电源自投装置工作原理080

6.2.1充电保护原理080

6.2.2后加速保护原理081

6.2.3备用电源自投原理081

6.3电源快速切换装置工作原理085

6.3.1切换功能085

6.3.2切换逻辑088

6.3.3保护功能090

6.3.4去耦合功能091

6.3.5定值参数整定091

6.4分段开关保护整定算例093

6.4.1备用电源自投装置整定算例093

6.4.2电源快速切换装置整定算例096

第7章配电变压器保护整定计算099

7.1配电变压器本体保护099

7.1.1全密封变压器本体保护099

7.1.2干式变压器本体保护100

7.2保护配置及其整定计算方法100

7.2.1速断保护100

7.2.2定时限过流保护101

7.2.3反时限过流保护102

7.2.4过负荷保护104

7.3变压器保护装置工作原理104

7.3.1 ISA-381G变压器保护装置104

7.3.2PCS-9621D变压器保护装置105

7.3.37SJ68多功能保护装置107

7.4配电变压器保护整定算例108

7.4.1带低压配电所变压器算例108

7.4.2非生产用变压器算例112

7.4.3高压变频器保护算例114

第8章高压电动机保护整定计算116

8.1保护配置及其整定计算方法116

8.1.1比率差动保护116

8.1.2磁平衡差动保护117

8.1.3电流速断保护117

8.1.4过负荷保护118

8.1.5热过载保护121

8.1.6零序过流保护122

8.1.7低电压保护123

8.1.8堵转保护123

8.1.9负序过流保护124

8.2电动机保护装置工作原理124

8.2.1ISA-347G电动机保护装置124

8.2.2PCS-9627D电动机保护装置129

8.3电动机保护整定算例131

8.3.1一般电动机算例131

8.3.2增安型防爆电动机算例133

8.3.3大机组电动机算例136

第9章高压电容器组保护整定计算138

9.1保护配置及其整定计算方法138

9.1.1电容器组主接线138

9.1.2主回路整定计算方法139

9.1.3分支回路整定计算方法141

9.2电容器保护装置工作原理142

9.2.1PCS-9631D电容器保护装置142

9.2.2CSC-221A电容器保护装置144

9.3电容器组保护整定算例145

9.3.1主回路算例145

9.3.2分支回路算例147

第10章发电机保护的整定计算150

10.1保护配置及其整定计算方法150

10.1.1差动保护150

10.1.2复合电压闭锁过流保护150

10.1.3定子接地保护152

10.1.4转子接地保护152

10.1.5过负荷保护152

10.1.6过电压保护153

10.1.7低频保护153

10.1.8非电量保护153

10.2发电机保护装置工作原理154

10.2.1MGT102/122发电机保护装置154

10.2.2RCS-985RS/SS发电机保护装置155

10.3发电机保护整定算例159

第11章低压配电所继电保护整定计算164

11.1低压进线和分段保护164

11.1.1整定计算原则164

11.1.2框架式断路器电子脱扣器166

11.1.3整定计算算例169

11.2低压备自投172

11.2.1低压备自投整定原则172

11.2.2低压备自投装置PMC-6830172

11.2.3低压备自投整定实例175

11.3低压配电所配出回路177

11.3.1低压馈线保护177

11.3.2低压电动机保护178

11.3.3低压电动机抗晃电措施179

11.3.4其他负荷保护180

11.3.5低压配出回路整定算例180

第12章企业用电继电保护整定计算实例186

12.1基础资料186

12.1.1一次系统接线图186

12.1.2设备参数表186

12.1.3短路电流计算191

12.1.4运行要求198

12.2高压配电所继电保护计算198

12.2.1继电保护计算书198

12.2.2继电保护定值单209

12.3主变电所继电保护计算225

12.3.1继电保护计算书225

12.3.2继电保护定值单235

附录A西门子综保调试软件DIGSI4243

A.1软件安装243

A.2软件初次使用244

A.3硬件连接246

A.4通信连接247

A.5Web操作249

A.6记录查看249

A.7故障录波250

附录BABB综保调试软件PCM600251

B.1软件安装251

B.2软件应用253

附录C南瑞继保综保调试软件PCS-PC 5.0261

C.1软件简介261

C.2软件应用261

附录D四方综保调试软件EPPC266

D.1软件简介266

D.2软件应用266

参考文献269

 

前　　言

电力系统继电保护计算需要有电力系统分析基础知识，掌握短路电流计算原理和方法。短路电流计算是继电保护整定计算基础，例如配电变压器速断保护按躲过变压器低压侧运行方式下短路电流整定，保护灵敏度按小运行方式下高压电缆末端两相短路能可靠动作校验，没有短路电流计算结果，继电保护计算无法完成。

电力系统继电保护计算还需要有继电保护原理基础知识，熟悉各种常用综合保护装置的功能和内部逻辑，同时计算过程一定要结合用电行业特点、电网结构和运行方式等实际情况，确定相对比较合适的继电保护配置方案和整定计算原则。

本书共分12章，各章内容安排如下。

第1章介绍了继电保护整定计算的基础知识，让初次接触继电保护整定计算工作的读者对继电保护整定计算过程及相关知识有个全面的了解。

电力系统继电保护计算需要有电力系统分析基础知识，掌握短路电流计算原理和方法。短路电流计算是继电保护整定计算基础，例如配电变压器速断保护按躲过变压器低压侧运行方式下短路电流整定，保护灵敏度按小运行方式下高压电缆末端两相短路能可靠动作校验，没有短路电流计算结果，继电保护计算无法完成。

电力系统继电保护计算还需要有继电保护原理基础知识，熟悉各种常用综合保护装置的功能和内部逻辑，同时计算过程一定要结合用电行业特点、电网结构和运行方式等实际情况，确定相对比较合适的继电保护配置方案和整定计算原则。

本书共分12章，各章内容安排如下。

第1章介绍了继电保护整定计算的基础知识，让初次接触继电保护整定计算工作的读者对继电保护整定计算过程及相关知识有个全面的了解。

第2章是短路电流计算，讲解利用标幺值计算短路电流的方法，具体计算过程有算例参考。

第3章是继电保护整定计算基本原则，重点讲解变配电所的继电保护配置方案和保护间的整定配合原则。

第4～11章分别是主变压器、高压馈线、分段开关（备自投及快切）、配电变压器、高压电动机、高压补偿电容器、发电机和低压回路的保护算例。各章首先提出保护配置及其整定计算方法，再讲述有关微机综合保护装置工作原理，后将整定计算方法和保护装置原理结合，给出具体算例。

第12章以某生产装置配套的电力系统为实例对象，展示继电保护整定计算全过程，包括基础资料收集、短路电流计算、主变电所和高压配电所的继电保护计算。

附录介绍了4种综保配套软件的安装和使用方法，这些软件可用于电力系统故障和波动分析，对现有继电保护方案和整定计算原则的不断改进和优化提供技术支持。

本书由周长锁、史德明、孙庆楠编著。全书由周长锁编写大纲并统稿。

本书可供从事电力系统继电保护设计、整定和调试的工程技术人员使用，也可作为高等院校电气工程及相关专业师生的教学参考书。

由于水平有限，书中不妥之处在所难免，期望广大读者批评指正。

编著者