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第一章 绪论1

第一节 发电机单机容量的发展趋势1

第二节 大型机组故障的娩计和分析2

第三节 大容量发电机的特点及其对继电保护的要求4

一、设计方面4

二、结构和工艺方面6

三、运行方面6

第四节 大型机组继电保护配置的讨论7

一、要求和可能配置的保护装置7

二、保护装置的控制对象8

三、短路保护的配置8

四、异常运行保护的配置13

五、水轮发电机保护配置的特点14

第五节 电力系统扰动对大型发电机组的影响问题14

一、必须从系统的整体出发，讨论大机组的安全和保护14

二、国内外由电力系统异常工况所引起的大机组严重故障事例15

三、发电机组扭振应力问题的简单综述16

第二章 故障电量的分析和计算22

第一节 计及过渡电阻时不对称短路的分析和计算22

一、短路点过渡电阻对短路计算的影响22

二、不对称短路时电压电流的分布和变化24

第二节 稳态短路计算法28

第三节 考虑系统影响的大型机组短路电流计算曲线35

第四节 自井励式发电机的短路电流计算37

一、自并勋式发电机短路电漉的周期分量计算式38

二、Tdk的分析讨论和实用计算40

三、自并励式发电机的不对称短路实用计算45

第五节 发电机定子绕组内部故障的分析和计算47

一、发电机定子绕组内部故障分析方法评述47

二、发电机定予绕组内部故障的理论计算——多回路分析法48

三、发电机内部短路的实用计算57

四、发电机转子二次谐波电流的实用计算58

第六节 定子绕组开断的实用计算60

一、变压器匝间短路故障的新情况63

第七节 变压器内部短路的分析63

二、变压器匝间短路的理论分析方法65

三、变压器丫0侧单相接地短路的分析65

第八节 自耦变压器外部短路的计算特点67

二、自辆变压器的正(负)序等效电路及其参敷71

三、三相三柱芯式变压器的零序磁路72

四、三绕组自耦变压器的零序等效电路及其参数测定73

五、X01呈现负值的讨论74

六、三绕组全星形自耦变压器零序参数实例76

第九节 分裂绕组变压器的短路计算79

一、三相三柱径向布置双分裂绕组变压器的等效电路及参数81

二、三相三柱轴向布置双分裂绕组变压器的等效电路及参数82

三、单相双柱双分裂绕组变压器的等效电路及参数85

第十节 系统振荡的电气量分析87

一、系统振荡的电流电压87

二、系统振荡的阻抗轨迹91

三、短路伴随系统振荡的电流电压94

一、自耦变压器外部接地短路计算97

第三章 发电机内部短路保护98

第一节 概述98

第二节 纵差保护灵敏度的提高98

第三节 发电机的匝间短路保护103

一、发电机定子绕组的匝间短路103

三、后备保护的配置104

二、单元件式横差保护104

三、负序功率方向匝简短路保护108

四、零序电压匝间短路保护111

五、转子二次谐波电流的定于匝间短路保护113

六、定子匝间短路保护小结114

第四节 多分支“分布中性点”接线方式的水轮发电机保护115

二、正常运行和外部短路时继电器的动作情况117

三、气隙偏心时继电器的动作情况117

一、多分支“分布中性点”发电机保护系统的二次交流回路118

四、发电机内部相简短路时继电器的动作情况118

五、发电机一相匝间短路时继电器的动作情况119

七、匝间短路保护横差继电器动作死区的实用计算校验121

六、并联分支数n为奇数时发电机保护的二次交流回路121

八、气隙偏心时气隙不均继电器的动作试验124

九、多分支“分布中性点”水轮发电机保护方案的改进124

第五节 发电机内部故障的预测装置126

一、局部过热的“故障预测”装置工作原理126

二、有机涂料的应用128

三、转于运行工况的预测128

第四章 变压器内部故障保护130

第一节 概述130

第二节 变压器励磁涌流的波形分析131

一、单相变压器励磁涌流的分析131

二、三相变压器空载合闸时的励磁涌流133

三、并联运行变压器的和应(Sympathetic)涌流145

第三节 三相涌流经电流互感器的传变147

一、电流互感器的励磁电流iμ148

二、LH不饱和时涌流i1的传变148

三、在涌流i1作用下，电流互感器什么时候开始饱和149

四、LH饱和后涌流真真的传变149

五、变压器差动保护防止涌流误动的措施152

第四节 外部短路时差动保护不平衡电流的分析153

一、稳态正弦电流下的不平衡电流154

二、暂态过程中的不平衡电流154

第五节 内部短路时差动保护的分析158

第六节 变压器过电压(过励磁)对差动保护的影响165

第七节 变压轰匝问短路保护166

一、变压器匝简短路保护的现状166

二、负序功率方向保护167

三、检测漏磁变化的变压器匝间短路保护168

第八节 变压器局部放电的检测装置172

第九节 差动保护用电流互感器的暂态特性和选择174

一、励磁电流iμ174

二、饱和倍数n?175

三、暂态磁密系数K178

四、二次暂态电流i?182

五、?的情况186

六、差动保护用电流互感器的选择187

第一节 概述193

一、大型机组对后备保护的要求193

第五章 短路故障的后备保护193

二、相邻母线和线路对后备保护的要求194

四、后备保护装置195

第二节 时限电流速断保护196

一、用于消除差动保护死区196

二、用作机端短路的后备保护197

三、振荡电流的影响198

第三节 阻抗保护198

一、利用同名相全电流全电压的阻抗保护198

二、利用正序和负序电流电压的全阻抗保护200

三、阻抗保护的整定值204

四、阻抗保护的行为分析205

一、发-变组单元接线方式211

第四节 自并励发电机的后备保护213

第五节 零序保护215

一、中性点直接接地运行变压器的零序保护215

二、中性点可能按地或不按地运行变压器的零序保护216

第六章 发电机定子单相接地保护221

第一节 概述221

第二节 发电机的中性点接地方式222

一、中性点经单相电压互感器(YH)接地223

二、中性点经配电变压器高阻接地225

三、中性点经消弧线圈接地(欠补偿方式)227

四、中性点经消弧线圈谐振按地229

第三节 正常运行和单相接地故障时的基波零序电压和电流232

一、正常运行时232

二、单相接地故障时234

三、两个计算实例238

第四节 汽轮发电杌的定子三次谐波电压239

一、发电机定子三次谐波电压的产生239

二、汽轮发电机三次谐波匝电势的分布242

三、汽轮发电机三次谐波电压的分布242

第五节 水轮发电机的定子三次谐波电压252

一、水轮发电机定子三次谐波等效电路的建立252

二、正常运行时定子三次谐波电压的分布255

三、单相接地故障时水轮发电机三次谐波电压的分布257

四、扩大单元接线方式水轮发电机单相接地故障时三次谐波电压的分布259

第六节 基波零序电压型定子接地保护262

第七节 三次谐波电压型定子接地保护263

一、以?为动作条件的定子接地保护264

二、以?为动作条件的定子接地保护266

三、以?为动作条件的定子接地保护267

四、以?为动作条件的定子接地保护269

第八节 三次谐波电压型定子接地保护在水轮发电机上的应用271

二、扩大单元接线方式274

第九节 外加电源方式的定子接地保护275

一、外加直流电源的定子接地保护276

二、外加20Hz交流电源的定子接地保护280

三、外加100Hz交流电源的定子接地保护281

第十节 定子接地保护灵敏度的标准问题282

第七章 发电机励磁回路接地保护285

第一节 概述285

第二节 励磁回路一点接地保护286

一、电桥式一点接地保护286

二、迭加直流电压式一点接地保护288

三、迭加交流电压式一点接地保护290

四、迭加方波电压式一点接地保护299

五、切换采样式一点按地保护302

第三节 励磁回路两点接地保护304

一、电桥式两点接地保护304

二、利用高频阻抗的两点接地保护305

三、利用定子二次谐波电压的两极汽轮发电机励磁回路两点接地保护307

四、利用定子1/2次谐波电压的四极汽轮发电机励磁回路两点接地保护原理315

第八章 低励、失磁保护318

第一节 概述318

一、各电气量的求解方法320

第二节 低励和失磁过程中各电气量的表达式320

二、?失磁过程中各电气量的分析321

三、?低励过程中各电气量的分析329

第三节 研究低励和失磁过程的同步发电机等效电路331

一、凸极同步发电机的等效电路332

二、隐极同步发电机的等效电路334

三、等效电路的比较337

一、失磁过程举例338

第四节 低励、失磁后的物理过程338

二、失磁过程中定于电流的变化342

三、失磁过程中定子电压的变化345

四、失磁过程中有功功率的变化346

五、失磁过程中无功功率的变化354

六、失磁过程中励磺回路电流电压的变化357

七、励磁回路的状态对失磁过程的影响363

第五节 低励、失磁过程的阻抗特性366

一、失磁过程在阻抗(或导纳)平面上的描述366

二、在阻抗(或导纳)平面上的等有功轨迹371

三、隐极同步发电机在阻抗(或导纳)平面上的静稳边界373

四、凸极同步发电机在阻抗(或导纳)平面上的静稳边界376

五、异步阻抗的分析379

六、在阻抗(或导纳)平面上的等压边界384

第六节 低励、失磁保护的主要判据及其检测元件388

一、低励、失磁保护的主要判据388

二、绝对值比较式低励、失磁继电器391

三、相位比较式低励、失磁继电器397

四、凸极同步发电机低励、失磁继电器的整定特点403

五、低励、失磁继电器的讨论404

六、等压边界的检测元件405

第七节 非正常运行方式下低励、失磁继电器的运行特性408

一、机端两相短路故障408

二、变压器高压侧两相短路故障411

三、变压器高压侧单相接地短路故障413

四、系统振荡416

五、长线充电420

六、自同期过程422

七、电压回路断线423

第八节 低励、失磁保护的辅助判据及其检测元件427

一、辅助判据427

二、等励磁电压判据427

三、变励磁电压判据436

四、负序分量的运旧442

五、延时的运用443

六、电压回路断线闭锁443

七、闭锁元件的讨论445

第九节 低励、失磁保护装置的构成446

一、凸极同步发电机的低励、失磁保护装置446

二、隐极同步发电机的低励、失磁保护装置448

三、调相机的低励、失磁保护装置451

第九章 发电机负序电流保护455

第一节 概述455

第三节 发电机短时承受负序电流的能力456

第二节 发电机长期承受负序电流的能力456

一、判据457

二、要求459

第四节 发电机在任意时间内承受负序电流的能力460

一、三段法461

二、修正常数法462

第五节 暂态过程中负序电流热效应?的计算463

一、负序电流产生的热效应?463

二、非周期分量电流产生的热效应?465

三、灭磁过程残余电流产生的热效应?467

四、综合热效应的讨论468

第六节 对判据?试验验证的述评468

第七节 发电机负序电流保护的构成470

一、利用感抗移相的负序电流滤过器474

第八节 负序电流滤过器的分析475

二、利用电容移相的负序电流滤过器477

三、一相断线后负序电流滤过器的特性479

一、两级充电式反时限元件482

第九节 反时限元件的分析482

二、平方-积分器式反时限元件487

第十章 异常运行保护492

第一节 概述492

第二节 过励磁保护492

一、变压器的过励磁492

二、发电机的过励磁496

三、过励磁保护496

第三节 发电机过电压保护497

第四节 发电机过负荷保护499

一、发电机的过负荷499

二、定子绕组的过负荷保护500

三、励磁绕组的过负荷保护500

第五节 发电机失步保护501

一、装设失步保护的必要性501

二、对失步保护的要求502

三、测量振荡中心电压的失步保护503

四、利用双阻抗元件的失步保护511

五、利用稳定判据的失步保护516

第六节 电流互感器的断线保护521

第七节 逆功率保护524

第八节 频率异常保护526

第九节 非全相运行保护528

第十节 起停机保护529

第十一节 意外加电压保护530

第十二节 断口闪络保护531

附录A 电机多回路分析法的电感系数533

附录B 分数次谐波气隙磁场在三相对称的单独线圈组成的“部分绕组”中产生的正、负、零序电势535

附录c 关于?的证明536

附录D 变压器匝间短路的漏磁分析537

附录E 大型机组在有限系统中失磁的分析计算540

附录F 同步发电机的转子运动方程式544

附录G 考虑转子热传导的表面温升公式548

附录H 系统振荡阻抗轨迹通用圆图553

参考文献556