《电力系统保护与控制》系统阐述了电九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》配有课件，可供教师免费使用。
    《电力系统保护与控制》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。

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注重物理概念和工程应用，体现新技术，突出解决问题的思路与方法 内容安排合理，易教易学，思考题和习题设计多样 立足基本原理，注重系统性，突出渐进性 由浅入深，内容精简，逻辑性强 可为任课教师提供电子课件

    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。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 电力系统继电保护的作用 1
1.2 继电保护装置的构成及对它的基本要求 2
1.3 电力系统自动控制的内容及控制方式 4
1.3.1 电力系统自动控制的主要内容 4
1.3.2 电力系统的分层控制方式 6
思考题和习题 8
第2章 电网的电流保护 9
2.1 电流继电器和辅助继电器 9
2.1.1 电流继电器 9
2.1.2 辅助继电器 11
2.2 单侧电源网络相间短路的电流保护 13
2.2.1 电流速断保护 13
2.2.2 限时电流速断保护 16
2.2.3 定时限过电流保护 17
2.2.4 电流保护的接线方式 20
2.3 多侧电源网络相间短路的方向性电流保护 21
2.3.1 多侧电源网络相间短路采用电流保护存在的问题 21
2.3.2 方向性电流保护的工作原理 21
2.3.3 功率方向继电器 22
2.3.4 相间短路功率方向继电器的接线方式 26
2.3.5 双侧电源网络中电流保护整定的特点 27
2.4 中性点直接接地电网的接地保护 29
2.4.1 中性焦直接接地电网接地短路时零序分量的特点 29
2.4.2 零序分量过滤器 30
2.4.3 三段式零序电流保护 32
2.4.4 方向性零序电流保护 34
2.5 中性点非直接接地电网的单相接地保护 35
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 35
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 38
思考题和习题 41
第3章 电网的距离保护 42
3.1 距离保护的作用原理 42
3.2 阻抗继电器 42
3.2.1 构成阻抗继电器的基本原则 42
3.2.2 不同特性阻抗继电器动作方程的推导 43
3.2.3 阻抗继电器的实现方法 50
3.2.4 阻抗继电器的精确工作电流 52
3.2.5 方向性继电器的“死区”及消除方法 53
3.3 阻抗继电器的接线方式 55
3.3.1 对接线方式的基本要求 55
3.3.2 相间短路阻抗继电器的接线方式 55
3.3.3 接地短路阻抗继电器的零序电流补偿接线方式 56
3.4 距离保护的构成和整定计算原则 57
3.4.1 距离保护的构成 57
3.4.2 距离保护的整定计算原则 58
3.5 影响距离保护工作的因素 60
3.5.1 短路点过渡电阻对距离保护的影响 61
3.5.2 电力系统振荡对距离保护的影响 62
思考题和习题 68
第4章 数字式保护及控制装置基础 70
4.1 数字式保护及控制装置的特点 70
4.2 数字式保护及控制装置的硬件原理 70
4.3 数字式保护及控制装置的软件流程 75
4.4 数字式保护及控制装置的算法 78
思考题和习题 83
第5章 自动并列装置及自动重合闸 84
5.1 自动并列的意义和方式 84
5.2 准同期并列条件的分析 85
5.2.1 准同期并列的条件 85
5.2.2 准同期并列条件的分析及整定 86
5.3 自动准同期装置的基本原理 90
5.3.1 自动准同期装置的功能 90
5.3.2 自动准同期装置的构成 90
5.3.3 准同期并列合闸信号 90
5.3.4 恒定越前时间并列装置的控制逻辑 92
5.4 数字式自动准同期并列装置 93
5.4.1 数字式自动准同期并列装置的软件流程 93
5.4.2 电压差的检测及控制 94
5.4.3 频率差的检测及控制 96
5.4.4 越前时间的整定和合闸脉冲的形成 98
5.5 自动重合闸的作用及对其基本要求 102
5.6 三相自动重合闸 103
5.6.1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸 103
5.6.2 双侧电源线路的三相一次自动重合闸 105
5.6.3 重合闸与继电保护的配合 107
5.7 单相自动重合闸和综合重合闸 108
5.7.1 单相自动重合闸 109
5.7.2 综合重合闸简介 111
思考题和习题 112
第6章 输电线路纵联保护 113
6.1 纵联保护的基本原理和分类 113
6.2 纵联保护通道的构成原理及传送信号的分类 113
6.2.1 电力线载波通道 113
6.2.2 微波通道 114
6.2.3 光纤通道 115
6.2.4 导引线通道 116
6.2.5 电力线载波纵联保护传送信号的分类 116
6.3 纵联方向比较保护 116
6.3.1 高频闭锁负序方向保护 116
6.3.2 高频闭锁距离保护 118
6.4 纵联差动保护 119
6.4.1 纵联电流差动保护 119
6.4.2 纵联相差保护 123
思考题和习题 128
第7章 电为变压器保护及母线保护 129
7.1 电力变压器的保护方式 129
7.2 变压器的纵联差动保护 129
7.2.1 变压器纵联差动保护的基本原理和构成原则 129
7.2.2 变压器纵联差动保护的特点 130
7.2.3 变压器纵联差动保护的整定计算原则 134
7.2.4 具有比率制动特性的差动继电器 135
7.3 变压器相间短路的后备保护 137
7.3.1 过电流保护 137
7.3.2 低电压启动的过电流保护 137
7.3.3 复合电压启动的过电流保护 138
7.3.4 负序过电流保护 139
7.4 变压器的接地保护 139
7.5 变压器的过励磁保护 142
7.6 母线保护和断路器失灵保护简介 143
7.6.1 母线保护简介 143
7.6.2 断路器失灵保护简介 144
思考题和习题 145
第8章 发电机励磁自动控制及保护 146
8.1 同步发电机自动励磁控制系统 146
8.1.1 励磁控制系统的任务 146
8.1.2 励磁控制系统的方式 150
8.1.3 对励磁控制系统的基本要求 154
8.2 励磁系统中的整流电路 155
8.2.1 三相桥式不可控整流电路 155
8.2.2 三相桥式全控整流电路 156
8.3 自动励磁调节装置原理及工作特性 160
8.3.1 励磁调节器的工作原理与特性 160
8.3.2 并联运行机组间的无功功率分配 166
8.4 数字式自动励磁调节器的工作原理 168
8.4.1 数字式自动励磁调节器的软件流程 168
8.4.2 电气量测量和调节算法 169
8.4.3 数字移相脉冲 171
8.4.4 自动励磁限制控制 172
8.5 发电机的保护方式 174
8.6 发电机的纵联差动保护 176
8.6.1 发电机纵联差动保护的原理接线和整定原则 176
8.6.2 发电机的不完全纵联差动保护 177
8.6.3 具有标积制动特性的发电机纵联羞动保护 177
8.7 发电机定子绕组的匝间短路保护 178
8.7.1 横联差动电流保护 178
、8.7.2 反应转子回路二次谐波电流的匝间短路保护 179
8.7.3 反应纵向零序电压的匝间短路保护 181
8.8 发电机的单相接地保护 182
8.8.1 发电机定子绕组单相接地的特点 182
8.8.2 利用零序电流构成的定子接地保护 183
8.8.3 利用零序电压构成的定子接地保护 184
8.8.4 100%定子接地保护简介 184
8.9 发电机的负序过电流保护 185
8.9.1 负序过电流保护的作用 185
8.9.2 反时限负序过电流保护 185
8.10 发电机的励磁回路接地保护 186
8.10.1 外加电压方式的一点接地保护 187
8.10.2 直流电桥式的一点接地保护 187
8.10.3 励磁回路两点接地保护 188
8.11 同步发电机的失磁保护 188
8.11.1 发电机失磁运行及其产生的影响 188
8.11.2 发电机失磁保护的阻抗判据 189
8.11.3 失磁保护的辅助判据 190
思考题和习题 190
第9章 电力系统频率及有功功率的自动调节 192
9.1 概述 192
9.1.1 频率及有功功率调节的意义 192
9.1.2 电力系统频率及有功功率的分层控制 192
9.2 电力系统的自动调频方法 193
9.2.1 概述 193
9.2.2 单区域系统的自动调频方法 195
9.2.3 联合电力系统的自动调频方法 199
9.3 电力系统频率调节系统的动态特性 201
9.3.1 调节系统的传递函数 201
9.3.2 频率调节系统的动态特性 206
9.4 电力系统有功功率经济分配控制 209
9.4.1 发电设备的经济特性 210
9.4.2 等微增率准则 210
9.4.3 考虑网络损耗的负荷经济分配 212
9.5 电力系统自动发电控制 213
9.5.1 自动发电控制的控制道程 213
9.5.2 AGC的控制模式和软件流程 213
思考题和习题 215
第10章 其他安全自动控制装置简介 216
10.1 自动低频减载 216
10.1.1 频率变化的动态特性 216
10.1.2 自动低频减载装置的工作原理 218
10.2 备用电源自动投入及厂用电快速切除 221
10.2.1 概述 221
10.2.2 对备用电源自动投入装置的基本要求 222
10.2.3 典型备用电源自动投入装置及参数整定 223
10.2.4 厂用电快速切换 225
10.3 其他安全自动控制装置 228
思考题和习题 229
参考文献 231

    随着电力系统规模的日益扩大，对保证电网安全、经济运行和电能质量的要求在不断提高，继电保护和安全自动装置作为电力系统的卫士，成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
    电力系统在正常运行的过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态。发生故障的原因主要有：雷击、鸟兽跨越电器设备、电气设备维修不当或操作错误、电气设备绝缘强度下降等。最危险的故障是发生各种形式的短路，发生短路时可能产生以下的后果：
    （1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，会损坏故障元件；
    （2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；
    （3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；
    （4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
    电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，过负荷就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘材料的老化和损坏，进一步可能发展成故障。系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压、电力系统振荡等，都属于不正常运行状态。
    故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。为了提高供电可靠性，防止造成上述严重后果，一是要对电气设备进行正确的设计、制造、安装、维护和检修，力求减少发生故障的可能性；二是对异常运行状态必须及时发现，并采取措施予以消除；三是一旦发生故障，必须迅速并有选择性地切除故障元件。
    继电保护装置是指能反应电力系统中电气元件发生的故障或不正常远行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
    ……