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本书旨在为电力系统微机继电保护装置的设计、调试、运行和维护提供一套详尽的技术指南。内容涵盖微机继电保护的基本原理、硬件结构、软件设计、典型保护配置、试验与校验方法，以及在电网中的应用与发展趋势。 第一章 微机继电保护概述 本章将深入探讨微机继电保护技术在现代电力系统中的重要性与作用。首先，介绍微机继电保护与传统继电保护的区别，重点阐述其在提高保护性能、智能化水平、可靠性以及降低成本方面的优势。其次，详细讲解微机继电保护的基本工作原理，包括采样、量化、数字滤波、故障检测、判别、逻辑决策和输出执行等核心环节。最后，概述微机继电保护的发展历程和技术趋势，为读者构建对该领域宏观的认知框架。 第二章 微机继电保护装置的硬件设计 本章聚焦于微机继电保护装置的硬件组成与设计要点。我们将详细分析构成微机继电保护装置的关键硬件模块，包括： 数据采集单元： 重点介绍传感器（如电流互感器、电压互感器）、采样电路、模拟-数字转换器（ADC）的设计要求，以及如何保证信号的准确性和可靠性。 微处理器单元： 讨论微处理器的选型原则，包括运算速度、存储容量、功耗和环境适应性等，以及CPU与外部存储器、I/O接口的连接方式。 信息处理与存储单元： 阐述存储器（RAM、ROM、Flash）的功能和作用，以及信息记录、故障录波等功能的设计实现。 输出执行单元： 详细介绍出口继电器、断路器跳闸线圈驱动电路的设计，以及如何确保指令的准确、快速和可靠输出。 人机接口与通信接口： 讲解本地人机接口（如LCD显示屏、键盘）和远程通信接口（如RS-232、RS-485、以太网）的设计，以及它们在装置调试、运行监视和数据交换中的作用。 电源单元： 强调微机继电保护装置对电源的稳定性和可靠性要求，介绍直流电源、交流电源的选用与设计。 第三章 微机继电保护装置的软件设计 本章将深入剖析微机继电保护装置的软件系统，包括其结构、功能模块和关键算法。 软件结构： 介绍微机继电保护软件通常采用的操作系统或实时操作系统（RTOS），以及应用程序的模块化设计思想。 采样与数据处理： 详细阐述信号采样频率的选择、数字滤波（如陷波滤波器、低通滤波器）的设计，以及如何进行故障数据的前期处理。 故障检测与判别算法： 重点讲解各种典型的故障检测与判别算法，例如： 距离保护： 阻抗计算、相别判别、接地/相间故障的区分。 差动保护： 差流计算、二次谐波闭锁、三次谐波闭锁等原理。 过流保护： 定时限、反时限过流保护的实现。 频率保护、电压保护等： 各类保护的算法原理和实现。 逻辑决策与输出控制： 讲解故障选定、保护定值计算、越级跳闸逻辑、拒动与误动判别等软件逻辑的设计。 人机交互与通信协议： 介绍人机接口软件的设计，以及与远方监控中心通信所采用的标准通信协议（如IEC 61850）。 自检与故障诊断： 阐述装置自身硬件和软件故障的检测与诊断机制，提高装置的可靠性。 第四章 典型继电保护配置与整定 本章针对电力系统中常见的电气设备，介绍其微机继电保护的典型配置方案和整定计算方法。 线路保护： 双端测量距离保护： 远方、近方保护的基本原理，时限配合，多区域划分。 零序电流差动保护、零序功率保护： 接地故障的保护原理与应用。 纵联差动保护： 线路纵联差动保护的原理、优点与适用范围。 发电机保护： 过流保护、漏磁保护、反向功率保护： 常见故障的保护配置。 低电压、低频保护： 与电网的联系和配合。 发电机差动保护： 内部故障的保护。 变压器保护： 差动保护： 励磁涌流的处理，二次谐波闭锁。 瓦斯保护： 气体式继电器的原理与应用。 过负荷、过电压保护： 变压器运行状态的监测与保护。 母线保护： 差动保护： 母线差动保护的范围、接线方式和零序电流的处理。 低阻抗式母线保护： 配合电气设备特性的保护方式。 电动机保护： 起动时间过长、堵转保护： 电动机特有的保护要求。 过负荷、失磁保护： 运行状态的监测。 第五章 微机继电保护装置的试验与校验 本章详细介绍微机继电保护装置在现场和出厂时的试验与校验方法，确保其性能和可靠性。 出厂试验： 涵盖装置的参数校验、动作特性试验、整定值复核、通信功能试验、人机接口试验等。 现场试验： 直流回路检查： 测量回路电阻，检查断线。 交流回路检查： 测量二次回路的接线正确性，检查电压、电流回路的极性。 动作特性试验： 模拟不同故障类型和故障电流，验证装置的动作值和延时。 参数校验： 校验装置的阻抗、电流、电压等参数设置。 拒动/误动试验： 模拟干扰信号或异常运行工况，验证装置的抗干扰能力和拒动/误动性能。 通信功能试验： 检查与监控系统的数据交换是否正常。 故障录波试验： 验证故障录波功能。 第六章 微机继电保护的运行与维护 本章讨论微机继电保护装置在实际运行中的注意事项和维护策略。 运行监视： 讲解如何通过人机接口或监控系统对装置的运行状态进行实时监视，包括显示信息、报警信息、故障录波等。 参数管理： 阐述保护定值修改、备份和版本管理的重要性。 故障处理： 介绍装置出现故障时的判断方法和处理步骤，以及如何进行故障复归。 维护计划： 制定定期的检查和维护计划，包括装置的清扫、连接检查、电池更换等。 技术升级与改造： 讨论随着电网发展和技术进步，对现有微机继电保护装置进行技术升级和改造的必要性与方法。 第七章 微机继电保护的应用与发展趋势 本章展望微机继电保护技术在未来电力系统中的应用前景和发展方向。 智能化与网络化： 探讨微机继电保护向更高级别的智能化和网络化发展，例如与SCADA系统、MIS系统的集成，以及在智能电网中的角色。 状态监测与故障预测： 介绍利用装置的运行数据进行状态监测和故障预测的技术。 自适应保护： 讨论自适应保护技术在应对电网复杂性变化方面的潜力。 新能源接入与配电自动化： 分析微机继电保护在新能源接入、分布式发电以及配电自动化中的应用挑战和解决方案。 通过以上七个章节的详细阐述，本书力求为读者提供一个全面、深入且实用的微机继电保护技术知识体系，帮助他们在电力系统的实际工作中更好地理解、应用和发展这一关键技术。
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