Design for Electrical and Computer Engineers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

《电力系统继电保护原理与应用》 图书简介 本书旨在为电气工程及相关领域的工程师、技术人员和高年级本科生提供一套全面、深入且实用的电力系统继电保护理论基础与工程实践指导。随着现代电力系统规模的不断扩大、复杂性的增加以及对供电可靠性要求的日益提高，继电保护技术作为保障电力系统安全、稳定运行的“电子卫士”，其重要性不言而喻。本书紧密结合当前电力行业的发展趋势和实际工程需求，系统阐述了继电保护系统的基本原理、核心元件、主要保护配置及其在不同电压等级系统中的应用。 第一部分：基础理论与元件（奠定坚实根基） 本书的第一部分聚焦于构建扎实的理论基础，为理解复杂的保护逻辑打下坚实的基础。 第一章：电力系统短路故障分析基础 本章首先回顾了对称分量法在电力系统故障分析中的核心地位，详细讲解了三相短路、单相接地短路、两相短路和三相不对称短路的基本计算方法。重点阐述了系统阻抗的确定、故障电流的计算及其对保护装置动作的直接影响。此外，还引入了暂态分析的基本概念，探讨了暂态过程对继电保护动作时限选择的约束。对不同故障类型下的电流和电压波形特征进行了深入剖析，为后续保护原理的学习提供直观认识。 第二章：继电保护的演进与基本概念 本章梳理了继电保护技术从早期纯粹的机电式到现代微机化的发展历程。详细定义了继电保护系统的基本组成部分：测量元件、控制元件、逻辑回路和执行元件。清晰界定了“选择性”、“速动性”、“灵敏性”和“可靠性”这四大基本性能指标的内涵与相互之间的权衡关系。着重讨论了直流二次回路的组成和设计要求，确保控制信号的准确传输。 第三章：测量元件：电流与电压互感器 继电保护的精确性高度依赖于精确的二次量输入。本章深入探讨了电流互感器（CT）和电压互感器（VT/PT）的结构、工作原理、误差来源及其对保护动作的影响。重点分析了CT在饱和状态下的特性曲线，以及如何通过合理选择CT的规格和安装方式来保证保护在短路工况下仍能准确反映一次电流。对CT的剩磁、饱和对差动保护的影响进行了专门讨论。 第四章：时间继电器与逻辑元件 本章介绍了实现保护动作时限控制的各类时间继电器，包括传统的电动式时间继电器、气动式以及现代微机型保护中内置的时间逻辑算法。同时，详细阐述了逻辑元件在实现保护定值选择、闭锁、或判据等功能中的作用，为理解复杂的保护组合逻辑奠定基础。 第二部分：典型保护原理与应用（核心技术剖析） 第二部分是全书的核心，系统讲解了电力系统中最常用、最关键的各类保护原理。 第五章：过电流与反时限保护 过电流保护因其简单、可靠，是配电网和输电线路中最基础的保护方式。本章详细讲解了纯粹的过电流保护（瞬时、定时限）和更具选择性的反时限过电流保护的原理、定值计算方法（基于负荷电流和短路电流），以及其在架空线路和电缆网络中的具体应用。讨论了其在有功功率潮流变化较大系统中的局限性，并介绍了接地极的故障电流影响。 第六章：距离保护（阻抗式保护） 距离保护是区域性保护的核心技术，尤其适用于中高压输电线路。本章深入探讨了阻抗式保护的工作原理，如何通过测量故障点的阻抗（$Z = U/I$）来判断故障位置。详细分析了不同故障类型（相间短路与接地短路）下阻抗比的变化特性。着重介绍了距离保护的“三段式”原理，包括第一段的速动性、第二段的考虑功角和第三段的后备作用。讨论了负荷阻抗对距离保护的影响及如何通过角域判据进行补偿。 第七章：纵差动保护与横向差动保护 本章专注于差动保护技术。首先讲解了基于基尔霍夫定律的纵向差动保护原理，阐述了其对内部故障的绝对选择性。重点分析了变压器和母线差动保护的定值整定，包括如何处理CT误差、励磁涌流对纵差动的影响，并介绍了漏磁不平衡补偿技术。随后，引入了横向差动保护（环网保护）在环形网络中的应用及其与距离保护的配合。 第八章：接地保护与低阻抗接地系统保护 随着电网接地方式的多样化，接地故障保护变得尤为重要。本章详细介绍了零序电流保护、零序电压保护的原理，并重点讲解了在不同接地方式（中性点经电阻接地、不接地、直接接地）下应采用的接地保护方案，如不平衡电流保护、零序电流过流保护以及Ia-3I0不平衡判据的运用。 第九章：发电机与变压器的专业保护 针对关键设备，本章深入探讨了专用保护方案。对于发电机，详细介绍了抗气隙短路保护、定子单相接地保护（高阻接地系统中的100%保护）、瓦斯保护（压力式与容量式）以及过励磁、失磁等非短路故障保护。对于电力变压器，则全面讲解了瓦斯保护的动作机理，以及兼顾内部短路和外部故障的过渡过程保护。 第三部分：微机保护与系统集成（现代技术趋势） 第三部分转向现代电力系统的核心——微机保护技术及其在系统集成中的应用。 第十章：微机保护装置原理与技术 本章详细剖析了微机保护装置的内部结构，包括信号采集、A/D转换、数字信号处理（如傅里叶变换）、逻辑运算和输出执行。重点讲解了数字滤波技术、相量计算（RMS值、幅值、相位角）以及故障录波与事件记录功能。对比了传统继电器与微机保护在算法灵活性、功能集成度上的优势。 第十一章：故障录波与系统分析 详细介绍了故障录波器的原理、采样要求以及数据存储格式。强调了故障录波数据在故障诊断、保护定值复核和系统建模验证中的关键作用。通过实际案例分析，指导读者如何从录波数据中准确识别故障类型、判定保护动作的正确性与选择性。 第十二章：保护的可靠性与可靠性管理 本章着眼于继电保护系统的全寿命周期管理。讨论了如何通过合理的保护定值配合、定期试验与校验来确保保护的可靠性。阐述了“就地试验”与“远方校验”的流程与标准，以及如何利用自动化系统进行保护状态的在线监测与预警。 结语 本书内容丰富，理论与工程实践紧密结合，配有大量的工程实例和定值计算示例。通过对本书的学习，读者将能够全面掌握现代电力系统继电保护系统的设计、整定、调试和运行维护技能，是电力行业专业人员不可或缺的案头参考书。