電力係統的擾動分析 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為從事電力保護和控製、電力係統運行和電力係統設備等領域的工程技術人員的參

90多個案例分析闡述瞭電力係統現象以及電力係統擾動中存在的問題。
根據作者40多年的工作經驗，本書可讓讀者通過監測電力係統擾動並進行綜閤分析來實現電力係統。重要的是，讀者能夠瞭解到檢測和解決可能導緻斷電的一係列問題的新解決方案和技術，以確保任何電力係統的平穩、可靠運行。
本書具有較強的組織邏輯性。首先介紹瞭電力係統擾動分析的作用以及實現；然後引導讀者分析瞭電力係統中發生的相接地故障成因和故障清除方式，以及電力係統各種現象及其對繼電係統性能的影響；在後續內容中介紹瞭90多個關於保護係統如何對發電機、變壓器、架空輸電綫、輸電綫電纜饋綫和斷路器失靈等進行電力係統擾動的檢測和隔離的實際案例分析。
在這些案例分析中，通過展示和分析實際DFR錄波、示波圖和數字繼電器故障記錄來闡述電力係統擾動發生的成因以及如何推斷故障發生順序。本書後一章專門設置瞭一些實踐問題，以鼓勵讀者利用所學知識來進行各自係統的擾動分析。
本書可讓工程師、技術人員以及電力係統操作人員利用新的測試和驗證方法來進行專業的電力係統擾動分析。此外，書中的許多案例分析和實踐問題也非常適閤於相關專業學生學習電力係統。

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內容簡介

電力係統擾動分析是監測電力保護係統性能的一項重要功能。這不僅能夠提供豐富的電力係統正常運行特性相關的寶貴信息，還能夠簡化理解電力係統現象，以及增強安全運行限值和常規繼電保護。本書給齣瞭作者在電力係統擾動分析領域40多年的工作經驗。首先簡要介紹瞭中繼應用的理論和基本原理。然後詳細介紹瞭電力係統擾動相關的大量實際案例。通過對實際的數字故障記錄儀錄波、示波圖和數值繼電器故障錄波進行分析來闡述如何推斷故障事件的發生順序。本書中涵蓋瞭擾動分析所需信息、故障入射角以及電力係統現象及其對中繼係統性能影響等主題，同時還描述瞭係統擾動分析所得齣的電力係統現象。另外，還包括瞭涉及發電機、變壓器、架空輸電綫、饋綫電纜和斷路器失靈的保護係統的實際係統擾動的案例分析。書中的幾個章節專門介紹瞭將係統擾動分析作為中繼方案性能優化的一種工具。除此之外，本書還可作為驗證電力係統模型，並提供電力係統特性豐富技術信息的一種工具。

目錄

譯者序
原書前言
第1章電力係統擾動分析功能
1.1電力係統擾動分析的作用
1.2數字故障記錄儀（DFR）擾動分析的目的
1.3通過電力係統擾動分析來測定電力係統設備狀況
1.4DFR設備描述
1.5電力係統擾動分析所需信息
1.6故障記錄儀監測信號
1.6.1模擬信號
1.6.2事件（數字或二進製）輸入和輸齣
1.7DFR監測電壓和電流的觸發設置
1.8DFR和數字繼電器的采樣率與頻率響應
1.9通過數字繼電器産生的故障錄波
1.10智能電子裝置采集的數據集成與整閤
1.11DFR的軟件分析包
1.11.1相量分析
1.11.2有效值（RMS）計算
1.11.3有功功率和無功功率的計算
1.11.4數據顯示操作
1.11.5故障定位
1.11.6電力係統諧波分析
1.11.7對稱分量分析
1.12變電站接地電流監測中DFR的精度校驗
1.13利用DFR來驗證電力係統短路模型
1.14瞬態數據交換通用格式標準
參考文獻
第2章電力係統故障現象與電力係統的故障清除過程
2.1電力係統中的分流故障類型
2.2分流故障分類
2.2.1三相故障
2.2.2相—相故障
2.2.3相—地故障
2.2.4雙相—地故障
2.3電力係統中的串聯不平衡類型
2.4電力係統中的擾動成因
2.5故障點
2.6對稱和非對稱故障電流
2.7電壓峰值處的電弧放電或飛弧閃絡
2.8故障演變
2.9並發故障
2.10金屬性（RF=0）或帶地綫閤閘的綫—地短路故障
2.11綫路兩側順序故障清除導緻錶現為金屬性（RF=0）遠端綫—地短
路故障
2.12綫路兩側順序故障清除導緻錶現為電阻性遠端綫—地短路故障
2.13樹木引起的高阻綫接地故障
2.14高阻綫—地故障驗證瞭僅從一端饋入故障電流時測量阻抗的
自然阻性
2.15一個非接地電力係統中的相—地故障
2.16綫—地故障時非故障相中的電流
2.17三角形/星形變壓器星形接地側的綫—地故障
2.18三角形/星形變壓器星形接地側的綫—綫故障
2.19三角形/星形變壓器（三角形繞組不與電源相連）三角形側的
綫—綫故障
2.20超高壓雙相—地故障時周波繼電器的運行時間
2.21油斷路器箱中相C—地故障的自動清除
2.22輸電綫絕緣子飛弧閃絡引起的相B—地故障的自清除
2.23通信信號延遲造成的輔助係統的延遲清除
2.24綫—地故障的順序故障清除
2.25綫—地故障的步距故障清除
2.26一端為瞬時接地器件且另一端為時限過電流接地器件的接地
故障清除步驟
2.27一次側和本地備用（斷路器失靈）保護係統故障後遠端備用的
接地故障清除
2.28綫—地故障中斷路器失靈的故障清除
2.29利用一種對比方法的故障點確定和故障分類
參考文獻
第3章電力係統現象及其對繼電保護係統性能的影響
3.1電力係統振蕩導緻輸電綫兩端同時跳閘和僅在相鄰輸電綫一端跳閘
3.1.1發電機振蕩現象
3.1.2失步振蕩事故描述
3.1.3輸電綫L1上Z1的跳閘分析
3.1.4對繼電保護係統的影響
3.2由綫—地故障、發電損耗和三相138kV輸電綫意外跳閘共同造成的
發電機振蕩
3.2.1事故描述
3.2.2發電機組GB跳閘分析的理論和結論
3.3200MW機組同步産生的電力係統平穩振蕩
3.4導緻同一變電站的不同輸電綫産生不同振蕩的電力係統主要擾動
3.5高壓側相—地故障期間發電機轉子處120Hz電流的錶徵
3.6不平衡故障期間發電機負序電流的流動
3.7170MW水力發電機組的意外（偶然）勵磁
3.8發電機中性點處三次諧波電壓的錶徵
3.9電力係統故障時發電機中性點三次諧波電壓幅值的變化
3.10GSU高壓側綫—地故障時發電機輸齣的有功功率和無功功率
3.11200MW機組的勵磁損耗
3.12發電機的剩餘（衰減）能量
3.13發生故障和誤同步時的電流非過零點
3.14高壓側接地故障時通過升壓變壓器繞組間電容産生的發電機中性點
零序電壓耦閤
3.15高壓側差動保護區域內存在故障時的變壓器勵磁
3.15.1故障電流中的諧波分量分析
3.16變壓器的湧流
3.16.1變壓器湧流現象的定義
3.16.2對變壓器保護的影響
3.16.3二次諧波檢測邏輯方法
3.17YG/三角形變壓器星形接地側勵磁時的湧流
3.18變壓器三角形側勵磁時的湧流
3.18.1三角形/YG變壓器三角形側的勵磁
3.18.2三角形/三角形變壓器三角形側的勵磁
3.19綫—地故障和斷相同時發生時具有三角形三次繞組的自耦變壓器的
兩相勵磁
3.20整個三角形/星形變壓器組的30°相移
3.21遠端雙繞組三角形/YG變壓器産生的零序電流
3.22作為零序源的傳統電力調節變壓器的鐵心類型
3.23斷路器的重燃
3.24閤閘操作過程中斷路器三相不一緻
3.25斷路器的分閘電阻
3.26反饋到斷路器失靈故障檢測器的二次電流
3.27磁通量消除
3.28電流互感器（CT）飽和
3.29發電機斷路器誤同步引發的係統失步狀態下的CT飽和
3.30電容式電壓互感器（CVT）的暫態
3.31一個超高壓（EHV）輸電綫斷電時套管電位器的暫態
3.32電容額定電流中斷後電容器組斷路器重燃
3.33電容器組的閤閘暫態
3.34並聯電容器組近距係統故障
3.34.1湧流現象的定義
3.34.2電容器湧齣電流的仿真研究
3.35數據采集與監控係統（SCADA）並入一個三相故障
3.36自動重閤閘到一個永久性綫—地故障
3.37綫—地故障後快速重閤閘
3.38零序互耦感應電壓
3.39輸電綫相—地故障時造成高阻抗母綫差動保護誤跳閘的互耦閤
現象
3.40三相故障清除時非正弦中性點電流的錶徵
3.41發生故障時平行輸電綫上電流反嚮
3.42Ferranti（費蘭梯）電壓上升
3.43兩端具有並聯電抗器的EHV綫上的電壓振蕩
3.43.1EHV綫上相A—C—地故障時的電壓振蕩
3.43.2EHV綫上相A—地故障時的電壓振蕩
3.43.3EHV綫開關操作時的電壓振蕩
3.44被監測輸電綫上雷擊造成的相C—地故障之後相鄰輸電綫上的
雷擊
3.45用於保護電纜接頭的345kV避雷器擊穿之前的電流泄放
3.46校準設置誤差造成的模擬�彩�字（A�睤）轉換器的量程飽和
3.47故障中斷瞬間電流下降的錶徵
3.48定子繞組中性點不正確連接的中壓電動機的激勵
3.49從負載狀態到故障狀態時的相角變化
參考文獻
第4章發電機係統擾動相關的案例分析
4.1發電機保護的基礎知識
案例分析
案例分析4.1115kV相—地故障期間由定子負序電流産生的水輪發電機
轉子雙頻電流（120Hz）的錶徵
案例分析4.2170MW水力發電機組的意外（偶然）激勵
案例分析4.3人為操作失誤造成的200MW發電機機組失磁
案例分析4.41100MW發電機組的失磁跳閘
案例分析4.5聯閤循環發電廠中50MW蒸汽機組的誤同步
案例分析4.6一個200MW水力發電機組的誤同步
案例分析4.7水力發電機組手動同步過程中數字差動繼電器的意外跳閘
案例分析4.8高壓側138kV相—地故障引發的500MW聯閤循環發電廠跳閘
案例分析4.9功率搖擺期間聯閤循環發電廠中110MW燃氣輪機組的跳閘
案例分析4.10345kV相—地故障正常清除時800MW發電廠的DFR錄波分析
案例分析4.11發電機端浪湧電容器導綫故障造成的150MW聯閤循環發電廠跳閘
案例分析4.12800MW火力發電機組的發電機定子接地故障
案例分析4.13800MW發電機組端子處的三相故障
案例分析4.14電纜連接故障造成的50MW發電機組端子處三相故障
案例分析4.15發電機轉子風扇上的葉片故障造成的定子相—相—地故障
案例分析4.16345kV輸電綫近距相—地故障時抽水蓄能發電站的意外跳閘
案例分析4.17345kV母綫故障時800MW發電廠以及所連接EHV綫的跳閘
案例分析4.18外部138kV三相故障時150MW聯閤循環發電廠的跳閘
案例分析4.19138kV輸電係統擾動時150MW聯閤循環發電廠的跳閘
案例分析4.20138kV雙相—地故障成功清除後150MW聯閤循環發電廠意外跳閘
案例分析4.21電容器組位於保護區內的差動繼電器導緻感應發電機意外跳閘
案例分析4.22聯閤循環發電廠試運行階段蒸汽發電（STG）機組與係統首次
同步時的意外跳閘
案例分析4.23500MW聯閤循環發電廠中STG機組的順序停機
案例分析4.24新機組試運行階段由於接綫錯誤導緻發電機數字差動繼電器
的意外運行
案例分析4.25在試運行之前逐步將一個新發電機並入電力係統
4.1.1繼電器設置計算相關案例分析
案例分析4.26100%定子接地故障保護中三次諧波欠電壓裝置的設置過程
案例分析4.27提供電力係統後備保護的發電機繼電裝置設置基礎
參考文獻
第5章變壓器係統擾動相關的案例分析
5.1變壓器基礎知識
5.1.1廣泛應用的變壓器連接類型
5.1.2自耦變壓器
5.1.3自耦變壓器故障電流分析
5.1.4三繞組變壓器或自耦變壓器的三角形電流監測
5.1.5確定故障期間自耦變壓器三角形繞組零序電流方嚮
5.1.6三角形三次零序電流的標幺值
5.1.7自耦變壓器中性點電流的幅值和方嚮
5.1.8確定電力係統模型
5.1.9接地星形側電壓相位超前三角形側30°的三角形/星形接地變壓器
（Yd1型變壓器連接形式）
5.1.10三角形側電壓相位超前接地星形側30°的三角形/星形接地變壓器
（Yd11型變壓器連接形式）
5.2變壓器差動保護基礎知識
5.2.1硬連接差動保護
5.2.2多功能數字差動繼電器
5.2.3變壓器差動保護的應用
5.2.4兩繞組三角形/星形接地變壓器差動保護基礎知識
5.3案例分析
案例分析5.1具有位於變壓器差動保護區的13.8kV相—相母綫故障的
5MVA 13.8kV/4.16kV廠用變壓器激勵
案例分析5.2發電機升壓變壓器缺乏冗餘保護而導緻230kV區域電力供應中斷
案例分析5.3由於繞組配置中繼電器設置錯誤導緻的變壓器數字差動繼電器
意外運行
案例分析5.4利用變壓器數字差動繼電器故障錄波來定位13.8kV開關設備的
相—相故障
案例分析5.513.8kV三角形繞組斷相的發電機組升壓變壓器運行
案例分析5.6利用變壓器相量圖、DFR錄波和繼電器目標來確定發電機組輔助
變壓器的故障相
案例分析5.7450MVA 345kV/138kV/13.2kV自耦變壓器故障
案例分析5.8由於鐵磁諧振狀態導緻的750kVA 13.8kV/0.480kV廠用變壓器
故障
案例分析5.9外部綫—地故障時變壓器數字差動繼電器的意外跳閘
案例分析5.9A發電機處於工作狀態時外部相B—地故障導緻的發電廠意外跳閘
案例分析5.9B發電機處於停機狀態時外部相C—地故障導緻的發電廠意外跳閘
案例分析5.10兩颱75MVA 138kV/13.8kV GSU變壓器激勵時變壓器數字差動
繼電器的意外運行
案例分析5.115MVA 13.8kV/4.16kV廠用變壓器激勵時變壓器數字差動
繼電器的意外運行
案例分析5.125MVA 13.8kV/4.16kV廠用變壓器高壓側相—相故障演變為
三相故障
案例分析5.13連接2MVA 13.8kV/0.480kV廠用變壓器外殼的13.8kV母綫處相—相
故障演變為三相故障
案例分析5.14暴雨導緻的13.8kV開關設備相—相故障演變為三相故障
案例分析5.15由於缺少作為繼電器接綫輸入的燃氣輪機電纜連接導緻變壓器
數字差動繼電器意外運行
案例分析5.16由鳥糞引發115kV變壓器絕緣套管飛弧閃絡而導緻的相—地故障
案例分析5.17利用變壓器數字繼電器示波圖分析4.16kV低阻接地電源的
相—地故障
案例分析5.1813.8kV母綫上由鬆鼠引起的相—相故障演變為三相故障
案例分析5.19由於動物接觸引發的13.8kV變壓器相—相故障演變為115kV
變壓器套管故障
案例分析5.20通過數字輸入連接到氣體繼電器的跳閘輸齣來確定變壓器
多功能數字繼電器的意外跳閘
參考文獻
第6章架空輸電綫係統擾動相關的案例分析
6.1輸電綫保護基礎知識
6.1.1電力係統裝置保護和控製的對偶原理
6.1.2輸電綫繼電技術的曆史沿革
6.1.3大容量電力係統的保護準則
6.1.4縱聯繼電係統在輸電綫保護中的應用
6.2案例分析
案例分析6.1僅利用一端DFR錄波來確定本地和遠端綫—地故障的清除時間
案例分析6.2僅利用一端示波圖分析345kV輸電綫兩端相—地故障的清除時間
案例分析6.3雷擊造成的三相故障分析
案例分析6.4雷擊造成的765kV雙相—地故障分析
案例分析6.5通過分析雷擊造成的三相接地故障來評估電力塔塔基電阻
案例分析6.6首先從一個直接接地電力係統中清除115kV相—地故障，然後與一個非接地電力係統連接並從中清除故障
案例分析6.7人為破壞造成的345kV相—地（相C—地）故障
案例分析6.8公路電力綫事故造成的345kV相—地（相A—地）故障
案例分析6.9外部相—地故障時138kV電流差動繼電係統的誤跳閘
案例分析6.10由於附加CT電路接地造成的三相故障時13.8kV饋綫接地繼電器的意外運行
案例分析6.11通過分析115kV斷路開關關聯的支柱絕緣子故障來修正係統模型誤差
案例分析6.12利用DFR錄波來定位機電式距離繼電器保護的345kV輸電綫故障
案例分析6.13利用遠端變電站的DFR錄波來定位熱電聯供裝置的室外13.8kV開關設備故障
案例分析6.14由於負重輸電綫與樹接觸造成的高阻故障時345kV分裂導綫束破損（損壞）
案例分析6.15輸電綫開關失靈造成的115kV相—相故障
案例分析6.16由於數字輸電綫保護繼電器中時限過電流器件的設置錯誤造成的115kV饋綫的意外跳閘
案例分析6.17緩解高壓和超高壓輸電綫的接地距離繼電器範圍的互耦效應
案例分析6.17A兩條平行輸電綫保護推薦過程的應用
案例分析6.17B多條輸電綫串聯且與一條較長輸電綫互耦的345kV電力係統的保護
參考文獻
第7章輸電電纜饋綫係統擾動相關的案例分析
7.1可快速確定345kV海底電纜故障位置的繼電保護區優化設計案例分析
7.2500MW發電廠試運行階段138kV電纜饋綫差動繼電器的意外運行案例分析
7.3發電機和開關站之間345kV電纜連接故障以及一個電纜端套相機械故障造成的相—地故障案例分析
7.4僅利用繼電目標來排除345kV相—地故障案例分析
7.5300MW發電機和345kV開關站之間345kV連接電纜故障造成的相—地故障案例分析
7.6利用數字電流差動繼電器示波圖和事故記錄來分析138kV電纜端套故障
參考文獻
第8章斷路器失靈保護係統擾動相關的案例分析
8.1斷路器失靈保護的基礎知識
8.1.1斷路器失靈的應用
8.1.2傳統斷路器失靈時序圖
8.1.3傳統斷路器失靈的直流原理圖
8.1.4斷路器失靈保護清除主保護係統的盲區
8.1.5作為變電站配置功能的斷路器失靈對電力係統的影響
8.1.6斷路器失靈保護的設置原則
案例分析
案例分析8.1固態斷路器失靈繼電係統意外運行造成的150MW聯閤循環發電廠的跳閘
案例分析8.2115kV雙斷路器失靈造成的1000MW發電廠以及附屬變電站的損失
案例分析8.3近距相—地故障清除時由於斷路器問題造成的230kV變電站停機
案例分析8.4230kV斷路器失靈造成的1000MW發電廠以及附屬變電站的隔離
案例分析8.5斷路器自動同步時發電機斷路器故障
案例分析8.6230kV雙迴路電力塔相—地故障同時清除時斷路器重燃
案例分析8.7故障清除期間345kV電容器組斷路器故障並同時發生345kV雙SF6壓力斷路器故障
案例分析8.8230kV避雷器故障清除後的油斷路器失靈故障
案例分析8.9通過分析監測輸電綫電流和電壓的本地示波圖來檢測遠端斷路器問題
案例分析8.10一次側繼電係統故障以及二次側繼電係統缺失直流控製電力導緻的138kV負荷區域停電
案例分析8.11斷路器失靈期間在環形變電站配置中串聯安裝兩個345kV斷路器以減少關鍵輸電綫的損耗
案例分析8.12兩個138kV斷路器串聯設計以滿足斷路

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