計算機技術(shù)、電子技術(shù)與信息技術(shù)的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)繼電保護出現(xiàn)了新發(fā)展,即微機繼電保護技術(shù)。近年來,微機保護技術(shù)發(fā)展很快,并趨于成熟,全面取代了傳統(tǒng)的模擬式繼電保護裝置,成為主流保護技術(shù)。許多高校開設(shè)了微機繼電保護的專業(yè)課程。作者結(jié)合多年從事微機繼電保護教學和科研的工作,編寫了本書。
本書作為教材,體現(xiàn)了教育的新理念,不僅培養(yǎng)探索科學問題的研究學者,也培養(yǎng)解決實際問題的工程專家。為此,本書編寫時做到“四個結(jié)合”,即硬件部分的原理、設(shè)計與實驗相結(jié)合;軟件部分的設(shè)計、編程與測試相結(jié)合;算法部分的研究、分析與仿真相結(jié)合;章節(jié)內(nèi)容的理論、實踐與拓展相結(jié)合。
本書采用由一般到具體、由總體到局部的敘述方式,循序漸進、由淺入深,做到加強基礎(chǔ),不斷拓寬知識;注重應(yīng)用技能,增強解決工程實際問題的能力;符合學生認識事物和獲取知識的規(guī)律。本書中的MATLAB在微機保護仿真實驗中的應(yīng)用內(nèi)容,展示了微機繼電保護裝置對故障的處理過程,即系統(tǒng)的運行與故障模擬、故障信號的檢測預(yù)處理、保護算法與故障判斷、跳閘邏輯及信號發(fā)出等,便于讀者理解微機保護的工作原理。
本書力求系統(tǒng)性,體系合理。書中既有對微機繼電保護的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、設(shè)計方法等基本原理的講述;又有成熟的微機繼電保護的實施方案實例;既有微機繼電保護的基本構(gòu)成原理,又有實現(xiàn)技術(shù);采用符合教學規(guī)律和實際應(yīng)用的體系。
本書獨具特色的是包含仿真、實驗及設(shè)計等綜合實踐內(nèi)容,以體現(xiàn)微機繼電保護工程性強、實用性強的特點。本書配有習題,內(nèi)容不僅涵蓋微機保護的基本概念、基本理論、基本方法,還配有設(shè)計應(yīng)用等,以便于教師組織教學,增強學生的技術(shù)專業(yè)訓練,培養(yǎng)學生的工程實踐能力、科學研究能力和創(chuàng)新能力。
本書主要內(nèi)容包括微機繼電保護的概況、硬件原理,數(shù)字信號處理及數(shù)字濾波器,微機保護的算法、軟件,提高微機保護可靠性的措施,典型微機保護裝置的實例、仿真研究等。本書理論體系完整,材料選取新穎得當,適合作為高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的教材,也可供從事繼電保護工作的工程技術(shù)人員參考。
本書為西安科技大學立項教材。全書共分8章,第1章由西安科技大學付周興編寫,第2章至第8章由西安科技大學趙建文編寫。陜西電力科學研究院總工程師劉健教授審閱了全書,并提出了許多寶貴意見,在此表示衷心的感謝。同時也感謝研究生劉永佳、梁靜、劉鵬、趙斌給予的幫助。
由于作者水平有限,書中尚有不足或錯誤之處,懇請讀者批評指正。
編者
機工授權(quán)書
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前言
第1章微機繼電保護概述
1.1微機繼電保護及其發(fā)展
1.2微機繼電保護系統(tǒng)的組成
1.3微機繼電保護裝置的特點
習題
第2章微機繼電保護的硬件原理
2.1微機保護裝置硬件概述
2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.3基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.4CPU主系統(tǒng)
2.5微機保護網(wǎng)絡(luò)通信
2.6開關(guān)量的輸入及輸出回路
2.7微機保護硬件結(jié)構(gòu)舉例
習題
第3章數(shù)字信號處理及數(shù)字濾波器
3.1概述
3.2離散時間信號
3.3離散時間系統(tǒng)及其分析
3.4數(shù)字濾波器的基本概念
3.5簡單數(shù)字濾波器
3.6數(shù)字濾波器的零、極點配置設(shè)計方法
3.7數(shù)字濾波器的選擇
習題
第4章微機繼電保護的算法及其仿真
4.1微機保護算法概述
4.2基于正弦信號的算法
4.3基于周期信號模型的傅里葉算法
4.4基于非周期信號模型的RL模型算法
4.5基于隨機數(shù)學模型的遞推最小二乘算法
4.6移相算法及濾序算法
4.7相位比較器算法
4.8突變量電流算法
4.9微機保護算法選擇
習題
第5章微機繼電保護的軟件設(shè)計
5.1微機保護軟件概述
5.2微機保護裝置的軟件配置
5.3程序流程的基本結(jié)構(gòu)
5.4電流保護流程圖
習題
第6章微機繼電保護裝置的抗干擾
6.1微機保護可靠性及抗干擾
6.2微機保護的干擾和干擾源
6.3微機保護的硬件抗干擾措施
6.4微機保護的軟件抗干擾措施
習題
第7章微機繼電保護實例
7.1超高壓線路成套保護裝置
7.2微機母線保護裝置
7.3ARM處理器+DSP構(gòu)架的微機饋線保護
7.4基于DSP和單片機雙CPU結(jié)構(gòu)的電動機保護
7.5數(shù)字式變壓器保護原理
習題
第8章MATLAB在微機保護仿真實驗中的應(yīng)用
8.1仿真概述
8.2三段式過電流保護原理簡介
8.3短路故障電磁暫態(tài)仿真模型的建立
8.4三段式過電流保護軟件設(shè)計
8.5仿真實驗
習題
參考文獻