继电保护装置是电气化铁道、城市轨道交通供电系统装备中的重要组成部分。为适应高等院校及职业技术教育教学发展的需求，根据现阶段牵引供电系统继电保护应用的技术装备的实际情况，特编写了本教材。

本教材结合我国电气化铁道继电保护装置的实际技术发展情况，较全面地介绍了9个方面的知识。包括电力系统继电保护基础知识、输电线路的电流和电压保护、电网的距离保护和微机继电保护等基础理论、电气化铁道牵引供电系统的牵引网保护、牵引变压器保护、并联电容器补偿装置的保护、自动装置及城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护等。

本教材分为上、下两篇，上篇为电网继电保护基础，主要介绍电力系统继电保护基础知识、输电线路的电流和电压保护、电网的距离保护和微机继电保护等基础理论；下篇为牵引供电系统继电保护，主要介绍电气化铁道牵引供电系统的牵引网保护、牵引变压器保护、并联电容器补偿装置的保护、自动装置及城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护等理论内容及应用实例。

本教材可作为高等院校电气化铁道专业、城市轨道交通专业等的教学用书，也可作为电气化铁道和城市轨道交通行业从事继电保护运行、维护人员的参考用书。

上篇 电网继电保护基础

1 继电保护基础知识

 1.1 继电保护概述

1.1.1 继电保护的定义与作用

1.1.2 继电保护的基本原理与组成

1.1.3 继电保护的发展简史

 1.2 继电保护装置的分类及基本要求

1.2.1 继电保护装置的分类

1.2.2 继电保护装置的基本要求

 1.3 电磁型继电器

1.3.1 继电器的定义及分类

1.3.2 电磁型继电器的结构及原理

1.3.3 动作电流、返回电流与返回系数

 1.4 常用的电磁型继电器

1.4.1 DL-30系列电流继电器

1.4.2 DY-30系列电压继电器

1.4.3 DS-30系列时间继电器

1.4.4 DZB-10B系列中间继电器

1.4.5 DX-30系列信号继电器

2 输电线路的电流和电压保护

 2.1 单侧电源电网相间短路的电流保护

2.1.1 瞬时电流速断保护

2.1.2 限时电流速断保护

2.1.3 定时限过电流保护

2.1.4 电流保护的接线方式

2.1.5 阶段式电流保护

 2.2 双侧电源电网相间短路的方向性电流保护

2.2.1 方向性电流保护概述

2.2.2 功率方向继电器

2.2.3 LG-10型系列整流型功率方向继电器

2.2.4 功率方向继电器的接线方式

2.2.5 对方向性电流保护的评价

 2.3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流保护

2.3.1 接地短路零序分量的特点

2.3.2 零序分量过滤器

2.3.3 零序电流保护

 2.4 电网的电压保护

2.4.1 电压速断保护

2.4.2 电流闭锁的电压速断保护

2.4.3 低电压启动过电流保护

3 电网的距离保护

 3.1 距离保护概述

3.1.1 距离保护的定义

3.1.2 阻抗的测量

3.1.3 距离保护的时限特性

3.1.4 距离保护的优点

3.1.5 距离保护的组成

 3.2 阻抗继电器

3.2.1 阻抗继电器的分类

3.2.2 整流型方向阻抗继电器

 3.3 距离保护的接线与整定计算

3.3.1 距离保护的接线方式

3.3.2 距离保护的整定计算

 3.4 影响距离保护正确工作的因素及防止措施

3.4.1 线路分支对距离保护的影响

3.4.2 短路点过渡电阻对距离保护的影响

3.4.3 电压互感器回路断线对距离保护的影响

3.4.4 电力系统振荡对距离保护的影响

4 微机继电保护

 4.1 微机继电保护概述

4.1.1 计算机在继电保护领域中的应用和发展概况

4.1.2 微机继电保护与传统继电保护的对比分析

4.1.3 微机继电保护装置的特点

 4.2 微机保护的硬件构成原理

4.2.1 微机保护的硬件组成

4.2.2 数据采集系统

4.2.3 CPU主系统

4.2.4 开关量输入输出电路

 4.3 微机保护的特征量算法

4.3.1 数字滤波

4.3.2 正弦函数算法

4.3.3 傅里叶算法

4.3.4 解微分方程算法

 4.4 微机保护装置的软件构成

4.4.1 接口软件

4.4.2 保护软件

4.4.3 中断服务程序

4.4.4 程序流程的基本结构

4.4.5 电流保护流程举例

 4.5 提高微机保护可靠性的措施

4.5.1 干扰和干扰源

4.5.2 微机保护装置的硬件抗干扰措施

4.5.3 微机保护装置的软件抗干扰措施

 4.6 微机保护技术的发展趋势

4.6.1 高速数据处理芯片的应用

4.6.2 微机保护的网络化

4.6.3 保护、控制、测量、信号、数据通信一体化

4.6.4 继电保护的智能化

下篇 牵引供电系统继电保护

5 牵引网保护

 5.1 交流牵引网及牵引负荷的特点

5.1.1 交流牵引网的特点

5.1.2 交流牵引负荷的特点

 5.2 牵引网的距离保护

5.2.1 阻抗元件动作特性的选择

5.2.2 四边形特性的构成原理

5.2.3 四边形特性方向阻抗继电器的优缺点

5.2.4 四边形特性方向阻抗继电器的整定

5.2.5 自适应距离保护

 5.3 利用牵引负荷特点构建的牵引网保护

5.3.1 牵引负荷中谐波分量的利用

5.3.2 利用牵引网中的电流增量构建的保护

5.3.3 利用牵引网中电流的持续时间构建的保护

 5.4 牵引网馈线保护的建立

5.4.1 牵引网馈线保护的种类及作用

5.4.2 直供方式下牵引网的保护方式

5.4.3 AT供电方式下牵引网阻抗的特性

 5.5 牵引网馈线微机保护装置

5.5.1 WKH-892的硬件结构及作用

5.5.2 WKH-892的功能与特点

5.5.3 WKH-892的主要技术指标

5.5.4 WKH-892的保护原理

6 牵引变压器保护

 6.1 牵引变压器的保护方式

6.1.1 牵引变压器的类型及接线

6.1.2 牵引变压器的运行工作状态

6.1.3 牵引变压器的保护

 6.2 牵引变压器的纵联差动保护

6.2.1 纵联差动保护概述

6.2.2 纵联差动保护的接线方式

6.2.3 不平衡电流产生的原因及消除

6.2.4 比率制动的纵联差动保护

6.2.5 差动速断保护

6.2.6 变压器纵联差动保护励磁涌流的识别方法

 6.3 牵引变压器的非电气量保护

6.3.1 非电气量保护的形式

6.3.2 非电气量保护的实现

 6.4 牵引变压器的后备保护

6.4.1 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护

6.4.2 变压器接地短路的后备保护

 6.5 牵引变压器的微机保护装置

6.5.1 装置的硬件结构与作用

6.5.2 装置的功能与特点

6.5.3 装置的技术指标

6.5.4 装置的保护配置与原理

7 并联电容器补偿装置的保护

 7.1 并补装置的故障及其保护的装设原则

7.1.1 并补装置的故障

7.1.2 并补装置保护的装设原则

 7.2 并补装置的电流保护

7.2.1 电流速断保护

7.2.2 过电流保护

7.2.3 谐波过电流保护

7.2.4 差电流保护

 7.3 并补装置的电压保护与桥式差电流保护

7.3.1 电压保护

7.3.2 桥式差电流保护

 7.4 串联电容补偿装置的保护

7.4.1 防御牵引网短路电流引起过电压的保护

7.4.2 电容器组内部故障的保护

 7.5 牵引供电系统并补装置的微机保护装置

7.5.1 WBB-892的功能

7.5.2 WBB-892的技术参数

7.5.3 WBB-892的保护应用

7.5.4 WBB-892的应用接线

8 自动装置

 8.1 自动重合闸装置

8.1.1 自动重合闸概述

8.1.2 自动重合闸的基本要求及类型

8.1.3 单侧电源线路的三相一次自动重合闸

8.1.4 双侧电源线路的三相一次自动重合闸

8.1.5 重合闸动作时限的选择原则

8.1.6 自动重合闸装置与继电保护的配合

 8.2 牵引网故障测距装置

8.2.1 故障测距的意义

8.2.2 电气化铁道牵引网测距的方法

8.2.3 电气化铁道微机故障测距装置

 8.3 备用电源自动投入装置

8.3.1 备用电源自动投入装置的要求

8.3.2 备用电源自动投入的基本原理

8.3.3 微机型APD装置

9 城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护

 9.1 城市轨道交通直流牵引供电系统继电保护装置的配置情况

9.1.1 进出线电缆

9.1.2 整流机组

9.1.3 直流牵引网

 9.2 整流机组继电保护

 9.3 直流牵引供电系统继电保护

9.3.1 大电流脱扣保护

9.3.2 电流上升率及电流增量保护(DDL保护)

9.3.3 定时限过流保护

9.3.4 电压类保护

9.3.5 接触网热保护

 9.4 框架类保护

9.4.1 轨道过电压保护

9.4.2 正极接地保护(框架泄露保护)

 9.5 直流馈线的控制功能及自动装置

9.5.1 分合闸操作

9.5.2 联跳

9.5.3 线路测试系统

9.5.4 自动重合闸

附录A 常用继电器线圈、接点及逻辑电路的名称和图形

附录B 短路保护的最小灵敏系数

参考文献